|
|
ГЛАВА I ЧТО ТАКОЕ ДВОЙНАЯ СИСТЕМА?
ГЛАВА II ПАРАДОКС АЛГОЛЯ
ГЛАВА III
Покидая главную последовательность
Линия, вдоль которой движется звезда на диаграмме Герцшпрунга ≈ Рессела, называется эволюционным треком. Первым, кто включил в расчеты внутреннего строения звезд ядерные реакции, был американский астроном Мартин Шварцшильд. Эти расчеты дали ответ на вопрос к следующему шуточному рисунку.
О эти звездные стада
Кто гонит вас туда-сюда...
Вначале звезда немного ⌠проползает■ вверх по главной последовательности. Изменения ее светимости и температуры при этом связаны с медленным изменением химического состава ядра звезды ≈ водород превращается в гелий. Постепенно весь водород выгорает. Сначала это происходит в центре звезды, где плотность и температура максимальны. Образуется гелиевое ядро. Температура в ядре недостаточна для загорания гелия, но вокруг ядра водород продолжает гореть в шаровом слое. Такой режим называется горением в слоевом источнике. Гелиевое ядро оказывается внутри источника энергии, и в нем устанавливается постоянная температура. Поэтому такое ядро называют изотермическим. Образование слоевого источника вызывает увеличение потока энергии от цен тра. Оболочка звезды вокруг слоевого источника на чинает бурлить наподобие кипящего чайника.
Аналогия с кипением довольно глубокая. В чайнике в определенный момент начинается бурление (или, по научному, конвекция), потому что теплопроводность оказывается недостаточной для переноса тепла, постутающего со дна. Динамически конвекция наступает следующим образом. Горячая вода начинает всплывать со дна под действием силы Архимеда ≈ ведь она легче холодной. Неустойчивость тяжелой жидкости, находящейся над легкой, называется неустойчивостью Релея ≈ Тейлора.
lgT
Рис.
33. Уход с главной последовательности звезд разной массыОбразование слоевого источника приводит к образованию конвективной оболочки. Звезда при этом расширяется. На диаграмме Герцшпрунга ≈ Рессела это выглядит как уход с главной последовательности в направлении гигантов и сверхгигантов (рис. 33).
Видели ли вы, как горит торф на болотах? Огня не видно, только легкий дым. Торф горит в небольшом кольцевом слое. Слой постепенно расширяется, оставляя внутри себя все увеличивающееся и увеличивающееся желтое пятно жухлой травы.
Так и в звезде. По мере горения масса гелиевого ядра все увеличивается и увеличивается. Ядро становится настолько большим, что не в состоянии уже сдержать свою массу и начинает сжиматься. Дальнейшая судьба звезды зависит от ее массы. У звезд
большой массы температура в гелиевом ядре поднимается настолько, что начинается синтез гелия в углерод. Эта реакция идет путем тройного объединения трех ядер атомов гелия (а-частиц), поэтому ее иногда называют З альфа-реакцией.
У звезды могут быть два, три и более слоевых источников. У звезд с массой больше 10
масс Солнца ядерный синтез доходит до элементов группы железа. Внешне такая звезда выглядит как голубой сверхгигант. При этом радиус звезды увеличивается в 100 раз и достигает в некоторых случаях тысяч радиусов Солнца. Чтобы почувствовать эти размеры, можно сказать, что если бы такую звезду поместить вместо Солнца, Земля очутилась бы глубоко внутри нее (расстояние от Земли до Солнца равно 214 радиусам Солнца). Какова же дальнейшая судьба звезды?
