ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Источники энергии и эволюция звезд из "Ядерная физика " По своим физическим параметрам Солнце в мире звезд является типичной средней звездой. Имеются, в частности, звезды со светимостями и массами намного большими, чем у Солнца. [c.600] Характерной чертой этой диаграммы является наличие полосы, идуш,ей из левого верхнего угла в правый нижний. Эта полоса называется главной последовательностью соответственно звезды, расположенные в пределах этой полосы, называются звездами главной последовательности. В частности, к таким звездам относится и Солнце. От главной последовательности вверх отходит последовательность красных гигантов — звезд, которые при относительно низкой поверхностной температуре обладают большими светимостями и, следовательно, большими размерами (отсюда название — красный гигант). Например, диаметр красного гиганта Бетельгейзе в созвездии Ориона в 450 раз больше диаметра Солнца. В левом нижнем углу расположена последовательность белых карликов — звезд с очень высокой поверхностной температурой и очень малой светимостью и, следовательно, очень малыми размерами. Например, диаметр белого карлика Вольф 457 в 300 раз меньше солнечного. Принадлежность звезд к классам красных гигантов или белых карликов определяется только их размерами. Массы же красных гигантов и белых карликов в большинстве случаев имеют порядок солнечной. [c.600] Наконец, в верхней части диаграммы Герцшпрунга — Рассела рассеяны сверхгиганты — звезды, обладающие гигантской светимостью и большими массами. Например, сверхгигант Денеб в созвездии Лебедя обладает светимостью в 600 раз и массой приблизительно в 30 раз больше солнечной. [c.601] Плотно заселенные зоны диаграммы Герцшпрунга — Рассела — главная последовательность и последовательности красных гигантов и белых карликов — соответствуют наиболее длительным стадиям эволюции звезд. Действительно, при случайной выборке звезд вероятность занести на диаграмму Герцшпрунга — Рассела звезду, находящуюся в состоянии, переходном от одной длительной стадии к другой, является, очевидно, очень малой. Мы приходим к выводу о том, что в эволюции звезд следует различать во всяком случае три стадии главная последовательность, красный гигант, белый карлик. Отождествление источников энергии звезд с экзотермическими ядерными реакциями и теоретическая разработка звездных моделей позволили решить нетривиальный вопрос о направле- НИИ звездной эволюции. Оказалось, что средняя звезда начинает свой видимый жизненный путь как звезда главной последовательности, проходит стадию красного гиганта и завершает жизнь белым карликом. [c.601] Таким образом, в процессе гравитационного сжатия Солнце в среднем разогрелось до 600-10 = 6-10 К. Реальная температура вещества Солнца, конечно, не постоянна по объему в центре она намного выше ( Ю К), а на поверхности намного ниже ( 10 К), чем найденная нами средняя температура. [c.602] Поэтому уменьшение полной энергии увеличивает ее температуру. [c.602] Подчеркнем также, что, как видно из (12.1) и (12.5), необходимым условием гравитационного сжатия звезды является излучение ею энергии. [c.602] Рассмотрим теперь общие особенности ядерных реакций в звездах. [c.603] В заключение отметим, что, как видно из формулы (12.4), при заданных размерах температура, до которой разогревается звезда, пропорциональна массе. Именно поэтому не возникло достаточно высоких температур в недрах Земли и других планет Солнечной системы вплоть до Юпитера. Теоретические оценки показывают, что звезды с массой 0,1 Mq вообще не разогреваются до температур, при которых начинают протекать ядерные реакции. [c.604] В процессе этого превращения выделяется 26,7 МэВ энергии, от 2 до 19% которой (в зависимости от типа завершающих водородный цикл реакций) уносится нейтрино. [c.605] Это превращение сопровождается выделением 26,8 МэВ энергии, из которых около 1,7 МэВ уносится нейтрино. [c.606] После завершения реакций (12,22) и (12.25) ядро звезды будет состоять из углерода (изотоп вС ) и кислорода (изотоп gO ). [c.608] Реакции сгорания углерода и кислорода и последующие реакции представляют большой интерес для теории происхождения элементов. Соответствующие им ста-0 %s5MsB дии эволюции мы рассмотрим в следующем параграфе. [c.608] Нейтрино, как мы указывали в гл. VII, 8, взаимодействуют с веществом посредством слабых сил и поэтому характеризуются колоссальной проникающей способностью. В частности, будучи испущенными в ядерных реакциях в недрах звезды, нейтрино свободно пронизывают толщу ее вещества и несут, следовательно, непосредственную информацию о внутризвездных условиях. [c.608] В настоящее время (начало 1979 г.) считается, что в опытах Дэвиса солнечные борные нейтрино обнаружены. Их число, однако, примерно в два раза меньше теоретического низшего предела, совместимого с современными моделями строения Солнца. [c.609] Смысл имеющегося расхождения между теорией и экспериментом пока остается неясным. Нужны, очевидно, новые опыты с другими детекторами, обладающими, в частности, более низким порогом. [c.609] Как указывалось в п. 3, если излучение звезды не компенсируется каким-либо источником энергии негравитационного происхождения, то звезда должна подвергаться гравитационному сжатию. В начальный период эволюции звезды стадия гравитационного сжатия прекращается ядерными реакциями, протекающими в ее недрах. Будет ли находиться звезда в равновесии после исчерпания запасов ядерной энергии, зависит от того, могут ли развиваться в веществе при температуре абсолютного нуля силы давления, способные противостоять силам гравитационного притяжения. [c.609] При М М р звезда может быть стабилизирована давлением вырожденного электронного газа. Предполагается, что белые карлики удерживаются в равновесии именно вырожденным электронным газом. [c.611] Ер = 22 МэВ (р я 4-10 г/см ). При этом роль ядер в реакции (12.43) будут играть ядра изотопа магния laMg . [c.612] Вернуться к основной статье