Як відбувається еволюція зірок

Як і будь-які тіла в природі, зірки теж не можуть залишатися незмінними. Вони народжуються, розвиваються і, нарешті, «вмирають». Еволюція зірок займає мільярди років, а ось з приводу часу їх утворення ведуться суперечки. Раніше астрономи вважали, що процес їх «народження» з зоряного пилу вимагає мільйони років, але не так давно були отримані фотографії області неба зі складу Великої Туманності Оріона. За кілька років там виникло невелике зоряне скупчення.

На знімках 1947 року в цьому місці була зафіксована невелика група звездоподобних об`єктів. До 1954 року деякі з них вже стали довгастими, а ще через п`ять років ці об`єкти розпалися на окремі. Так вперше процес народження зірок проходив буквально на очах у астрономів.

Давайте детально розберемо, як проходить будова і еволюція зірок, з чого починається і чим закінчується їх нескінченна, по людських мірках, життя.

Традиційно вчені припускають, що зірки утворюються в результаті конденсації хмар газо-пилової середовища. Під дією гравітаційних сил з утворених хмар формується непрозорий газова куля, щільний по своїй структурі. Його внутрішній тиск не може врівноважити стискають його гравітаційні сили. Поступово куля стискається настільки, що температура зоряних надр підвищується, і тиск гарячого газу всередині кулі врівноважує зовнішні сили. Після цього стиск припиняється. Тривалість цього процесу залежить від маси зірки і зазвичай становить від двох до декількох сотень мільйонів років.

Будова зірок припускає дуже високу температуру в їхніх надрах, що сприяє безперервним термоядерним процесам (водень, який їх утворює, перетворюється на гелій). Саме ці процеси є причиною інтенсивного випромінювання зірок. Час, за який вони витрачають наявний запас водню, визначається їх масою. Від цього ж залежить і тривалість випромінювання.

Коли запаси водню виснажуються, еволюція зірок підходить до етапу освіти червоного гіганта. Це відбувається наступним чином. Після припинення виділення енергії гравітаційні сили починають стискати ядро. При цьому зірка значно збільшується в розмірах. Світність також зростає, оскільки процес термоядерних реакцій триває, але тільки в тонкому шарі на кордоні ядра.

Цей процес супроводжується підвищенням температури сжимающегося гелиевого ядра і перетворенням ядер гелію в ядра вуглецю.

За прогнозами, наше Сонце може перетворитися на червоного гіганта через вісім мільярдів років. Радіус його при цьому збільшиться в кілька десятків разів, а світність зросте в сотні разів у порівнянні з нинішніми показниками.

Тривалість життя зірки, як уже зазначалося, залежить від її маси. Об`єкти з масою, яка менше сонячної, дуже економно «витрачають» запаси свого ядерного палива, тому можуть світити десятки мільярдів років.

Еволюція зірок закінчується утворенням білих карликів. Це відбувається з тими з них, чия маса близька до масі Сонця, тобто не перевищує 1,2 від неї.

Гігантські зірки, як правило, швидко виснажують свій запас ядерного пального. Це супроводжується значною втратою маси, зокрема, за рахунок скидання зовнішніх оболонок. В результаті залишається тільки поступово остигає центральна частина, в якій ядерні реакції повністю припинилися. З часом такі зірки припиняють своє випромінювання і стають невидимими.

Але іноді нормальна еволюція і будова зірок порушується. Найчастіше це стосується масивних об`єктів, що вичерпали всі види термоядерного пального. Тоді вони можуть перетворюватися в нейтронні, наднові зірки або чорні діри. І чим більше вчені дізнаються про ці об`єкти, тим більше виникає нових питань.