Звёздная жизнь: через что приходится проходить

Нелегко быть звездой! Все на тебя смотрят, все тебя все время фотографируют, пишут про тебя статьи, изучают твою жизнь, следят за тобой всё время... И да, я говорю про жизнь тех звёзд, которые так ярко сияют на ночном небе, очаровывая своей неземной красотой.

Здесь на картинке центр шарового скопления ω Центавра (Омега Центавра, Вы же знаете греческий, правда?).

Сегодня я хочу Вас познакомить в общем случае, с жизненным циклом звёзд, звёздной эволюцией. Но только в общем случае, в огромные подробности мы вдаваться не будем, просто популярно объясню, какие этапы в своей эволюции проходят звёзды. Поэтому записывайте тему сегодняшней лекции: "Эволюция звёзд. Общие сведения".

Для начала хочу отметить, что звезды делятся по циклу своей жизни на: молодые звездные объекты, звезды главной последовательности, красные гиганты и звезды на завершающих этапах эволюции. Если перевести на жизнь человека, то молодые звёздные объекты = дети, звезды главной последовательности = взрослые, красные гиганты = пожилые, и последние = умирающие.

Но, кстати, в случае звёзд не все так трагично, любая звезда может процитировать Высоцкого, что "мы, отдав концы, не умираем насовсем" - любая звезда просто переходит в новое состояние, завершающее ее эволюцию - становится белым карликом или чёрной дырой. Она перестаёт быть звездой, но не умирает.

Этапы жизненного цикла, это важно, зависят от массы звезд. Ну, как повелось, начнём с жизненного цикла нашей звезды по имени Солнце, и, соответственно, звёзд с примерно такими же массами (их ещё называют солнцеподобными, например, τ Кита (Тау Кита) - солнцеподобная звезда, потом два компонента α Центавра - α Центавра А и α Центавра В - тоже солнцеподобные (α Центавра - тройная звёздная система, ещё есть маленький компонент α Центавра С = Проксима Центавра - ближайшая звезда к нам, не считая Солнце)).

А если звёздочку покрупнее да помассивнее взять? Например, ζ Кормы (Дзета Кормы... давайте к следующей лекции Вы выучите греческий, он несложный, будем с Вами говорить на одном языке?)))) Вот он, учите, для общего развития:)

Вернёмся к звезде массивнее Солнца.

У неё другой жизненный цикл. Немного другой, все дело в основном в том, как она его закончит. Вместо того чтобы превратиться в планетарную туманность и белого карлика, такие звезды взрываются как сверхновые, и в конце концов после них остаются нейтронные звезды или черные дыры.

Продолжительность жизни Солнца и ему подобных составляет примерно 10 млрд лет, а звезда, масса которой всего в 20–30 раз превышает массу Солнца, взорвется всего через несколько млн лет от начала своего образования.

А у звезд с массой, намного меньше Солнечной, тоже несколько иной цикл - они рождаются, выходят на главную последовательность и заканчивают как красные карлики. Пример такой звезды - Сириус В (на всякий случай - Сириус - это двойная звёздная система = двойная звезда, состоящая из крупного компонента Сириус А и из маленького Сириус В).

Что мы в итоге наблюдаем - чем больше масса, тем быстрее выгорает ядерное топливо, звезда быстрее расходует свои запасы, крупные звезды, знаете ли, более расточительны, и заканчивают они раньше - жизнь их короче. А экономные звездочки с меньшими массами медленнее расходуют свои запасы, следовательно процесс сгорания водорода происходит медленнее, и живут такие дольше.

Теперь немножечко расскажу про каждую категорию звёзд, не убегайте пока :)

Молодые звездные объекты — это новорождённых звезды, которые еще как будто бы спят в породивших их облаках или тянут их за собой.

Звезды главной последовательности, к которым относится Солнце, да, оно уже взрослая, сформировавшаяся уверенная в себе звезда, отбрасывают породившие их облака дарят нам свой яркий свет за счёт ядерного синтеза = реакциям превращения водорода в гелий. Раньше звезды главной последовательности, кстати, называли просто карликами, да и сейчас такой термин может встретиться, так что имейте в виду, просто карлики = звезды главной последовательности. Согласитесь, последнее - благозвучнее:) Сюда же отмечу про "нормальные звезды", это тоже как правило, имеются в виду звезды главной последовательности. Солнцеподобные - звезды главной последовательности примерно такой же массы как у Солнца (но больше или меньше не более чем в 2 раза).

