Откуда берутся звезды: Рождение звёзд |

Содержание

Откуда берутся звезды / Статьи / Newslab.Ru

19.01.2009

Раз уж этот год объявлен годом астрономии, то надо периодически подкидывать что-нибудь космическое. В журнале Science опубликовали красивую работу — с использованием компьютерной программы Пентагона по расчету ядерных взрывов выполнены расчеты образования сверхмассивных звезд. Общее представление о том, как образуется звезда, есть давно. Межзвездный газ под влиянием гравитации уплотняется. С ростом плотности растет его температура. При определенных температурах начинается термоядерная реакция, в результате которой выделяется тепло и свет. Звезда растет дальше. Однако, как только она становится примерно в 20 раз тяжелее Солнца, согласно классическим расчетам, рост останавливается. Это происходит потому, что излучение от звезды становится таким сильным, что отталкивает от нее газ. На самом деле это не так, потому что в космосе обнаружены звезды как минимум в сто раз тяжелее солнца.

Для того чтобы решить эту проблему американские ученые использовали компьютерную программу одного из двух крупнейших ядерных центров в США. Программа изначально разработана для имитации ядерного взрыва. После доработки она была использована для моделирования образования звезды из облака газа массой ста наших солнц. За 4 месяца программа смогла рассчитать первые 57 тысяч лет жизни этого облака. Если все облако вращается, то после образования звезды в его центре, вокруг начинают образовываться локальные неоднородности (см. ролик). Они также начинают закручиваться. В результате часть газа продолжает попадать в центр звезды, которая становится всё тяжелее и тяжелее. Так удается превзойти ранее полученный предел в 20 солнечных масс. В результате образуется пара из массивной и небольшой звезд. Именно такие пары зачастую наблюдали астрономы, но до сих пор не могли объяснить причину их появления.

По словам автора работы, не обязательно использовать военную программу. Однако чтобы сделать подобную модель им бы пришлось потратить на ее разработку несколько лет. Неплохой пример научной конверсии.

Егор Задереев

Поделиться
0

0
Обсудить на форуме

Инновации и наука

Откуда появляются звёзды?

Прежде всего, появление звёзд берёт своё начало от рождения вселенной. По одной из теорий вселенная появилась в результате Большого взрыва. От этого взрыва берёт начало все, что мы видим и знаем.

Откуда появляются звёзды?

Звезда это космический объект, который излучает своё собственное тепло и свет. Процесс рождения звезды довольно сложный и долгий. В том месте, где будет звезда в начале находиться огромное облако газа. Первый шаг, толкающий на образование звезды это соединение нескольких частичек вместе. Соединившись вместе они уже имеют небольшое гравитационное поле, которое притягивает другие частички, и вот процесс образования звезды запущен. Через некоторое время под воздействием процессов сжатия, энергия сжатия переходит в тепло, соответственно температура начинает сильно возрастать. При достижении температуры в несколько миллионов градусов запускаются термоядерные реакции – превращение водорода в гелий. Этот процесс длится миллиарды лет.

Наше Солнце тоже звезда и зародилась она, как и все остальные из газового облака. Учёные подсчитали примерный возраст нашей звезды. Он составляет около 5 млрд. лет и в таком состоянии они будут примерно столько же находиться . После того как ядерное топливо закончиться звезда эволюционирует в красный гигант а затем под воздействием внутренних сил притяжения становится белым карликом и через некоторое время с увеличением внутренней гравитации может превратится в черную дыру.

