Рождение звёзд (стр. 1 )

Содержание

Вступление.................................................................................................2

Раздел 1. Рождение звёзд.

1.1.Молекулярное облако - звёздная колыбель.......................................2

1.2. Рождение протозвезды.......................................................................3

Раздел 2. Эволюция звезд.

2.1.Гарвардская спектральная классификация звезд.............................4 

2.2. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Характеристика звёзд главной последовательности...................................................................................5

2.3. Строение звезд. Модели некоторых типов звезд..............................7

2.4. Дальнейшая эволюция звезды, выход из главной последовательности...................................................................................8

Раздел 3. Заключительный этап эволюции звезды.

3.1.Белые карлики......................................................................................9

3.2.Нейтронные звёзды............................................................................10

3.3.Чёрная дыра........................................................................................10

Раздел 4 .Жизненный цикл Солнца........................................................11

Заключение..............................................................................................12

Приложение к работе...............................................................................13

Список использованной литературы.......................................................18

Тема: «Чем звёзды похожи на людей».

Цель: Изучить основные характеристики звезд, эволюцию их жизненного пути, найти  сходства между небесными светилами и жителями Земли, людьми.

Вступление

На Земле главные действующие лица - это люди, а во Вселенной  главные объекты –звёзды.97% вещества в нашей Галактике сосредоточено в звёздах.

Звезд бесчисленное множество. Никто не в силах точно сказать, сколько существует звезд, тем более звезды как люди  рождаются и умирают. Можно лишь приближенно заявить, что в нашей Галактике около 150 000 000 000 звезд, а во Вселенной неизвестное число миллиардов галактик... А вот сколько звезд можно увидеть на небе невооруженным глазом известно точнее: около 4,5 тысяч. Звезды — это эволюционирующие объекты, т. е. находятся в постоянном изменении, развитии. Они, как и люди, рождаются, живут  и  умирают.

1.Рождение звёзд

Ближайшие к нам области звездообразования - это тёмные облака в созвездиях Тельца Космос часто называют безвоздушным пространством, однако, это не так. Большая часть «пустого» пространства в галактике в действительности содержит от 0,1 до 1 молекулы на смі. В межзвездном пространстве есть пыль и газ. Межзвёздный газ более чем на 67% (по массе) состоит из водорода, на 28% из гелия, и менее 5% приходится на все остальные элементы, самые обильные среди которых - кислород, углерод и азот.

1.1Молекулярное облако - называемым звёздной колыбелью.

Межзвёздный газ в основном  концентрируется в спиральных рукавах Галактики, а там разбит на отдельные крупные молекулярные  облака. Приложение

Молекулярное облако  имеет  плотность около миллиона молекул на смі. Масса такого облака превышает массу Солнца в 100 000—10 000 000 раз, благодаря своему размеру: от 50 до 300 световых лет в поперечнике, температура около -200 °С.  Пока холодное разрежённое облако, межзвёздного газа, свободно вращается вокруг центра родной галактики, то ничего не происходит. Но стоит возникнуть внешнему возмущению, слегка уменьшившему размер облака, то наступает гравитационный коллапс. К примеру, облака могут столкнуться друг с другом, или одно из них может пройти через плотный рукав спиральной галактики. Другим фактором может стать близлежащий взрыв сверхновой звезды, ударная волна которого столкнётся с молекулярным облаком на огромной скорости. Кроме того, возможно столкновение галактик, способное вызвать всплеск звёздообразования, по мере того, как газовые облака в каждой из галактик сжимаются в результате столкновения. Приложение

Именно при таких условиях возникают неустойчивые к гравитационному сжатию отдельные уплотнения в облаке массой порядка массы Солнца, а это значит, что становится возможным формирование звёзд.

Большинство молекулярных облаков зарегистрировано только по радиоизлучению( их в Галактике всего несколько тысяч). Некоторые, впрочем, давно известны астрономам, например тёмная туманность Угольный Мешок, хорошо видимая глазом в южной части Млечного Пути. Диаметр этого облака 12 пк, но оно выглядит большим, поскольку удалено от нас всего на 150 пк. Его масса около 5 тыс. солнечных масс. В таких гигантских молекулярных облаках и располагаются главные очаги формирования звёзд.

и Змееносца. Подальше расположен огромный комплекс облаков в Орионе.

1.2 Рождение протозвезды.

Облака под действием сил гравитации сжимаются, в процессе сжатия часть облака  уплотняется, уменьшаясь в размерах и одновременно нагреваясь. Если достаточно массивное для образования звезды облако настолько прогревается, что начинает активно излучать тепло и, может быть, слабо светиться темно-красным цветом (еще до начала ядерного синтеза), такое облако принято уже называть протозвездой (до-звездой). Приложение

В начале радиус протозвезды примерно в миллион раз больше солнечного. Она совершенно непрозрачна для видимого света, но прозрачна для инфракрасного излучения с длиной волны больше 10 мкм. Излучение уносит излишки тепла, выделяющегося при сжатии, так что температура не повышается и давление газа не препятствует коллапсу, т. е. происходит быстрое сжатие, практически свободное падение вещества к центру облака.

