Зірки та їх еволюція

Роботу виконали учні 11- 2 класу

КЗО «Українсько – Американський ліцей» ДМР

Омельченко Артем, Шевцов Леонід,

Плахотна Дар’я. Швець Олексадр

1. Спектральна класифікація зірок

• Спектра́льна класифіка́ція зірок — спосіб класифікації зірок в астрономії на підставі аналізу їхніх спектральних характеристик. Загалом, спектра́льний кла́с певної зорі надає інформацію про фізичні умови в її атмосфері, де формується спектр зорі.

2. Характеристики зір основної послідовності.

Головна послідовність — це вузька смуга на діаграмі Герцшпрунга—Рассела, яка перетинає діаграму по діагоналі — з лівого верхнього до правого нижнього кута діаграми. На ній розташовується понад 90% усіх відомих зірок Чумацького Шляху, зокрема Сонце.

​

У верхню (ліву) частину головної послідовності потрапляють зорі високої світності та температури — блакитні гіганти. Якщо рухатися вздовж головної послідовності вправо донизу світність та температура зір зменшується. У праву (нижню) частину потрапляють червоні карлики.

Сонце розташовано на головній послідовності десь посередині — у місці перетину з кольоровим індексом B-V 0,66 (температура 5780 K)

​

3. Подвійні, нестаціонарні зірки.

• Подвійні зірки – це система з двох зірок, гравітаційно-пов’язаних між собою. Вони обертаються по замкнутих орбітах навколо одного центру мас.
• є різні подвійні зірки: бувають дві схожі зірки в парі, а є різні (зазвичай це червоний гігант і білий карлик).

Нестаціонарні зірки, зірки, в яких спостерігається значне порушення рівноваги зовнішніх шарів. Воно виявляється у вигляді змінності блиску або спектру зірки, а також в наявності ліній випромінювання в спектрі.

4. Еволюція зір

Хмара міжзоряного газу з протозорями

Коричневий карлик

Субкоричневий карлик

Головна послідовність

Планетарна туманність

Білий карлик

Наднова

Нейтронна зоря

Чорна діра

Утворення

Газова хмара

Утворення ядра

Протозоря

Структура протозорі:

​

1. Оптично прозора газова оболонка у вільному падінні.

2. Несправжня фотосфера, що випромінює переважно в інфрачервоному діапазоні.

3. Непрозора пилогазова оболонка («кокон»).

4. Фронт ударної хвилі.

5. Гідростатично рівноважне ядро.

Коричневий карлик

Субкоричневий карлик

Такі космічні тіла ми спостерігаємо і в нашій сонячній системі - Юпітер, Сатурн, Нептун.

Головна послідовність

Світність та ефективна температура зорі на головній послідовності змінюється дуже мало. Це найтриваліша стадія еволюції. Час перебування зорі на головній послідовності визначається її масою й може бути наближено подано формулою:

Початок термоядерних реакцій

Вік Сонця

Червоний гігант

Головна послідовність

Перебування зорі на головній послідовності закінчується утворенням у її надрах гелієвого ядра. Подальша доля зорі залежить від її маси. З погляду еволюції зорі поділяють на такі групи:

Зорі малої маси

-Коли весь гідроген перетворюється на гелій, термоядерні реакції сповільнюються, зменшується температура та тиск у ядрі. Відбувається стискання ядра, його густина та температура підвищуються. Зовнішні шари розширюються, а температура поверхні зменшується, світність зорі зростає, вона перетворюється на червоного гіганта.

​

- Згодом Гелій в ядрі перетворюється на Карбон, водночас утворюється також деяка кількість Оксигену та Нітрогену. Ці елементи накопичуються у виродженому ядрі зорі, яке поступово зростає. Врешті-решт температура та густина в такому ядрі досягають величин, коли розпочинаються реакції між ядрами карбону.

Бурхливий початок реакції призводить до скидання оболонки, яка, крім Гідрогену й Гелію, містить значну кількість інших елементів.

​

-Після скидання оболонки зоря залишається без джерел термоядерної енергії й перетворюється на білого карлика.

​

Масивні зорі

Такі зорі залишаються досить масивними для початку в їх надрах подальших реакцій нуклеосинтезу. Кожна нова реакція розпочинається в центрі зорі, а всі попередні продовжуються в зовнішній частині ядра, таким чином структура зорі стає багатошаровою.

Коли температура й тиск усередині ядра досягають певного рівня, з протонів і електронів починають утворюватися нейтрони.

Починається нейтронізація речовини в ядрі зорі. Це створює умови для гравітаційного колапсу, коли оболонка зорі падає на ядро. Енергія, що вивільняється внаслідок падіння зовнішньої оболонки на нейтронізоване ядро настільки велика, що зоря буквально вибухає. Такі події називають спалахом наднової.

Нейтронна зоря

Гравітаційний колапс зір масою 10-30 сонячних мас зупиняється, коли дається взнаки тиск вироджених нейтронів. Після спалаху наднової й розльоту оболонки від зорі залишається дуже щільний об'єкт розміром близько 15 км у діаметрі, який називають нейтронною зорею.

Якщо нейтронна зоря має сильне магнітне поле, вузькоспрямоване випромінювання та обертається, її називають пульсаром.

Чорна діра

Якщо ж маса ядра зорі перевищує 30 сонячних мас, тиск вироджених нейтронів не в змозі зупинити гравітаційний колапс, що може призвести до утворення гіпотетичного об'єкта, якому дали назву чорна діра.