Каких размеров вселенная?
Галактика в которой мы живём. Что такое галактика?
Откуда берутся кометы?
Сколько звёзд на небе?
Кто такие предсказатели?
Как появился гороскоп?
Почему планеты не сталкиваются
Что такое обсерватория?
Почему мы не чувствуем вращения Земли.
Что такое Солнце?
Что такое радиоастрономия?
Как измеряется расстояние до звёзд?
Где находиться луна днём?
Что такое туманность?
Почему солнечная система имеет такую форму?
Почему светит солнце?
Что такое созвездие?
Как образуется млечный путь.
Что такое комета?
Что такое падающие звёзды?
Есть ли жизнь на Марсе?
Что такое космические лучи?
Откуда появляются звёзды?
Есть ли жизнь на других планетах?
Почему Земля вращается вокруг Солнца?
Как на земле появилась вода?
Существует ли планета Х?
Что такое парадокс Ферми?
Что такое космический лифт?
Как мы ищем другие планеты?
Связь с инопланетянами
Когда мы найдём внеземную жизнь?
Какие размеры космоса?
Куда исчезают кометы?
Что такое искусственный спутник?
Почему на луне нет жизни?
Далеко ли до звёзд?
Что заставляет Землю вращаться вокруг Солнца
Как образуются звёзды?
Почему у кометы есть хвост?

9 171 просмотров

Из чего сделаны звезды?

Что находится в космосе?

По сути, звезды — это большие взрывающиеся газовые шары, в основном водород и гелий.
Ближайшая к нам звезда, Солнце, настолько горячая, что огромное количество водорода подвергается
постоянная ядерная реакция всей звезды, как в водородной бомбе. Несмотря на то
он постоянно взрывается в результате ядерной реакции, Солнце и другие звезды
такие большие и в них столько материи, что на это уйдут миллиарды лет
для взрыва использовать все «топливо» в звезде. Огромные реакции
происходящие в звездах, постоянно выделяют энергию (называемую электромагнитной
излучения) во Вселенную, поэтому мы можем их видеть и находить на
радиотелескопы, такие как в сети дальнего космоса (DSN). Звезды, в том числе
Солнце, также посылают солнечный ветер и время от времени вспыхивают солнечные вспышки.

Звездное облако Стрельца, найденное в центре нашей галактики. Цвет звезды
связана с температурой. Относительно холодная желтая звезда, похожая на наше Солнце.
кажутся тусклыми на этой фотографии. Изображение космического телескопа Хаббл из астрономии
Фотография Архива Дня. http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap9.html

Ученые считают, что ядро Солнца представляет собой плазму с температурой 15 миллионов градусов по Цельсию,
суп из электронов и протонов, отделенных от атомов водорода. Этот
«суп», называемый плазмой, составляет 90 процентов Солнца. Каждую секунду,
тысячи протонов в ядре Солнца сталкиваются с другими протонами, создавая
ядра гелия в реакции ядерного синтеза с выделением энергии. Снаружи
ядро, энергия движется наружу посредством процесса, называемого излучением. Ближе к
поверхности энергия уходит в результате процесса, называемого конвекцией — горячие газы поднимаются вверх,
остыть и снова опуститься вниз. Когда эти массы газа движутся, они отталкиваются от
друг друга, вызывая «солнцетрясения». Они заставляют материю Солнца вибрировать.
Эти солнечные землетрясения помогают ученым определить внутреннюю структуру Солнца и
процессы, происходящие в разных местах под поверхностью Солнца.

Фотография Солнца НАСА, сделанная Skylab в 1973 году. Из астрономической картины
Архив дня, http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap960916.html

На этом рисунке показаны основные особенности Солнца. Солнце на самом деле состоит
из 90% водорода и смеси других газов. В диаметре он более чем в 100 раз
больше, чем Земля. Со страницы образования и связей с общественностью
Проект солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) НАСА. http://sohowww.nascom.nasa.gov/explore/img/mdigraphic.gif

Что
находится в космосе помимо планет и звезд?
Что
это энергия?
Что
это плазма?
Что
это ДСН?
Как движется тепло?
Что такое тепло?

Что
электромагнитное излучение?
Что
роль Солнца в космических миссиях, таких как DS1?
Подробнее
о радиоволнах и электромагнитном излучении
Будет ли DS1 нагреваться
непосредственно Солнцем?
Нагревает
путешествовать в космосе иначе, чем на Земле?

