Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Эволюция звезд

еляла на протяжении  сотен  миллионов  лет.  Теперь  же
конечные продукты ядерных реакций вновь распадаются, образуя  гелий:  звезда
оказывается  вынужденной  восполнить  утраченную  ранее  энергию.   Остаётся
последнее её достояние - гравитация. Но чтобы звезда  могла  воспользоваться
этим резервом, плотность её ядра  должна  увеличиваться  крайне  быстро,  то
есть ядро должно резко сжаться; происходит «взрыв внутрь»,  отрывающий  ядро
звезды от её внешних слоёв. Он должен произойти за считанные секунды. Это  и
есть начало конца массивной звезды.
   Имплозия, или взрыв внутрь, устраняет  давление,  поддерживавшее  внешние
слои звезды, её оболочку, и с этого  момента  оболочка,  сжимаясь,  начинает
падать на ядро. Падение сопровождается выделением  колоссального  количества
энергии - так ещё раз проявляет себя гравитация. Выделение энергии  приводит
в свою очередь к резкому повышению температуры (примерно  3  млрд.  К  ),  и
падающая оболочка звезды  оказывается  в  необычных  для  неё  температурных
условиях. Для звезды  с  температурой  ядра,  равной  2,5  млрд.  К,  лёгкие
элементы  оболочки  служат  потенциальным   ядерным   топливом.   Но   чтобы
обеспечить свечение во  время  взрыва,  температура  должна  подняться  выше
этого значения - до 3  млрд.  К.  В  течение  секунды  кинетическая  энергия
звезды превращается в тепловую, и вещество оболочки нагревается.  При  такой
высокой температуре более лёгкие элементы - в основном кислород -  проявляют
взрывную неустойчивость и начинают  взаимодействовать.  Подсчитано,  что  за
время меньше секунды в ходе этих ядерных реакций выделяется энергия,  равная
энергии, которую Солнце излучает за миллиард лет !
   Внезапно освободившаяся энергия срывает со  звезды  её  наружные  слои  и
выбрасывает  их  в  космическое  пространство  со   скоростью,   достигающей
нескольких тысяч километров в секунду. На эти слои  приходится  значительная
часть  массы  звезды.  Газовая  оболочка   удаляется   от   звезды   образуя
туманность, которая простирается на многие миллионы миллионов километров.
   Газ по инерции продолжает удаляться от звезды до тех пор, пока,  возможно
через 100 000 лет, вещество туманности не  станет  настолько  разряженным  и
диффузным, что больше уже не сможет возбуждаться коротковолновым  излучением
очень горячей материнской звезды ; тогда мы перестанем его видеть. Но  самое
главное: как в взорвавшемся веществе, так и в межзвёзном  газе  присутствует
магнитное поле.  Сжатие  газа  за  фронтом  ударной  волны  вызывает  сжатие
силовых линий и повышение напряжённости межзвёздного магнитного поля, что  в
свою очередь приводит к увеличению энергии электронов,  и  их  ускорению.  В
результате остаётся сверхгорячая звезда, масса  которой  уменьшилась  именно
настолько, чтобы она могла достойно угаснуть и умереть. По всей  вероятности
она станет нейтронной звездой, масса которой в 1,2-2 массы Солнца.  Если  же
её масса более, чем вдвое превышает массу Солнца, то она  в  конечном  счёте
может превратиться в чёрную дыру.
Сверхновые  -  очень  редкие  объекты.  История   засвидетельствовала   лишь
несколько случаев появления сверхновых. Первая - это,  конечно,  Крабовидная
туманность, вторая -  Сверхновая  Тихо  Браге,  обнаруженная  в  1572г..,  и
третья - Сверхновая Кеплера, открытая им в 1604 г. Недавно стало известно  о
сверхновой в созвездии  Волка.  Астрономы  вычислили,  что  каждая  звёздная
система, галактика, в среднем раз в сто-триста  лет  рождает  сверхновую.  В
настоящее время астрономами открыто около 150 сверхновых.
Только три из  них  оказались  в  нашей  Галактике,  хотя  существует  много
объектов,  такие,  как  Петля  в  Лебеде  и  Кассиопея   А,   которые,   как
предполагают, могут оказаться остатками взрывов  сверхновых  Млечного  Пути.
Точное время взрыва для Петли  в  Лебеде  почти  невозможно  установить,  но
полагают, что если это действительно остатки взрыва сверхновой, то  Петля  в
Лебеде начала своё расширение около 60 тысяч лет назад. Кассиопея А -  самая
молодая сверхновая на небе,  так  как  её  расширение  началось  примерно  в
1700г.
   Почему природа создаёт такие диковинные объекты ?  Как  они  возникают  ?
Каков механизм  вспышек,  которые  по  своей  яркости  могут  соперничать  с
сиянием десятков миллиардов звёзд ? Каков конечный продукт звёздного  взрыва
? Это только часть вопросов, которые возникают у астронома, наблюдающего  за
грандиознейшими взрывами в том или ином уголке неба. Чтобы ответить хотя  бы
на некоторые из них, необходимо исследовать историю жизни звезды.
  Профессор Джон А. Уиллер заметил: «Одно дело  изучать  почти  стационарную
звезду, как, например, Солнце, другое дело - когда мы берёмся  предсказывать
причудливую динамику сверхновой. Мы умеем  в  подробностях  предсказывать  и
ход ядерных реакций, идущих в недрах Солнца и других звёзд, и выход  энергии
излучения с поверхности звезды. Однако можем ли мы с такой  же  уверенностью
