3. 4. 2 Эволюция звезд и звездно-планетных систем

1. Эволюция звезд

Когда температура в недрах протозвезды достигает ~10⁶К, ее сжатие прекращается. Стадию сжатия, которая у разных образований может продолжаться от сотен тысяч до сотен миллионов лет, сменяет стационарная стадия, в которой звезда находится большую часть времени жизни. В начале стационарной стадии в атмосфере звезды преобладают водород (75%), гелий (20%), небольшое количество более тяжелых элементов (около 30 наименований), некоторые простые молекулы — С₂, СN, ТiО, О₂ и другие. Под воздействием огромных давлений и температур в недрах звезд происходят термоядерные реакции, результатом которых является превращение водорода в дейтерий, затем в гелий с выделением огромных энергий и большого количества элементарных частиц. Когда весь водород в центральной части звезды выгорит, образуется гелиевое ядро. Оно постепенно сжимается и разогревается. Когда температура внутри ядра повысится до ~2*10⁷К, происходит превращение гелия в углерод с последующим преобразованием в более тяжелые элементы.

Заключительный этап жизни звезды зависит от ее массы. Внешние слои звезд, соизмеримых с нашим Солнцем, постепенно расширяясь, покидают ядро звезды. Это ядро и становится белым карликом — маленькой раскаленной звездой. В метагалактике насчитывается огромное количество белых карликов. Постепенно остывая, белый карлик превращается в потухшую звезду. Некоторые звезды раздуваются, их светимость возрастает и на короткое время они превращаются в красного гиганта или сверхгиганта, а затем разрушаются. Иначе ведут себя более массивные звезды. После исчерпания ядерного горючего они теряют механическую устойчивость и начинают быстро сжиматься, переходя в стадию гравитационного коллапса (лат. collapsus— упавший, состояние, угрожающее устойчивости системы). Если растущее внутреннее давление останавливает коллапс, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой с радиусом в несколько километров. Это явление может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Взрывы сверхновых обогащают межзвездную среду тяжелыми химическими элементами. Есть предположение, что во время взрыва сверхновых образуются все элементы периодической системы. Если же в результате гравитационного коллапса радиус звезды окажется меньшим радиуса Шварцшильда, она неминуемо превращается в «черную дыру».

Черная дыра создает вокруг себя гравитационное поле громадной силы. Это огромное тяготение не выпускает за пределы звезды никакое излучение, поэтому никакие приборы не могут ее зафиксировать. Тем не менее черные дыры обнаруживаются. Имея громадное тяготение, черная дыра возможно притягивает другие звезды, либо находится в составе двойной звезды. Раскаленный газ с поверхности обычной звезды непрерывно падает на черную дыру, образуя вокруг нее вращающийся газовый диск с температурой ~10⁷К. При такой температуре материя излучает в рентгеновском диапазоне. Если такой источник к тому же обладает большой массой, он является претендентом на черную дыру. Конечно, наши рассуждения всего лишь иллюстрируют модельные представления современной науки. Но однозначно то, что в процессе самоорганизации и эволюции Вселенной звезды рождаются, живут и умирают, подчиняясь фундаментальным законам природы. И этот процесс непрерывен и бесконечен.