Почему
разве мы не получаем свет от всех звезд во Вселенной?
Что
солнечный ветер?
Что
это солнечная вспышка?
Как
вы делаете радио волны?
Откуда берется энергия
прийти и уйти?
Что делает электромагнитное излучение?

Откуда берутся звезды?

Звезды формируются внутри плотных скоплений межзвездного газа и пыли, называемых молекулярными облаками. Эти облака содержат холодный газ и пыль (преимущественно молекулярный водород), оставшиеся от образования галактик. Эти молекулярные облака хотят рассеяться, как и дым, однако гравитация удерживает облака вместе. Гравитация продолжает притягивать этот газ и пыль внутрь, становясь все плотнее и горячее, пока атомы водорода не сливаются вместе, образуя гелий и, в свою очередь, образуя звезду. Астрономы подсчитали, что каждый год в Млечном Пути образуется 5 новых звезд. Посмотрите, как работают эти звездные питомники, в этом видео.

Звезда в ночном небе — это чудо. С этими небесными объектами связано так много загадок. Но откуда они? И как они рождаются?

После Большого Взрыва

В ранние дни существования Вселенной, вскоре после Большого Взрыва, были определенные участки, где материя была немного более плотной, в результате чего атомы начали слипаться из-за гравитационного притяжения. Это скопление атомов затем сформировало огромные облака пыли и газа, которые в конечном итоге сконденсировались и стали чрезвычайно плотными и горячими.

Звездообразование

Звезды рождаются в конденсированных горячих и плотных облаках пыли и газа, рассеянных по всей Вселенной. Популярным примером среди астрономов является туманность Ориона, расположенная чуть ниже пояса Ориона, эта туманность популярна из-за ее относительно близкого расстояния и высокой видимости, эту туманность можно увидеть в большинство телескопов. Внутри этих горячих, плотных облаков турбулентность может создавать узлы с достаточной массой, чтобы заставить газ и пыль коллапсировать под действием собственного гравитационного притяжения, и как только это облако коллапсирует, его центр начинает нагреваться. Это известно как протозвезда, и в конечном итоге это горячее ядро станет звездой. Недавние модели звездообразования предсказали, что вращающиеся облака во время этого процесса могут распадаться и образовывать собственные звезды. Это может быть причиной того, что многие звезды Млечного Пути состоят из пар или групп из нескольких звезд.

При коллапсе плотное горячее ядро этой вновь формирующейся звезды начинает собирать пыль и газ, однако не весь этот собранный материал станет частью звезды, а на самом деле может стать планетами, астероидами, кометами или просто остаются космической пылью. Однако есть некоторые обстоятельства, при которых облако не схлопывается с постоянной скоростью. Например, астроном-любитель по имени Джеймс Макнейл обнаружил небольшую туманность около Мессье 78 в созвездии Ориона. В этой недавно обнаруженной туманности было что-то интересное, казалось, что яркость менялась. С помощью рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» было предоставлено объяснение. Казалось, что магнитное поле звезды взаимодействовало с окружающим газом и, в свою очередь, вызывало эпизодическое увеличение яркости.

Если эти облака должны превратиться в звезды, им нужен катализатор, чтобы вызвать изменение. Во многих случаях катализатором является момент, когда комета прорывается сквозь облако или когда ударные волны ближайшей сверхновой запускают частицы внутри облака. Этот триггер помогает частицам слипаться, отмечая начало развития звезды. Когда частицы начинают слипаться, они создают массу и, в свою очередь, развивают гравитационное притяжение, которое затем запускает цепную реакцию притяжения большего количества частиц и увеличения массы. Когда будет набрана достаточная масса, вновь формирующаяся звезда станет плотнее и горячее.

В конце концов, через миллионы лет, когда этот «комок» достаточно разовьется, он станет небольшим плотным телом, известным как протозвезда, которая затем продолжит расти. Только когда температура протозвезды достигает 7 миллионов градусов по Кельвину, атомы водорода могут сливаться вместе, образуя гелий в процессе, известном как ядерный синтез. Однако некоторые объекты не могут накопить достаточно массы, чтобы загореться и стать коричневыми карликами.

