.RU

Возникновение и эволюция Вселенной - часть 4

Масса является одной из важных характеристик звезд. Любопытно отметить, что довольно распространены двойные звезды - образующиеся вблизи друг друга и вращающиеся вокруг общего центра. Их насчитывается от 30 до 50 процентов от общего числа звезд. Возникновение двойных, вероятно, связано с распределением момента количества движения исходного облака. Если у такой пары образуется планетная система, то движение планет может быть довольно замысловатым, а условия на их поверхностях будут сильно изменяться в зависимости от расположения планеты на орбите по отношению к светилам. Весьма возможно, что стационарных орбит, вроде тех, что могут существовать в планетных системах одинарных звезд (и существуют в Солнечной системе), не окажется совсем. Обычные, одинарные звезды в процессе своего образования начинают вращаться вокруг своей оси.

Другой важной характеристикой является радиус звезды. Существуют звезды - белые карлики, радиус которых не превышает радиуса Земли, существуют и такие - красные гиганты, радиус которых достигает радиуса орбиты Марса. Химический состав звезд по спектроскопическим данным в среднем такой: на 10000 атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода, 2 атома азота, 1 атом углерода, остальных элементов еще меньше. Из-за высоких температур атомы ионизируются, так что вещество звезды является в основном водородно-гелиевой плазмой - в целом электрически нейтральной смесью ионов и электронов. В зависимости от массы и химического состава исходного облака образовавшаяся звезда попадает на тот или иной участок, так называемой главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга-Рессела. Последняя представляет собой координатную плоскость, на вертикальной оси которой откладывается светимость звезды (т.е. количество энергии, излучаемой ей в единицу времени), а на горизонтальной - ее спектральный класс (характеризующий цвет звезды, который в свою очередь зависит от температуры ее поверхности). При этом "синие" звезды более горячие, чем "красные", а наше "желтое" Солнце имеет промежуточную температуру поверхности порядка 6000 градусов) (рис.2). Традиционно спектральные классы от горячих к холодным обозначаются буквами O,B,A,F,G,K,M , при этом каждый класс делится на десять подклассов. Так, наше Солнце имеет спектральный класс G2. На диаграмме видно, что большинство звезд располагается вдоль плавной кривой, идущей из левого верхнего угла в правый нижний. Это и есть главная последовательность. Наше Солнце также находится на ней. По мере "выгорания" водорода в центре звезды ее масса немного меняется и звезда немного смещается вправо вдоль главной последовательности. Звезды с массами порядка солнечной находятся на главной последовательности 10-15 млрд. лет (наше Солнце находится на ней уже около 4,5 млрд. лет). Постепенно энергии в центре звезды выделяется все меньше, давление падает, ядро сжимается, и температура в нем возрастает. Ядерные реакции протекают теперь только в тонком слое на границе ядра внутри звезды. В результате звезда в целом начинает "разбухать", а ее светимость увеличиваться. Звезда сходит с главной последовательности и перебирается в правый верхний угол диаграммы Герцшпрунга-Рессела, превращаясь в так называемый "красный гигант". После того, как температура сжимающегося (теперь уже гелиевого) ядра красного гиганта достигнет 100-150 млн. градусов, начинается новая ядерная реакция синтеза - превращение гелия в углерод. Когда и эта реакция исчерпает себя, происходит сброс оболочки - существенная часть массы звезды превращается в планетарную туманность. Горячие внутренние слои звезды оказываются "снаружи", и их излучение "раздувает" отделившуюся оболочку. Через несколько десятков тысяч лет оболочка рассеивается, и остается небольшая очень горячая плотная звезда. Медленно остывая, она переходит в левый нижний угол диаграммы и превращается в "белый карлик". Белые карлики, по-видимому, представляют собой заключительный этап нормальной эволюции большинства звезд.

Но встречаются и аномалии. Некоторые звезды время от времени вспыхивают, превращаясь в новые звезды. При этом они каждый раз теряют порядка сотой доли процента своей массы. Из хорошо известных звезд можно упомянуть новую в созвездии Лебедя, вспыхнувшую в августе 1975 года и пробывшую на небосводе несколько лет. Но иногда случаются и вспышки сверхновых - катастрофические события, ведущие к полному разрушению звезды, при которых за короткое время излучается энергии больше, чем от миллиардов звезд той галактики, к которой принадлежит сверхновая. Такое событие зафиксировано в китайских хрониках 1054 года: на небосводе появилась такая яркая звезда, что ее можно было видеть даже днем. Результат этого события известен нам теперь как Крабовидная туманность (рис.3), "медленное" распространение которой по небу мы наблюдаем в последние 300 лет. Скорость разлета ее газов в результате взрыва составляет порядка 1500 м/с, но она находится очень далеко. Сопоставляя скорость разлета с видимым размером Крабовидной туманности, мы можем рассчитать время, когда она была точечным объектом, и найти его место на небосклоне - эти время и место соответствуют времени и месту появления звезды, упомянутой в хрониках.

