Из материи огромной звездной атмосферы, которая содержит 99% водорода и некоторое количество других элементов, образуются планеты. Читайте § 29-35. Количество планет в такой системе зависит от первоначальной массы звезды, скорости вращения вокруг своей оси и от массы образованной ею атмосферы. Крупные звезды с массой в 5-10 солнечных масс могут иметь системы из 40 - 70 планет. Если в средней части радиуса Солнечной системы расположены планеты-гиганты Юпитер и Сатурн (менее 0,001 солнечной массы), то в средней части гигантской планетарной системы, образованной от звезды в 10 солнечных масс, будут вращаться 2 - 3 мелкие звезды с массой 0,5 - 1,5 солнечных масс. Таков механизм образования «двойных и тройных звезд», а точнее звездно-планетарных систем, содержащих 2 - 3 звезды.
Глава 5. Старение и смерть звезд.
Звезды, как и все в природе, рождаются, стареют и умирают от старения. Внутри звезды накапливаются вещества, которые и приводят к взрыву звёзд как «сверхновых», что приводит к их гибели. Вместе со звездой погибают планеты, которые вращаются вокруг нее.
§ 24. Факторы старения звезд.
Ядра галактик по своей сути являются сверхгигантскими звездами. После того, как были описаны внутренние физические процессы старения ядер галактик, можно легко предсказать симптомы старения звёзд.
1. Значительная потеря массы - самый яркий показатель старения звезды. Существует всего две причины значительной и безвозвратной потери массы каждой звездой. Первая причина состоит в том, что звезда выбрасывает в пространство огромное количество плазмы, которое к концу эволюции равняется 40 - 90% первоначальной ее массы. Побочным и нежелательным последствием этого является одновременное извержение огромного количества ядер и атомов водорода, который сгорает в центре звезды с генерацией энергии. Эрупция продолжается до тех пор, пока звезда испускает лучевую энергию, пока существует фотоновое давление, то есть пока звезда «живет». Даже современное Солнце, считающееся старой звездой, выбрасывает со своей поверхности вещество, которое астрономы называют «солнечным ветром», общей массой приблизительно 2 · 10 12 граммов в секунду. Второй причиной потери массы является электромагнитное излучение и поток нейтрино. Например, Солнце теряет с электромагнитным излучением массу 4·1012 грамм в секунду. К этому количеству следует прибавить 10% от названной массы, которая приходится на нейтринный поток. Третьей причиной уменьшения массы звезды является постоянное излучение элементарных частиц с ее поверхности. К карпускулярному виду излучения со скоростью 300 километров в секунду относятся ядра элементов (лития, алюминия, железа, ртути, радия), который ученые назвали «солнечным ветром», одновременно потоки протонов, электронов, мюонов, гиперонов и других элементарных частиц покидают светило со скоростью в 200 000 километров в секунду. С излучением в виде элементарных частиц Солнце теряет 1014 граммов материи в секунду.
2. Скорость потери массы молодой и старой звезды. Молодые массивные звезды всегда выбрасывают в секунду в свою атмосферу большую массу плазмы, нежели маленькие старые звезды. Астрономы наблюдают в телескоп молодые звезды, излучение которых в миллионы раз выше, чем у Солнца (например, S Золотой Рыбы). Звезды высокой лучевой активности быстрее теряют массу с излучением электромагнитных волн и нейтрино. Поэтому можно сделать вывод: масса молодой звезды всегда значительно выше, чем старой. В среднем же масса молодой звезды равна 5 солнечным массам, а масса очень старых звезд - 0,05 солнечной массы. Интересно, что Солнце 5 миллиардов лет назад теряло массу с эрупцией плазмы и с излучением за год в миллионы раз больше и быстрее, чем сейчас. Из этой, когда-то выброшенной в окружающее космическое пространство материи, образовалась Солнечная планетарная система. Поэтому было бы ошибкой рассчитывать «среднюю скорость» потери массы Солнца на основании сегодняшних данных его излучения и сегодняшних «темпов» эрупции плазмы (солнечного ветра).
