Așa cum aranjate și modul în care ești o stea?
Stelele nu rămân pentru totdeauna la fel, așa cum le vedem astăzi. În universul produce în mod constant noi stele si mor vechi. Pentru a înțelege modul în care evoluează o stea, ca schimbarea în timp a parametrilor săi externi - dimensiunea, luminozitatea, masa, este necesar să se analizeze procesele care au loc în interiorul stelei. Și pentru aceasta trebuie să știe cum să construiască aceste minerale, precum și compoziția chimică, temperatura, densitatea, presiunea lor. Dar observațiile sunt disponibile numai straturile exterioare ale vedetelor - atmosfera lor. Pentru a pătrunde în adâncurile chiar și cea mai apropiată stea - Soarele - nu putem. Este necesar să se recurgă la metode indirecte - calcule, simulări pe calculator. În acest caz, utilizați datele de pe straturile exterioare ale legile cunoscute ale fizicii și mecanicii, comună atât Pământul și steaua lumii.
adâncimi stare stelele sunt semnificativ diferite de cele din laboratoarele terestre, dar particulele elementare - electroni, protoni, neutroni, - sunt aceleași pe Pământ. Stars sunt formate din aceleași elemente chimice ca planeta noastră. Și este posibil să se aplice cunoștințele dobândite în laborator.
Observațiile arată că cele mai multe dintre stelele sunt stabile, adică. E., nu sa extins apreciabil și comprimat pentru perioade lungi de timp. Cum corp stabil de o stea poate exista numai dacă toate forțele interne care acționează pe ea sunt echilibrate de substanță. Care sunt aceste forțe?
Steaua - bila roșie-fierbinte de gaz, iar caracteristica principală de gaz este dorința de a extinde și de a lua orice cantitate dată să-l. Această tendință este cauzată de presiunea gazului și este determinată de temperatură și de densitatea acestuia. La fiecare punct din interiorul stelei operează forța de presiune a gazului, care încearcă să se extindă steaua. Dar, în același fiecare punct i se opune o altă forță - forța gravitațională a straturilor suprapuse, încercând să comprima steaua. Cu toate acestea, nici expansiune și nici contracția se produce, steaua este stabilă. Acest lucru înseamnă că cele două forțe se anulează reciproc. Și ca adâncimea crește greutatea straturilor suprapuse, presiunea, și în consecință, temperatura crește la centrul stelei.
Steaua radiază energie generată în interiorul său. Temperatura este distribuită într-o stea, astfel încât orice strat din fiecare dată când energia primită de la stratul de bază este egală cu energia livrată stratul suprapus. Cât de multă energie este produsă în regiunile centrale ale stelei, la fel ar trebui să radieze suprafața sa, în caz contrar echilibrul este perturbat. Astfel, se adaugă un gaz sub presiune și mai mult presiunii radiațiilor.
Raze emise de stea, derivă energia lor în adâncuri, în cazul în care este sursa acesteia, și pentru a muta prin întreaga grosime a de stele, punând presiune pe straturile exterioare. În cazul în care materialul a fost stelar transparentă, promovarea se face ar fi aproape instantaneu, viteza luminii. Dar nu este transparent și împiedică trecerea radiațiilor. Razele de lumină sunt absorbite și re-emise de atomii într-o direcție diferită. Calea fiecărei raze este complicată și seamănă cu o curbă în zigzag complicate. Uneori el „rătăcește“ sute și mii de ani înainte de a veni la suprafață și se lasă o stea.
Radiația emisă de stelele de suprafață de calitate (dar nu și cantitativ) diferă de radiații care este generată în stea sursa de alimentare. Ca mișcare exterioară a crește lungimea de undă de lumină. Suprafața soarelui, de exemplu, emite raze de lumină în mod substanțial și în infraroșu, și există unde scurte raze X și raze gamma în interiorul său. Presiunea de radiație a soarelui și similare stelelor este doar o foarte mică parte din presiunea de gaz, dar este semnificativ pentru gigant stele.
Estimările de temperatură și densitate în interiorul stelelor obținute de teoretic, pe baza masei cunoscută a stelei și puterea radiației sale pe baza legilor fizicii de gaze și legea gravitației universale. Anumite astfel temperatura în regiunile centrale de stele sunt de la 10 milioane K stele pentru mai ușor soare 30 mln K pentru stele gigant. Temperatura din centrul soarelui - circa 15 mln K.
La astfel de temperaturi, substanța în intestinele aproape complet ionizat însemna cu un asterisc. Atomii de elemente chimice își pierd cochiliile de electroni, substanța constă numai din nucleele atomice și electronii separate. Deoarece diametrul nucleului atomic în zeci de mii de ori mai mic decât diametrul întregului atom, volumul care poate găzdui la zece atomi totale, se poate încadra în mod liber multe miliarde de nuclee individuale și electroni. Distanțele dintre particulele în ciuda densitate mare sunt încă mari în comparație cu dimensiunea lor. Acesta este motivul pentru care materialul a cărui densitate este în centrul Soarelui este de 100 de ori densitatea apei (mai densă decât orice corp solid din lume!), Cu toate acestea, are toate proprietatile unui gaz ideal.
Pentru a estima temperatura din interiorul unei stele, este important să știe ce elemente formate prin amestecul de gaze. Greutatea medie moleculară a gazului, care constă din atomi de hidrogen este 1, atomii de heliu - 4, sodiu - 23, fier - 56. Numărul particulelor de gaze ionizate crește datorită electronilor, iar masa totală a substanței rămâne neschimbată. Prin urmare, greutatea moleculară a hidrogenului este ionizat 1/2 (două particule: proton și un electron), heliu ionizat - 4/3, sodiu - 23/12 = 1,92, fier - 56/27 = 2,07. Astfel, în substanța stea toate elementele chimice, cu excepția hidrogenului și heliu, au o greutate moleculară medie egală cu aproximativ 2.