Если масса звезды, оставшейся после сброса оболочки "красным гигантом" превосходит солнечную в 1,2-2,5 раза, то, как показывают расчеты, устойчивый "белый карлик" образоваться не может. Звезда начинает сжиматься, и ее радиус достигает ничтожных размеров в 10 км, а плотность вещества такой звезды превышает плотность атомного ядра. Предполагается, что такая звезда состоит из плотно упакованных нейтронов, поэтому она так и называется - нейтронная звезда. Согласно этой теоретической модели у нейтронной звезды имеется сильное магнитное поле, а сама она вращается с огромной скоростью - несколько десятков или сотен оборотов в секунду. И только обнаруженные (именно в Крабовидной туманности) в 1967 году пульсары - точечные источники импульсного радиоизлучения высокой стабильности - обладают как раз такими свойствами, каких следовало ожидать от нейтронных звезд. Наблюдаемое явление подтвердило концепцию.

Если же оставшаяся масса еще больше, то гравитационное сжатие неудержимо сжимает вещество и дальше. Вступает в действие одно из предсказаний общей теории относительности, согласно которому вещество сожмется в точку. Это явление называется гравитационным коллапсом, а его результат - "черной дырой". Это название связано с тем, что гравитационная масса такого объекта настолько велика, силы притяжения настолько значительны, что не только какое-либо вещественное тело не может покинуть окрестность черной дыры, но даже свет - электромагнитный сигнал - не может ни отразиться, ни выйти "наружу". Таким образом, непосредственно наблюдать черную дыру невозможно, можно лишь догадаться о ее существовании по косвенным эффектам. Двигаясь в пространстве по направлению к черной дыре (о которой мы пока ничего не знаем), можно обнаружить, что рисунок созвездий, расположенных прямо по курсу начинает меняться. Это связано с тем, что свет, идущий от звезд и проходящий неподалеку от черной дыры, отклоняется ее тяготением. По мере приближения к дыре возникнет пустая область, окруженная светящимися точками-звездами, в том числе и такими, которых раньше не наблюдалось. Свет от некоторых звезд может, проходя мимо дыры, поворачивать вокруг нее, а затем попадать в приемные устройства наблюдателя. Таким образом, одна звезда может давать несколько изображений в разных местах. Все это, конечно, противоречит как нашему жизненному опыту, так и классическим представлениям, согласно которым свет распространяется прямолинейно. Однако в пользу существования черных дыр говорит целый ряд косвенных астрономических наблюдений, а отклонение света под действием гравитационного притяжения регистрируется уже при прохождении луча мимо такого "нормального" объекта, как Солнце.

Теперь можно перейти к теме возникновения планет.

Движение планет в Солнечной системе упорядочение: они вращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости. Расстояния от одной планеты до другой возрастают закономерно. Орбиты планет близки к окружностям, что и позволяет им вращаться вокруг Солнца миллиарды лет, не сталкиваясь друг с другом.

Если движение планет подчиняется одному и тому же порядку, то и процесс их образования должен быть единым. Это показали в XVIII в. Иммануил Кант и Пьер Лаплас. Они пришли к выводу, что на месте планет вокруг Солнца первоначально вращалась туманность из газа и пыли.

Но откуда взялась эта туманность? И каким образом газ и пыль превратились в крупные планетные тела? Эти вопросы оставались нерешёнными в космогонии XIX и начала XX в. Камнем преткновения была и проблема момента количества движения планет. Масса всех планет системы в 750 раз меньше массы Солнца. При этом на долю Солнца приходится лишь 2% общего момента количества движения, а остальные 98% заключены в орбитальном вращении планет.

Вплотную этими проблемами наука занялась лишь во второй половине XX в. Почти до конца 80-х гг. раннюю историю нашей планетной системы приходилось "воссоздавать" лишь на основе данных о ней самой. И только к 90-м гг. стали доступны для наблюдений невидимые ранее объекты - газопылевые диски, вращающиеся вокруг некоторых молодых звёзд, сходных с Солнцем.

Газопылевую туманность, в которой возникли планеты, их спутники, мелкие твёрдые тела - метеориты, астероиды и кометы, называют протопланетным (или допланетным) облаком. Планеты вращаются вокруг Солнца почти в одной плоскости, а значит, и само газопылевое облако имело уплощённую, чечевицеобразную форму, поэтому его называют ещё диском. Учёные полагают, что и Солнце, и диск образовались из одной и той же вращающейся массы межзвёздного газа - протосолнечной туманности.