3. Уменьшение общего лучевого потока звезды. По мере старения общий лучевой поток, который является виновником эрупции, постоянно уменьшается. Причиной этого в первую очередь является прогрессивное уменьшение массы звезды. К концу эволюции происходит уменьшение массы звезды почти в 100 раз. С уменьшением массы спадают внутренние температура и давление. Поэтому уменьшается интенсивность термоядерных процессов в недрах звезды, а следовательно, становится меньше по интенсивности общая лучевая энергия, вырабатываемая из недр звезды.
Уменьшает общую лучевую энергию и то обстоятельство, что с течением времени все больше протонов звезды «сгорает», а их место занимают энергетически «нейтральные» нейтроны. (Смотрите § 1: 4 р+ ® Не + g + энергия, а это не что иное как 2р+ ® 2n0 + g + энергия). Поэтому с каждой секундой в реакцию термоядерного синтеза способно вступать все меньшее количество протонов, а значит, общая лучевая энергия, покидающая Солнце и другие звезды, уменьшается. Измерения, проведенные американскими и швейцарскими астрономами, показали, что яркость Солнца, которая зависит от количества излучения в световом диапазоне, прогрессивно уменьшается. При анализе данных аппаратуры, установленной на спутниках, ракетах и высотных аэростатах, определяется четкая закономерность уменьшения яркости Солнца на 0,015 - 0,019% в год. Измерение яркости началось с 1978 года. (Смотрите «Science», № 4736, 1986 год). Следовательно, лучевая яркость Солнца 5 миллиардов лет назад была в 75 миллионов (75 · 10 6) раз выше. А это, в свою очередь, говорит о медленном охлаждении поверхности Солнца (и, конечно, Земли), то есть убеждает в неизбежном похолодании климата Земли.
4. Затухание процесса эрупции у звезд. В связи с постоянным уменьшением общего лучевого излучения, уменьшается и фотоновое давление на ионы и атомы элементов, а следовательно, уменьшается масса эрупирующего вещества. У очень старых звезд эрупция вообще останавливается. Поэтому нейтроны, накопившиеся в верхнем слое звезды в виде ядер тяжелых элементов, не выводятся за пределы звезды, а накапливаются. Так возникают старые нейтронные звезды. Поэтому астрономы совершенно справедливо утверждают, что следы тяжелых и сверхтяжелых элементов (которые в составе ядра имеют сотни нейтронов), есть признак старости звезды. Тяжелые и сверхтяжелые элементы обнаружены в составе атмосферы старых звезды, однако сверхтяжелые элементы отсутствуют в атмосфере молодых звезд. Существует не резко выраженная астрофизическая закономерность: чем более тяжелый элемент обнаружен в составе поверхностного слоя звезды, тем старше звезда.
5. Уменьшение величин механического движения звезды в пространстве.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358
Глава 5. Старение и смерть звезд.
Звезды, как и все в природе, рождаются, стареют и умирают от старения. Внутри звезды накапливаются вещества, которые и приводят к взрыву звёзд как «сверхновых», что приводит к их гибели. Вместе со звездой погибают планеты, которые вращаются вокруг нее.
§ 24. Факторы старения звезд.
Ядра галактик по своей сути являются сверхгигантскими звездами. После того, как были описаны внутренние физические процессы старения ядер галактик, можно легко предсказать симптомы старения звёзд.
1. Значительная потеря массы - самый яркий показатель старения звезды. Существует всего две причины значительной и безвозвратной потери массы каждой звездой. Первая причина состоит в том, что звезда выбрасывает в пространство огромное количество плазмы, которое к концу эволюции равняется 40 - 90% первоначальной ее массы. Побочным и нежелательным последствием этого является одновременное извержение огромного количества ядер и атомов водорода, который сгорает в центре звезды с генерацией энергии. Эрупция продолжается до тех пор, пока звезда испускает лучевую энергию, пока существует фотоновое давление, то есть пока звезда «живет». Даже современное Солнце, считающееся старой звездой, выбрасывает со своей поверхности вещество, которое астрономы называют «солнечным ветром», общей массой приблизительно 2 · 10 12 граммов в секунду. Второй причиной потери массы является электромагнитное излучение и поток нейтрино. Например, Солнце теряет с электромагнитным излучением массу 4·1012 грамм в секунду. К этому количеству следует прибавить 10% от названной массы, которая приходится на нейтринный поток. Третьей причиной уменьшения массы звезды является постоянное излучение элементарных частиц с ее поверхности. К карпускулярному виду излучения со скоростью 300 километров в секунду относятся ядра элементов (лития, алюминия, железа, ртути, радия), который ученые назвали «солнечным ветром», одновременно потоки протонов, электронов, мюонов, гиперонов и других элементарных частиц покидают светило со скоростью в 200 000 километров в секунду. С излучением в виде элементарных частиц Солнце теряет 1014 граммов материи в секунду.
