Содержание

Главная >> Физика 11 класс. Генденштейн. Дик

§ 41. Судьбы звёзд

От газового облака до белого карлика (окончание)

Уход с главной последовательности

С главной последовательности — в красные гиганты

Когда в центральной области звезды весь имеющийся там водород превратится в гелий, образуется гелиевое ядро.

Но это ещё не конец ядерных реакций, потому что гелий представляет собой тоже ядерное топливо: при температурах выше 15 миллионов градусов начинаются термоядерные реакции, при которых гелий превращается в углерод. Такие температуры возникают, когда масса гелиевого ядра становится достаточно большой, так как с увеличением массы увеличиваются гравитационные силы, сжимающие ядро звезды. А при ещё более высоких температурах начинаются и другие термоядерные реакции.

«Включение» новых термоядерных реакций сопровождается новым выделением энергии и, следовательно, ещё бо́льшим повышением температуры. Возросшее при этом давление «побеждает» гравитацию, и звезда «вздувается». Наружные слои звезды отбрасываются на большое расстояние от ядра, а их температура резко падает. Звезда становится огромной и относительно холодной, то есть приобретает красный цвет — это и есть красный гигант. Примерно через 5—6 миллиардов лет стать красным гигантом суждено и нашему Солнцу.

Некоторые красные гиганты пульсируют, проходя стадию уже знакомых вам цефеид.

В состоянии красного гиганта звезда пребывает тоже сравнительно долго — этим и объясняется «населенность» области красных гигантов на диаграмме «температура — светимость».

Красный гигант превращается в белого карлика

Однако когда-то приходит конец всем возможным ядерным реакциям, так как они могут продолжаться только до тех пор, пока энергия выделяется. «Золой» термоядерных реакций является железо: так как энергия связи для ядер железа максимальна, при образовании из железа любых других элементов энергия уже не выделяется, а поглощается.

Внешние слои звезды, постепенно расширяясь, навсегда покидают ядро, и на месте звезды остаётся лишённое ядерных источников энергии, но раскалённое добела «железное ядро» диаметром порядка диаметра Земли. Это и есть белый карлик.

Эволюция звезды на диаграмме «температура—светимость»

Если изобразить траекторию эволюции звезды — от газового облака до белого карлика — на диаграмме «температура — светимость», мы получим кривую, показанную на рисунке 41.1. Звезда, родившись, выходит на главную последовательность, долго пребывает на ней, затем становится красным гигантом и, наконец, белым карликом.

Дальнейшая судьба звезды определяется её массой.

<<< К началу