 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
169
В нашей Галактике звездная плотность также весьма неравномерна. Выше всего она в области
галактического ядра. Здесь она в 20 тыс. раз выше, чем средняя звездная плотность в окрестностях
Солнца.
Большинство звезд находится в стационарном состоянии, т.е. не наблюдается изменений их
физических характеристик. Это отвечает состоянию равновесия. Однако существуют и такие звезды,
свойства которых меняются видимым образом. Их называют переменными звездами и
нестационарными звездами. Переменность и нестационарность — проявления неустойчивости
состояния равновесия звезды. Переменные звезды некоторых типов изменяют свое состояние
регулярным или нерегулярным образом. Следует отметить также и новые звезды, в которых
непрерывно или время от времени происходят вспышки. При вспышках (взрывах) сверхновых звезд
вещество звезд в некоторых случаях может быть полностью рассеяно в пространстве.
Высокая светимость звезд, поддерживаемая в течение длительного времени, свидетельствует о
выделении в них огромных количеств энергии. Современная физика указывает на два возможных
источника энергии — гравитационное сжатие, приводящее к выделению гравитационной энергии, и
термоядерные реакции, в результате которых из ядер легких элементов синтезируются ядра более
тяжелых элементов и выделяется большое количество энергии.
Как показывают расчеты, энергии гравитационного сжатия было бы достаточно для поддержания
светимости Солнца в течение всего лишь 30 млн лет. Но из геологических и других данных следует,
что светимость Солнца оставалась примерно постоянной в течение миллиардов лет. Гравитационное
сжатие может служить источником энергии лишь для очень молодых звезд. С другой стороны,
термоядерные реакции протекают с достаточной скоростью лишь при температурах, в тысячи раз
превышающих температуру поверхности звезд. Так, для Солнца температура, при которой
термоядерные реакции могут выделять необходимое количество энергии, составляет, по различным
расчетам, от 12 до 15 млн К. Такая колоссальная температура достигается в результате
гравитационного сжатия, которое и «зажигает» термоядерную реакцию. Таким образом, в настоящее
время наше Солнце является медленно горящей водородной бомбой.
Предполагается, что у некоторых (но вряд ли у большинства) звезд есть собственные планетные
системы, аналогичные нашей Солнечной системе.
11.4.2. Эволюция звезд: звезды от их «рождения» до «смерти»
Процесс звездообразования. Эволюция звезд — это изменение со временем физических
характеристик, внутреннего строения и химического состава звезд. Современная теория эволюции
звезд способна объяснить общий ход развития звезд в удовлетворительном согласии с данными
наблюдений.
Ход эволюции звезды зависит от ее массы и исходного химического состава, который, в свою
очередь, зависит от времени, когда образовалась звезда и от ее положения в Галактике в момент
образования. Звезды первого поколения сформировались из вещества, состав которого определялся
космологическими условиями (почти 70% водорода, 30% гелия и ничтожная примесь дейтерия и
лития). В ходе эволюции звезд первого поколения образовались тяжелые элементы (следующие за
гелием в таблице Менделеева), которые были выброшены в межзвездное пространство в результате
истечения вещества из звезд или при взрывах звезд. Звезды последующих поколений сформировались
из вещества, содержавшего 3—4% тяжелых элементов.
«Рождение» звезды — это образование гидростатически равновесного объекта, излучение которого
поддерживается за счет собственных источников энергии. «Смерть» звезды — это необратимое
нарушение равновесия, ведущее к разрушению звезды или к ее катастрофическому сжатию.
Процесс звездообразования продолжается непрерывно, он происходит и в настоящее время.
Звезды образуются в результате гравитационной конденсации вещества межзвездной среды. К
молодым относятся звезды, которые еще находятся в стадии первоначального гравитационного
сжатия. Температура в центре таких звезд недостаточна для протекания ядерных реакций, и свечение
происходит только за счет превращения гравитационной энергии в теплоту.
Гравитационное сжатие — первый этап эволюции звезд. Он приводит к разогреву центральной
зоны звезды до температуры «включения» термоядерной реакции (примерно 10—15 млн К) —
превращения водорода в гелий (ядра водорода, т.е. протоны, образуют ядра гелия). Это превращение
сопровождается большим выделением энергии.