И ещё одни звезды главной последовательности, это красные карлики, которые имеют тусклый красный оттенок, в которые в конце концов навсегда превращаются звездочки с маленькой массой, они самые малые звезды главной последовательности. У них малая масса, они тусклые и незаметные, но их подавляющее большинство в главной последовательности.

Красные гиганты - это звезды совсем другое дело: они намного больше Солнца, чтобы Вы представляли, диаметр некоторых из них примерно равен диаметру орбиты Венеры или даже Земли!

У красного гиганта сгорание водорода происходит не в ядре, а во внешнем слое - области сразу за пределами ядра, которая называется слоем водородного горения. Дело в том, что весь водород ядра уже выгорел и в результате реакций ядерного синтеза превратился в гелий.

Звезды, масса которых намного превышает массу Солнца, не становятся красными гигантами; они раздуваются намного больше, поэтому мы вынуждены называть их красными сверхгигантами, которые в тысячу или в две тысячи раз больше Солнца, для сравнения диаметром с орбиту Юпитера или Сатурна.

И звезды на завершающем этапе звездной эволюции подразделяются на:

белые карлики;

центральные звезды планетарных туманностей;

нейтронные звезды;

сверхновые звезды;

черные дыры.

Белые карлики, которые на самом деле могут быть голубыми, белыми, желтыми или даже красными, в зависимости от температуры (все подобные зависимости мы с Вами обязательно разберём) - остатки солнцеподобных звёзд.

Они не умирают, а угасают.

Белый карлик будет угасать долго по мере остывания. Белые карлики — это маленькие и очень плотные звезды, ещё горячие, но не горящие. Например, белый карлик может иметь такую же массу, как у Солнца, но при этом по размерам быть примерно с Землю.

Центральные звезды планетарных туманностей - это малые звезды, находящиеся в центре небольших чудесных туманностей, во многом похожи на белых карликов и постепенно превращаются в них.

Туманности, состоящие из газа, выброшенного из звезды, расширяются и рассеиваются и в конце концов оставляют белого карлика в гордом одиночестве.

Вот это пример планетарной туманности - NGC5189.

Нейтронные звезды хотя очень малы, даже меньше белых карликов, но они на самом деле ого ого!

Они превосходят по массе белых карликов. Нейтронная звезда может быть всего пару десятом км в диаметре, а по массе - раза в полтора превосходить Солнце!

Некоторые нейтронные звезды называются пульсарами - такая звезда быстро вращается и излучает энергию пучками в виде радиоволн, рентгеновских лучей, гамма-лучей и/или видимый свет. Когда эта энергия в виде лучей проносятся мимо Земли, телескоп фиксирует скачки излучения, весьма короткие по длительности - пульсации, отсюда и название. Чем чаще пульса и пускает энергию, то есть частота пульсации, определяет то, насколько быстро пульсар вращается. Эта частота может составлять несколько сотен раз в секунду или всего один раз за несколько секунд.

Сверхновая - это мощнейший взрыв, в результате которого звезда полностью разрушается. Есть 2 типа сверхновых. Сверхновая типа II - это яркий, огромной силы взрыв звезды, намного более массивной, крупной и яркой, чем Солнце. До взрыва это был красный сверхгигант и, возможно, даже достаточно горячий, отчего от уже не красный а голубой сверхгигант. А когда сверхгигант, любой, взрывается, после него остается нейтронная звезда. Может произойти также настолько сильное сжатие звезды, причем настолько сильное что после него останется черная дыра.

Второй тип сверхновой - тип Iа. Она ярче еще сверхновой типа II, но её взрыв происходит вполне предсказуемо и закономерно.

Ну, про Крабовидную туманность, что на этой картинке, наверное, слышали все, что она - остаток взрыва сверхновой.

Черные дыры настолько плотные и компактные, что по сравнению с ними нейтронные звезды и белые карлики - не плотные. В черных дырах в малом объеме упаковано так много вещества, что огромная сила гравитации не дает ничему, даже свету, вырваться из них.

Вот пример ЧД - М87*. Первое фото чёрной дыры (ЧД) в нашей истории. Ощущаете мощь её гравитации?

Это лишь ознакомительное вступительное, кратенькое совсем слово об огромном процессе эволюции звёзд и понятий, связанных с этим процессом. Я затронула множество интересных объектов, о которых мне Вам рассказывать и рассказывать! А пока что позвольте откланяться - моё повествование Вам о жизненном цикле звёзд прошу считать оконченным.

P.S. На обложке - шаровое звёздное скопление М80.

В следующий раз планирую Вам рассказать немного про "звездопады".