2. Скорость потери массы молодой и старой звезды. Молодые массивные звезды всегда выбрасывают в секунду в свою атмосферу большую массу плазмы, нежели маленькие старые звезды. Астрономы наблюдают в телескоп молодые звезды, излучение которых в миллионы раз выше, чем у Солнца (например, S Золотой Рыбы). Звезды высокой лучевой активности быстрее теряют массу с излучением электромагнитных волн и нейтрино. Поэтому можно сделать вывод: масса молодой звезды всегда значительно выше, чем старой. В среднем же масса молодой звезды равна 5 солнечным массам, а масса очень старых звезд - 0,05 солнечной массы. Интересно, что Солнце 5 миллиардов лет назад теряло массу с эрупцией плазмы и с излучением за год в миллионы раз больше и быстрее, чем сейчас. Из этой, когда-то выброшенной в окружающее космическое пространство материи, образовалась Солнечная планетарная система. Поэтому было бы ошибкой рассчитывать «среднюю скорость» потери массы Солнца на основании сегодняшних данных его излучения и сегодняшних «темпов» эрупции плазмы (солнечного ветра).
3. Уменьшение общего лучевого потока звезды. По мере старения общий лучевой поток, который является виновником эрупции, постоянно уменьшается. Причиной этого в первую очередь является прогрессивное уменьшение массы звезды. К концу эволюции происходит уменьшение массы звезды почти в 100 раз. С уменьшением массы спадают внутренние температура и давление. Поэтому уменьшается интенсивность термоядерных процессов в недрах звезды, а следовательно, становится меньше по интенсивности общая лучевая энергия, вырабатываемая из недр звезды.
Уменьшает общую лучевую энергию и то обстоятельство, что с течением времени все больше протонов звезды «сгорает», а их место занимают энергетически «нейтральные» нейтроны. (Смотрите § 1: 4 р+ ® Не + g + энергия, а это не что иное как 2р+ ® 2n0 + g + энергия). Поэтому с каждой секундой в реакцию термоядерного синтеза способно вступать все меньшее количество протонов, а значит, общая лучевая энергия, покидающая Солнце и другие звезды, уменьшается. Измерения, проведенные американскими и швейцарскими астрономами, показали, что яркость Солнца, которая зависит от количества излучения в световом диапазоне, прогрессивно уменьшается. При анализе данных аппаратуры, установленной на спутниках, ракетах и высотных аэростатах, определяется четкая закономерность уменьшения яркости Солнца на 0,015 - 0,019% в год. Измерение яркости началось с 1978 года. (Смотрите «Science», № 4736, 1986 год). Следовательно, лучевая яркость Солнца 5 миллиардов лет назад была в 75 миллионов (75 · 10 6) раз выше. А это, в свою очередь, говорит о медленном охлаждении поверхности Солнца (и, конечно, Земли), то есть убеждает в неизбежном похолодании климата Земли.
4. Затухание процесса эрупции у звезд. В связи с постоянным уменьшением общего лучевого излучения, уменьшается и фотоновое давление на ионы и атомы элементов, а следовательно, уменьшается масса эрупирующего вещества. У очень старых звезд эрупция вообще останавливается. Поэтому нейтроны, накопившиеся в верхнем слое звезды в виде ядер тяжелых элементов, не выводятся за пределы звезды, а накапливаются. Так возникают старые нейтронные звезды. Поэтому астрономы совершенно справедливо утверждают, что следы тяжелых и сверхтяжелых элементов (которые в составе ядра имеют сотни нейтронов), есть признак старости звезды. Тяжелые и сверхтяжелые элементы обнаружены в составе атмосферы старых звезды, однако сверхтяжелые элементы отсутствуют в атмосфере молодых звезд. Существует не резко выраженная астрофизическая закономерность: чем более тяжелый элемент обнаружен в составе поверхностного слоя звезды, тем старше звезда.
5. Уменьшение величин механического движения звезды в пространстве.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358