3 Вопрос:
Но как же образуются звезды? В современной астрономии бытуют две гипотезы. Одна из них является общепринятой и именуется классической. Другая была предложена советским астрофизиком, академиком Виктором Амазасповичем Амбарцумяном. Гипотеза, предложенная В.А. Амбарцумяном заключается в следующем: звезды образуются из сверхплотной дозвездной материи, выбрасываемой при взрывах, происходящих в ядрах галактик. Ядра галактик содержат небольшие по размерам тела, которые на много порядков превосходят по массе звезды и отличаются от звезд по своей физической природе. Распад таких сверхплотных тел – протозвезд приводит в дальнейшем к одновременному образованию звездных групп – ассоциаций. Но: во-первых, такие сверхплотные тела, по-видимому, представляют собой новую форму материи, неизвестную современной науке; а во-вторых, академик не рассматривает сам механизм превращения протозвезд в звездные группы и скопления.
По классической же, общепринятой гипотезе, звезды образуются из космического вещества в результате его конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил. Происходит это в несколько этапов ڳ:
обособление и уплотнение космического вещества, в результате которого образуется протозвезда;
стремительное сжатие протозвезды: до того момента, пока давление газа внутри не возрастет до того, чтобы замедлить сжатие, но не остановить!
протозвезда продолжает сжиматься, а температура внутри нее – повышаться (до 15 – 20 млн. К). Следовательно, начинаются термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Давление газа, вытесняемого из звезды, уравновешивается притяжением. Поэтому газовый шар перестает сжиматься. Образовалась звезда. Такому рождению и дальнейшей эволюции соответствует примерно 90 % звезд Вселенной. А было это установлено в результате разработок двух астрофизиков. В 1910 году независимо друг от друга Эйнаром Герцшпрунгом (Дания) и Генри Расселом (США) была предложена диаграмма ڳ , которая показывает зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды. Эта диаграмма актуальна до сих пор. Вверху диаграммы выделяется несколько ветвей проэволюционировавших звезд – гигантов, в которых происходит горение гелия и более тяжелых элементов. В левой нижней части диаграммы находятся полностью проэволюционировавшие белые карлики. В целом, диаграмма отражает эволюцию так называемых нормальных звезд. Она проходит следующим образом: в течение очень долгой жизни звезды в ее ядре происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Но водород постепенно выгорает, и тогда в центральной зоне звезды образуется гелиевое ядро, а водородные ядерные реакции продолжают протекать вблизи поверхности ядра. Выгоревшее ядро начинает сжиматься, а внешняя оболочка – расширяется до колоссальных размеров. Внешняя температура звезды становится низкой, и звезда входит в стадию красного гиганта. Это завершающий этап жизни звезды. Для красного гиганта характерна низкая внешняя, но очень высокая внутренняя температура. При этом в термоядерные реакции включаются все более тяжелые ядра, что приводит к синтезу химических элементов и непрерывной потере красным гигантом вещества, которое выбрасывается в межзвездное пространство. Звезда становится белым карликом. При этом часто вокруг белого карлика образуется планетарная туманность – сброшенная оболочка красного гиганта. Термоядерные реакции внутри белого карлика уже не идут, а происходят только в его атмосфере с водородом из межзвездного пространства. Но они продолжают светить, потому что обладают огромными запасами тепловой энергии. Охлаждается белый карлик сотни миллионов лет. Постепенно остывая, он меняет свой цвет: от белого к желтому, от него – к красному, потом к черному. Черный карлик – это мертвая звезда.
Иначе происходит эволюция более массивных звезд. Они живут всего несколько десятков миллионов лет. По астрономическим рамкам это очень мало. В их ядре очень быстро выгорает водород, а температура в гелиевом ядре увеличивается до нескольких сотен миллионов градусов. Начинаются реакции углеродного цикла (образование углерода при слиянии ядер гелия). Выгорающее ядро сжимается, и температура повышается до 3 – 10 млрд. градусов. Начинается образование все более тяжелых элементов – железа и висмута. При этом энергия не выделяется, а поглощается. Это убыстряет сжатие. И наступает коллапс – катастрофическое сжатие звезды. Она «взрывается внутрь». Бывают и отклонения: коллапс нарушается, и происходит взрыв – вспышка сверхновой звезды ڳ. При этом в окружающее пространство сбрасывается оболочка звезды и до 90 % ее массы. Тогда возникают туманности (например, Крабовидная). Туманности обладают огромной светимостью и радиоизлучением. При этом сама звезда не разрушается, а превращается в нейтронную звезду или пульсар, или черную дыру. Выброс же большого количества энергии и химических элементов приводит к повышению естественного радиационного фона, что может привести к мутациям живых организмов.
Еще одним не типичным вариантом развития событий является появления черных дыр. В современной науке различают четыре варианта их образования. Два реалистичных: гравитационный коллапс (сжатие) массивной звезды; коллапс центральной части галактики или протогалактического газа. И два гипотетических: формирование черных дыр сразу после Большого Взрыва (первичные); возникновение в ядерных реакциях высоких энергий.
Литература:
Иванов В.В. Физика звезд. – СПб., 2011. – 386 с.
Рандзини Д. Космос: справочник/ Пер. с итал. Н. Лебедевой. – М.: АСТ, Астрель, 2002. – 320 с.
Садохин А.П. Концепции современного естествознания: Учебник. – 2-ое изд., допол. и пер. – М.: Юнити, 2006. – 447 с.
Интернет-ресурс – ru.wikipedia.org/