Главная   Онлайн учебники   База репетиторов России   Товары для школы   Подготовка к ЕГЭ онлайн





Глава 6. Звезды

6.5. Эволюция массивных звезд

Назад Вперед
Назад Вперед

6.5.2. Гравитационный коллапс массивных звезд

По современным представлениям в звездах главной последовательности с массой больше 10 MSun термоядерные реакции проходят в невырожденных условиях вплоть до образования самых устойчивых элементов железного пика. Масса эволюционирующего ядра слабо зависит от полной массы звезды и составляет 2–2,5 MSun.

В настоящее время известны два основных фактора, приводящие к потере устойчивости и коллапсу:

Модель 6.7. Реакции в горячих звездах

Сброс оболочки звезды объясняют взаимодействием нейтрино с веществом. Распад ядер требует значительных затрат энергии, т.к. представляет собой как бы всю цепочку термоядерных реакций синтеза водорода в железо, но идущую в обратном порядке, не с выделением, а с поглощением энергии. Вещество теряет упругость, ядро сжимается, температура возрастает, но все же не так быстро, чтобы приостановить сжатие. Большая часть выделяемой при сжатии энергии уносится нейтрино. Таким образом, в результате нейтронизации вещества и диссоциации ядер происходит как бы взрыв звезды внутрь – имплозия. Вещество центральной области звезды падает к центру со скоростью свободного падения. Образующаяся при этом гидродинамическая волна разрежения втягивает последовательно в режим падения все более удаленные от центра слои звезды.

Начавшийся коллапс может остановиться упругостью вещества, достигшего ядерной плотности (ρ = 2,8∙1014 г/см3) и состоящего в основном из вырожденных нейтронов (нейтронная жидкость). При этом образуется нейтронная звезда. Оболочка звезды приобретает огромный импульс (скорее всего, передающийся нейтрино) и сбрасывается в межзвездное пространство со скоростью 10 000 км/с. Такие остатки вспышек сверхновых при расширении взаимодействуют с межзвездной средой и заметно светятся. В некоторых типах остатков (т.н. плерионы) основная энергия в оболочку поступает в виде релятивистских частиц, рожденных быстровращающейся нейтронной звездой с сильным магнитным полем – пульсаром.

При коллапсе ядер самых массивных звезд с массой более 40 масс Солнца имплозия ядра, по-видимому, приводит к образованию черной дыры.

1
Рисунок 6.5.2.1.
Области термоядерного синтеза в массивной звезде

В таблице приведены этапы эволюции звезды массой 25 MSun:

Стадия Температура в центре, K Плотность в центре, кг/м3 Продолжительность
Горение водорода 4∙107 5∙103 7∙106 лет
Горение гелия 2∙108 7∙105 5∙105 лет
Горение углерода 6∙108 2∙108 600 лет
Горение неона 1,2∙109 4∙109 1 год
Горение кислорода 1,5∙109 1010 6 месяцев
Горение кремния 2,7∙109 3∙1010 1 день
Коллапс ядра 5,4∙109 3∙1012 0,2 секунды
Взрыв ядра 2,3∙1010 4∙1017 Миллисекунды
Расширение Около 109 Меняется 10 секунд
Таблица 6.5.2.1

Вспышки сверхновых типа Iа, по-видимому, вызваны коллапсом белого карлика входящего в состав двойной звездной системы, при достижении им массы, близкой к пределу Чандрасекара, в процессе перетекания вещества с расширившейся в ходе эволюции соседней звезды. Причина потери устойчивости белого карлика – нейтронизация и эффекты общей теории относительности.


Назад Вперед
Наверх

Включить/Выключить фоновую музыкуВключить/Выключить звуки событий

Главная   Онлайн учебники   База репетиторов России   Товары для школы   Подготовка к ЕГЭ онлайн