7. АСТРОФИЗИКА

Звезда может возникнуть в процессе гравитационного сжатия облака холодного водорода соответствующей массы и основным источником излучаемой звездой энергии является реакция превращения водорода в гелий.

Например, масса Солнца 2∙ 10³⁰кг, а мощность его излучения Р=.

Определим t= лет

Это значит, что Солнце погасло бы если состояло только из смеси углерода с кислородом.

При превращении водорода в гелий высвобождается энергия, составляющая 0,7 % энергии покоя исходного вещества.Таким образом,

Е=(7∙10^-3) м с²=1,3 ∙10⁴⁵Дж

t= лет.

Это в 20 раз превышает настоящий возраст Солнца.

Когда в звезде исчерпываются запасы ядерного горючего, она может сжаться ещё сильнее и превратиться в белый карлик, нейтральную звезду или стать черной дырой.

Большинство космологических теорий исходит из того, что прародителем и звезд и планет является в основном газообразный водород.

В недрах земли образуются тяжёлые элементы – вплоть до железа. Полагают, что при взрывах сверхновых звёзд возникают ещё более тяжёлые элементы. При формировании таких планет как Земля происходит отбор преимущественно тяжелых элементов, так как гравитационное взаимодействие (поле) оказывается недостаточно сильным, чтобы удержать боле лёгкие элементы, находящиеся в газообразном состоянии и стремящееся улетучиться.

Образование звезды начинается с процесса сжатия облака холодного водорода под действием сил гравитационного притяжения (смотри теорию синергетики). По мере более тесного сближения атомов водорода друг с другом их кинетическая энергия (или Т) увеличивается. В нагретом газе развивается давление, препятствующее дальнейшему гравитационному сжатию. Однако, вследствие электромагнитного излучения происходят потери энергии газа, и сжатие продолжается до тех пор, пока в процесс не вступит новый источник энергии.

Известно, что Солнце, образовавшееся около 4,5∙10⁹ лет назад к настоящему времени прошло лишь часть своего жизненного пути (смотри предыдущие вычисления). Более массивные звезды имеют большую температуру, и, следовательно, водород в них выгорает быстрее.

В небе сверкают множество звезд, которые вследствие большой массы обладают большой яркостью и синеватым блеском, свидетельствующим о большой температуре. Такие звезды могут израсходовать своё топливо за 10¹⁰ лет.

Когда запас водорода исчерпан, такая звезда продолжая светиться, начинает сжиматься. При этом одна часть высвободившейся энергии расходуются на излучение, а другая - на нагревание внутренних областей звезды до более высокой температуры Т.

Когда достигается температура, необходимая для дальнейших термоядерных превращений гелия с образованием углерода, кислорода, неона, сжатие и нагревание прекращается. Большая часть вещества превращается в изотоп железа ⁵⁶Fe. Ядро этого элемента оказывается самым устойчивым и поэтому любые последующие ядерные реакции будут идти не с выделением, а с поглощением энергии.

Когда в звезде с сердцевиной из Fe исчерпывается запас термоядерного горючего, устраняется один из факторов, препятствующих дальнейшему сжатию. Звезда испытывает коллапс.

Исследуются несколько различных механизмов такого коллапса: однако, вопрос о том, какой из них приводит к возникновению сверхновых звезд, пока не имеет ответа.