vizantijskaya-ikona-hramovaya-arhitektura-drevnego-novgoroda.html
vizantijsko-italyanskie-otnosheniya-11-13-vv-chast-3.html
vizantijsko-italyanskie-otnosheniya-11-13-vv.html
vizantiya-zolotoj-most-v-istorii-hristianskoj-civilizacii.html
vizhivanie-v-ekstremalnih-situaciyah.html
vizhivayut-tolko-strukturi-putevie-znaki-berezin.html
  • literature.bystrickaya.ru/biblioteka-ukraini-dlya-yunoshestva-1996.html
  • tests.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-po-sostavleniyu-otcheta-o-vipolnennoj-rabote.html
  • college.bystrickaya.ru/22242-kontaminaciya-obektov-vneshnej-sredi-yajcami-ivanovskaya-gosudarstvennaya-selskohozyajstvennaya-akademiya.html
  • composition.bystrickaya.ru/polozhenie-o-gorodskoj-kraevedcheskoj-konferencii-posvyashennoj-istorii-predpriyatij-g-chebarkulya.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/priroda-realnosti-zarya-novoj-paradigmi.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-disciplini-ekonomicheskaya-geografiya-dlya-napravleniya-080500-62-menedzhment-080507-65-menedzhment-organizacii.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/organzacya-upravlnskogo-oblku.html
  • credit.bystrickaya.ru/otchet-zabajkalskoj-regionalnoj-obshestvennoj-organizacii-professionalnie-medicinskie-specialisti-o-provedenii-meropriyatij-v-ramkah-zachetno-nakopitelnoj-sistemi-za-2014-god.html
  • turn.bystrickaya.ru/ponyatie-i-vidi-mezhdunarodnih-pravonarushenij.html
  • lesson.bystrickaya.ru/metodi-i-struktura-ekonomicheskoj-teorii-uchebno-metodicheskoe-posobie-po-discipline-ekonomika-dlya-studentov.html
  • control.bystrickaya.ru/bog-porazitelnih-preobrazhenij-toffler-e-t50-shok-budushego-per-s-angl-e-toffler.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnoe-soderzhanie-primernaya-programma-osnovnogo-obshego-obrazovaniya-po-istorii.html
  • uchit.bystrickaya.ru/temi-referatov-po-kulturologii.html
  • pisat.bystrickaya.ru/tablica-14-rezultati-testirovaniya-studentov-a-s-sobennikov-chleni-komissii-zam-predsedatelya-uchebno-metodicheskoj.html
  • doklad.bystrickaya.ru/upravlenie-po-fizicheskoj-kulture-i-sportu-merii-novosibirska-yunior.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-disciplini-sd-f-nacionalnaya-ekonomika-dlya-studentov-3-kursa-napravleniya-080100-ekonomika-stepen-bakalavr-ekonomiki.html
  • textbook.bystrickaya.ru/informaciya-ob-istorii-issledovaniya-dannogo-otkritiya-sostavlennaya-po-materialam-informacionnih-byulletenej-w-a-r-stranica-42.html
  • pisat.bystrickaya.ru/sredstva-testirovaniya-i-otladki-pevm-stranica-7.html
  • letter.bystrickaya.ru/nastavlenie-po-gazodimozashitnoj-sluzhbe-stranica-12.html
  • notebook.bystrickaya.ru/gosudarstvennoe-ustrojstvo-vavilonii-1-predmet-i-metod-istorii-gosudarstva-i-prava-zarubezhnih-stran.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sistema-mezhdometiya-v-obshej-paradigme-yazika-na-materiale-osetinskogo-i-russkogo-yazikov-stranica-2.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/raspisanie-zanyatij-zm-109-s-07-06-10-po-12-06-10.html
  • turn.bystrickaya.ru/petr-bentonitovij-kniga-predstavlyaet-soboj-zapis-faktov-sobitij-vospominanij-i-razmishlenij-naveyannih-rabotoj.html
  • reading.bystrickaya.ru/metodi-zashiti-ot-kompyuternih-virusov-plan-lekcii-ponyatiya-kompyuternoj-sistemi-vnutrennie-ustrojstva-sistemnogo.html
  • abstract.bystrickaya.ru/10-perechen-informacionnih-produktov-i-uslug-cbs-tochno-po-ustavu.html
  • essay.bystrickaya.ru/chto-obshego-mezhdu-pensionnim-fondom-i-fizkulturoj-pochemu-vazhno-probuzhdatsya-s-voshodom-solnca-kakova-svyaz-mezhdu-formoj-bolshogo-palca-nogi-i-sostoyaniem-peche.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-16-osnovi-konstitucionnogo-prava-velikobritanii-konstitucionnoe-pravo-zarubezhnih-stran-chirkin.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-iv-prostituciya-kron-press-1995-perevod-v-v-fedorin-1995-isbn-5-232-00146-9-oformlenie-orehov-1995.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/vipolnenie-remontno-vosstanovitelnih-rabot-po-zakrepleniyu-vertikalnih-plit-oblicovki.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/pasternak-b-l-tema-poeta-i-poezii-v-tvorchestve-b-pasternaka.html
  • abstract.bystrickaya.ru/1svyatoj-knyaz-i-grazhdanin-aleksandr-nevskij.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/prikaz-09-dekabrya-2011-g-g-proletarsk-459-ob-utverzhdenii-plana-grafika-po-podgotovke-i-provedeniyu-gosudarstvennoj.html
  • essay.bystrickaya.ru/celej-dolzhno-bit-mnogo-dzh-kenfild-m-v-hansen-osmeltes-preuspet.html
  • crib.bystrickaya.ru/istoriya-tradicii-i-predidushij-opit-raboti-shkoli-obrazovatelnaya-programma-gosudarstvennogo-byudzhetnogo-obrazovatelnogo.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-xi-zhizn-veniamina-franklina-avtobiografiya.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.