говорить о звёздах, испытывающих мощные внутренние движения ?»
    Недавно  учёные  предприняли  попытку  применить  математическую  тоерию
атомного  взрыва  для  описания  гидродинамики  сверхновых.  Это   позволило
тщательно исследовать гидродинамику сверхновых  с  помощью  теории,  которая
заведомо не слишком далека от истины.  Некоторые  астрономы  различают  пять
типов сверхновых; два из них главные - это сверхновые типа  1  и  сверхновые
типа 2. Они отличаются друг  от  друга  светимостями,  характером  изменения
светимости, спектрами, а также количеством и  местоположением  в  конкретной
галактике либо в различных типах галактик. Характер изменения светимости  со
временем у  сверхновых обоих основных типов практически одинаков.
 НЕЙТРОННЫЕ.
Звёзды, у которых масса в 1,5-3 раза больше, чем у Солнца не смогут в  конце
жизни  остановить  своё  сжатие  на  стадии  белого  карлика.  Мощные   силы
гравитации  сожмут  их  до   такой   плотности,   при   которой   произойдёт
«нейтрализация» вещества: взаимодействие электронов с протонами  привёдёт  к
тому, что почти вся масса звезды будет  заключена  в  нейтронах.  Образуется
нейтронная звезда. Наиболее массивные звёзды могут  обраться  в  нейтронные,
после того как они взорвутся как сверхновые.
   Концепция нейтронных звёзд не нова: первое  предположение  о  возможности
их существования было  сделано  талантливыми  астрономами  Фрицем  Цвикки  и
Вальтером  Баарде  из  Калифорнии  в  1934г.  (несколько  раньше  в   1932г.
возможность  существования  нейтронных  звёзд  была  предсказана   известным
советским учёным Л. Д. Ландау.) В  конце  30-х  годов  она  стала  предметом
исследований других американских  учёных  Оппенгеймера  и  Волкова.  Интерес
этих физиков к данной проблеме был вызван  стремлением  определить  конечную
стадию эволюции массивной сжи- мающейся звезды.  Так  как  роль  и  значение
сверхновых вскрылись примерно в то же время, было  высказано  предположение,
что  нейтронная  звезда  может  оказаться  остатком  взрыва  сверхновой.   К
несчастью, с началом второй мировой войны внимание учёных  переключилось  на
военные нужды и детальное изучение этих новых и в высшей степени  загадочных
объектов было приостановлено.  Затем,  в  50-х  годах,  изучение  нейтронных
звёзд возобновили чисто  теоретически  с  целью  установить,  имеют  ли  они
отношение к проблеме рождения химических элементов  в  центральных  областях
звёзд. Нейтронные звёзды  остаются  единственным  астрофизическим  объектом,
существование и свойства которых были предсказаны задолго до их открытия.
    В начале  60-х  годов  открытие  космических  источников  рентгеновского
излучения весьма обнадёжило тех,  кто  рассматривал  нейтронные  звёзды  как
возможные источники небесного рентгеновского излучения. К концу  1967г.  был
обнаружен новый класс небесных объектов - пульсары,  что  привело  учёных  в
замешательство. Это открытие явилось наиболее  важным  событием  в  изучении
нейтронных  звёзд,  так  как  оно  вновь  подняло  вопрос  о   происхождении
космического рентгеновского излучения.
   Говоря  о  нейтронных  звёздах,  следует  учитывать,  что  их  физические
характеристики  установлены  теоретически  и  весьма  гипотетичны,  так  как
физические условия, существующие в этих телах, не могут быть  воспроизведены
в лабораторных экспериментах.
  Решающее значение на свойства нейтронных  звёзд  оказывают  гравитационные
силы. По различным оценкам,  диаметры  нейтронных  звёзд  составляют  10-200
км. И этот  незначительный  по  космическим  понятиям  объём  «набит»  таким
количеством  вещества,  которое  может  составить  небесное  тело,  подобное
Солнцу, диаметром около 1,5 млн. км, а по массе почти в треть  миллиона  раз
тяжелее  Земли  !  Естественное  следствие  такой  концентрации  вещества  -
невероятно высокая плотность нейтронной звезды. Фактически  она  оказывается
настолько плотной, что может быть  даже  твёрдой.  Сила  тяжести  нейтронной
звезды столь велика, что человек весил бы там около миллиона  тонн.  Расчёты
показывают, что нейтронные  звёзды  сильно  намагничены.  Согласно  оценкам,
магнитное поле нейтронной звезды может достигать  1млн.  млн.  гаусс,  тогда
как на Земле оно составляет 1 гаусс. Радиус  нейтронной  звезды  принимается
порядка 15 км, а масса -  около  0,6  -  0,7  массы  Солнца.  Наружный  слой
представляет собой магнитосферу,  состоящую  из  разрежённой  электронной  и
ядерной плазмы, которая пронизана  мощным  магнитным  полем  звезды.  Именно
здесь зарождаются радиосигналы,  которые  являются  отличительным  признаком
пульсаров. Сверхбыстрые  заряженные  частицы,  двигаясь  по  спиралям  вдоль
магнитных силовых линий,  дают  начало  разного  рода  излучениям.  В  одних
случаях возникает излучение в радиодиапазоне  электромагнитного  спектра,  в
иных - излучение на высоких  частотах.  Почти  сразу  же  под  магнитосферой
плотность вещества до
12345След.
скачать работу

Эволюция звезд

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