Однако по мере сжатия протозвезда делается всё менее прозрачной, что затрудняет выход излучения и приводит к росту температуры газа. В определённый момент протозвезда становится практически непрозрачной для собственного теплового излучения. Температура, а вместе с ней и давление газа быстро возрастают, сжатие замедляется. Протозвезда быстро достигает состояния, когда сила тяжести практически уравновешена внутренним давлением газа.

Как только температура в центре протозвезды достигнет 10 000 000 К, начинается ядерный синтез, в результате чего 4 ядра водорода объединяются в одно ядро гелия. Процесс термоядерного синтеза, выделяющий энергию и изменяющий состав вещества звезды, в сочетании с гравитацией, являются основными движущими силами звёздной эволюции.
Сжатие протозвезды останавливается световым давлением, она становится звездой.

Эволюция звезды начинается в гигантском молекулярном облаке, также называемым звёздной колыбелью.

Процесс рождения звезды продолжительный. Всё  зависит от массы, насколько быстро протозвезда превратится в звезду. Звезды типа Солнца (желтые карлика) тратят на эту стадию своего рождения 30 000 000 лет, звезды в три раза массивнее (голубые гиганты) - 100 000 лет, а в десятеро менее массивные (красные карлики)- 100 000 000 лет. Итак, массивные звезды рождаются быстрее, однако маленькие звёзды образуются значительно чаще, чем крупные. Астрономы умеют довольно точно определять места, где происходит или недавно происходило рождение звезд. Области звездообразования выдает, как правило, присутствие массивных горячих и ярких звезд. Их век недолог, и потому наличие этих звезд есть явное указание на то, что родились они где-то здесь неподалеку в течение ближайших миллионов лет. Молекулярные облака, эти "фабрики по производству звёзд", изготовляют звёзды всевозможных типов. В среднем в Галактике ежегодно рождается примерно десяток звёзд с общей массой около пяти масс Солнца.

Примерно половина звёзд рождаются одиночными; остальные образуют двойные, тройные и более сложные системы. Чем больше компонентов, тем реже встречаются такие системы. Рождение двойняшек и не  только также присуще человечеству. Известны звёзды, содержащие до семи компонентов, более сложные пока не обнаружены. Приложение

Причины появления двойных и кратных звёзд вполне понятны: исходное вращение газового облака не позволяет ему сжаться в одну компактную звезду. Чем больше сжимается облако, тем быстрее оно вращается (известный "эффект фигуристки", который является следствием закона сохранения момента количества движения). Нарастающие при сжатии центробежные силы сначала делают облако плоским, как ватрушка, а затем вытягивают в "дыню" и разрывают пополам. Каждая из половинок, сжимаясь дальше, продолжает двигаться по орбите вокруг общего центра масс. Если дальнейшее сжатие не разрывает её на части, то образуется двойная звезда, а если деление продолжается - рождается более сложная кратная система.

Если масса сжимающегося вещества достаточна для того, чтобы в процессе сжатия внутри него начали происходить ядерные реакции, то из такого облака получается звезда.

Если сжимающееся облако менее массивно, но не уступает Солнцу в массе больше, чем в сто раз, такие облака образуют так называемые коричневые карлики. Коричневые карлики еще холоднее красных звезд. Эти объекты довольно сильно разогреваются силами гравитационного сжатия и излучают много тепла (инфракрасное излучение), а светятся едва-едва. Но ядерные реакции давлением газа изнутри, перестают выделяться новые порции энергии, и коричневые карлики за сравнительно небольшие сроки остывают.

2.Эволюция звезд.

Звёздная эволюция в астрономии — последовательность изменений, которым звезда подвергается в течение её жизни, то есть на протяжении сотен тысяч, миллионов или миллиардов лет, пока она излучает свет и тепло. В течение таких колоссальных промежутков времени изменения оказываются весьма значительными.

Астрономы не могут наблюдать жизнь одной звезды от начала до конца, потому что даже самые короткоживущие звезды существуют миллионы лет - дольше жизни всего человечества. Изменение со временем физических характеристик и химического состава звезд, т. е. звездную эволюцию, астрономы изучают на основе сопоставления характеристик множества звезд, находящихся на разных стадиях эволюции.

Исследование астрономами  большого количества звезд показало, что они существенно отличаются друг от друга, как впрочем и люди. Они имею различную массу, размеры, температуру, светимость, различаются даже по цвету. Есть звёзды гиганты, радиусы которых в сотни и тысячи раз превосходят солнечный. И, наоборот, есть звёзды карлики, радиусы которых в десятки и сотни раз меньше радиуса Солнца. У людей тоже встречается подобное отклонение от нормы. Есть люди –карлики гиганты.  У человечества представители различных рас отличаются цветом кожи. Приложение