Этот процесс продолжается миллионы лет. В конце концов, протозвезда набирает достаточную массу и становится настолько плотной, что коллапсирует сама в себя, что приводит к биполярному потоку. Когда это происходит, окружающий избыток газа выгорает, и это знаменует собой рождение звезды главной последовательности. Звезда будет оставаться такой до тех пор, пока не умрет.

Путь звездообразования долог и начинается с облака пыли, оставшегося после Большого взрыва. Однако не одна звезда образовалась из облака. Эти облака могут занимать много световых лет и содержать материал, масса которого в тысячи или даже миллионы раз превышает массу нашего Солнца. Таким образом, в результате образуется идеальная питательная среда для формирования звезд.

Сколько времени требуется для формирования звезды?

Звезды главной последовательности

Звезде с массой, подобной Солнцу, требуется около 50 миллионов лет, чтобы развиться от начала ее коллапса до взрослой жизни. Эта же звезда будет продолжать находиться в этой зрелой фазе в течение 10 миллиардов лет. Однако такие звезды, как красные карлики, несмотря на свою маленькую природу, являются самыми распространенными звездами во Вселенной и имеют продолжительность жизни более десяти миллиардов лет. С другой стороны, самые массивные звезды, гипергиганты, могут быть более чем в 100 раз массивнее нашего Солнца, а температура поверхности во много раз выше, чем у нашей звезды. Из-за своих огромных размеров они излучают во много тысяч раз больше энергии, чем наше Солнце, но, как говорится, свет, который горит в два раза ярче, горит в два раза дольше, продолжительность жизни этих гипергигантов составляет всего несколько миллионов лет. Считалось, что гипергиганты были чрезвычайно многочисленны в ранней Вселенной, но теперь они редки. Млечный Путь сейчас содержит лишь небольшое количество этих звезд.

Звездные питомники

Звездные питомники — это районы с идеальными условиями для образования новых звезд. В результате сверхновых и звездных ветров более тяжелые элементы, образовавшиеся в течение жизни звезды, выбрасываются в космос, а образовавшаяся пыль слипается и образует эти звездные ясли. Подобно бесконечному циклу, когда звезды умирают, они позволяют формироваться новым звездам, перерабатывая сырье, чтобы его можно было повторно использовать при рождении новой звезды.

Как часто образуются звезды?

Невозможно точно определить, как часто образуются звезды из-за того, что звезды различаются по размеру. Но можно рассчитать стандартизированную скорость, чтобы число можно было рассчитать в солнечных массах, то есть массе нашего Солнца. Даже в нашем Млечном Пути скорость звездообразования, но по оценкам, в год формируется от одной до восьми звезд, равных одной солнечной массе. Может показаться необычным, что восемь звезд в год — это чрезвычайно мало по сравнению с огромным количеством звезд в нашей галактике, поэтому было высказано предположение, что скорость должна была быть намного выше в первые дни существования Млечного Пути.

Исследования показали, что скорость звездообразования в разных галактиках по всей Вселенной сильно различается. С помощью массива субмилиметровых телескопов Смитсоновской астрофизической обсерватории на Гавайях, галактики, известной как GOODS 850-5, было подсчитано, что ежегодно генерируется более 4000 новых звезд. GOODS 850-5 находится примерно в 12 миллиардах световых лет от Земли.

Ранняя Вселенная, вероятно, имела гораздо более высокую скорость звездообразования, чем сегодня, потому что тогда галактики были меньше и плотнее, а также ближе друг к другу, и столкновения между ними были более частыми. На самом деле известно, что вспышки звездообразования происходят после столкновения галактик или близкого сближения друг с другом.

Перестанут ли образовываться звезды?

Поскольку расширение Вселенной продолжается с ускоренной скоростью, а галактики удаляются все дальше и дальше друг от друга, можно предположить, что скорость звездообразования будет постепенно замедляться, но неизвестно, как в конечном счете закончится Вселенная.