Hidrogenul si heliu mai mult în comparație cu elementele mai grele, mai mica temperatura la centrul stelei. Pure hidrogen Sun, de exemplu, ar avea un centru de 10 milioane K Temperatura de heliu - 26 mln K, și care constă în întregime din elementele mai grele - 40 mln K.
Pentru a obține o idee despre structura stelei, utilizați metoda de aproximări succesive. Prin stabilirea unui raport de hidrogen, heliu si elemente mai grele, și cunoscând masa stelei, luminozitatea sa este calculată. Această procedură se repetă atâta timp cât calculate și obținute din observațiile luminozitate nu se potrivesc pentru un anumit amestec. Această compoziție este considerată aproape de real. Sa constatat că pentru majoritatea stelelor din conturile de hidrogen si heliu pentru cel puțin 98%.
Determinarea compoziției chimice și condițiile fizice în părțile centrale ale stelelor ne-a permis să rezolve problema surselor de energie stelare. La o temperatură de 10--30 milioane de grade și un număr mare de nuclee de hidrogen termonucleară reacțiile în care nucleele sunt formate din diferite elemente chimice. Nu toate posibile reacții nucleare sunt potrivite pentru rolul surselor de energie stelare, dar numai cele care produc energie suficient de mare și poate dura câteva miliarde de ani, viața stelei.
După o lungă căutare sa constatat că cele mai multe dintre stelele strălucitoare viața lor datorită modificărilor care apar în aceste patru nuclee de hidrogen (protoni) într-un nucleu de heliu. Mass patru protoni mai mare decât masa nucleului de heliu, iar această masă în exces este transformată în energie în reacțiile termonucleare. Această reacție are loc încet și menține stelele de strălucire peste miliarde de ani.
Conform conceptelor moderne, stelele format din nori de praf spațiu. Când comprimat sub acțiunea gravitației a gazului cheag în interiorul încălzit acestuia treptat. Atunci când temperatura ajunge la centrul de aproximativ un milion de grade, reacțiile nucleare începe - se formează stele.
Structura depinde de masa de stele. În cazul în care stea de mai multe ori masa Soarelui, adânc în interiorul său există o amestecare intensivă a materiei (convectie), cum ar fi apa de fierbere. Această regiune se numește nucleul convectiva al stelei. Cu cat mai multe vedete, cea mai mare parte a acesteia este de bază convectiva. Restul stelelor, în același timp, păstrează echilibrul. Sursa de energie este în miezul convectiv. Ca hidrogen în heliu, greutatea moleculară a materialului crește de bază, în timp ce volumul său scade. Spre exteriorul stelei în această expansiune, ea crește în dimensiune, iar temperatura de suprafață scade. Hot stele - gigant albastru - se transformă treptat într-un gigant roșu.
Structura gigantului roșu este deja diferită. Când nucleul convective procesul de compresie devine tot hidrogenul în heliu, temperatura din centrul se ridică la 50-100 de milioane de grade și începe heliu ardere. El este, ca urmare a reacțiilor nucleare este convertit în carbon. Miezul este înconjurat de ardere heliu strat subțire de ardere a hidrogenului, care intră din învelișul exterior al stelei. Prin urmare, gigantul roșu - două surse de energie. De-a lungul nucleului de ardere este lungimea bandajului.
Ulterior a crea reacții nucleare în centrul unei stele masive toate elementele mai grele, până la fier. Sinteza elementelor mai grele decât fierul nu conduce la eliberarea de energie. Lipsit de energie de baza stelei se micsoreaza rapid. Acest lucru poate duce la o explozie - exploziei unei supernove. Uneori, steaua dezintegrează complet în explozie, dar cel mai adesea, se pare că, rămâne un obiect compact - o stea neutronică sau o gaură neagră.
Împreună cu o explozie coajă ucide în mediul interstelar, diverse elemente chimice formate în interiorul stelei în timpul vieții ei. O nouă generație de stele, produs din gazul interstelar va conține mai mult de elemente chimice grele.
Durata de viață a stelelor depinde de masa sa. Stele, cu o masă de 100 de ori mai mare decât a soarelui trăiesc doar câteva milioane de ani. În cazul în care masa de 2-3 soare, durata de viata creste pana la un miliard de ani.
Stelele-Piticii ale căror mase sunt mai mici decât masa Soarelui, miez de convectie lipseste. arde hidrogen în acesta, transformându-se în heliu, în regiunea centrală, nu sunt izolate de restul prezenței stea mișcărilor convective. Piticii, acest proces este foarte lent, iar acestea rămân practic neschimbate de miliarde de ani. Când hidrogenul arde complet, se contractă încet și în detrimentul energiei de compresie poate exista chiar și pentru un timp foarte lung.
Soarele și stelele similare reprezintă un caz intermediar. Soarele are un miez convectiva mic, dar nu foarte clar separate de restul. Reacțiile nucleare au loc combustia hidrogenului în nucleu și în vecinătatea acestuia. Vârsta Soarelui aproximativ 4,5--5 miliarde de ani, iar în acest timp, aproape nu se modifica dimensiunea și luminozitatea acestuia. După epuizarea hidrogenul Soare poate crește treptat într-un gigant roșu, resetati extinde excesiv de coajă și se termină viața lui, devenind un pitic alb. Dar se va întâmpla nu mai devreme de 5 miliarde de ani.
Site-ul creat în sistemul uCoz