Зірки. Галактики

На сучасному етапі еволюції Всесвіту основна частина речовини в ній міститься в зірках. Зоряна форма буття космічної матерії складає 97% речовини нашої Галактики. Зірки – це гігантські плазмові утворення, що мають різні характеристики величини, температури, руху. У зірках зосереджена 98-99% видимої речовини відомій нам частині Всесвіту. Зірки – потужні джерела енергії. Речовина в них знаходиться в стані плазми, що представляє собою іонізований газ, в якому концентрації позитивних (іони) і негативних (електрони) зарядів рівні (квазінейтральность).
У стані плазми знаходиться переважна частина речовини Всесвіту (зірки, галактичні туманності і міжзоряне середовище). У космічному просторі зірки утворюють зоряні системи: кратні зірки (подвійні, потрійні і т. Д.), Що обертаються навколо загального центру ваги, деякі з кратних зірок оточені загальною оболонкою дифузійної матерії, є зоряні скупчення розсіяною або кульової структури. Кульові зоряні скупчення включають в себе сотні тисяч зірок, розсіяні складаються з декількох сотень окремих зірок.
Висока світність зірок протягом тривалого часу свідчить про величезну кількість енергії, що виділяється в них. Можливі джерела цієї енергії: гравітаційне стиснення, що викликає виділення гравітаційної енергії, і термоядерні реакції, при яких з ядер легких елементів синтезуються ядра важчих елементів і виділяється велика кількість енергії.
Еволюція зірок залежить від їх маси, вихідного хімічного складу. Зірки першого покоління містять 70% водню, 30% гелію і вельми невелику домішку дейтерію і літію. У процесі еволюції зірок першого покоління виникли важкі елементи, які були викинуті в міжзоряний простір при вибухах зірок і в результаті витікання речовини. Наступні покоління зірок містять 3-4% важких елементів.
Народження зірок є утворення гідростатичного рівноважного об’єкта, випромінювання його підтримується за рахунок власних джерел енергії. Зореутворення – безперервний процес. Триває він і зараз в результаті конденсації речовини міжзоряного середовища. Перший етап еволюції зірок – гравітаційне стиснення, яке призводить до розігріву центральної зони зірки до температури 8-10 млн. К, при якій ядра водню, т. Е. Протони, утворюють ядра гелію. Цей процес супроводжується виділенням великої кількості енергії.
Зірка є саморегулюючу, тонко збалансовану систему. Джерело енергії – водневі термоядерні реакції в центральній зоні. Запаси водню в зірках забезпечують ядерні реакції на мільярди років. Після того як вигорить водень в центральній зоні зірки, утворюється гелиевое ядро. Ядерні реакції переміщуються на периферію зірки. Вигоріле ядро ​​стискається, а зовнішня оболонка розширюється, розбухає до величезних розмірів. Зовнішня температура знижується, зірка переходить в стадію червоного гіганта, і існування зірки наближається до кінця.
Таким чином, зовнішня температура червоного гіганта знижується, але внутрішня температура підвищується настільки, що в термоядерні реакції включаються все більш важкі ядра. У ході термоядерної реакції при t> 150 млн. До відбувається синтез хімічних елементів. Завдяки підвищенню тиску, пульсаціям та іншим процесам червоний гігант втрачає речовину, викидаючи його в міжзоряний простір. Після повного виснаження внутрішніх термоядерних джерел енергії при масі 1,4 маси Сонця червоний гігант перетворюється на білого карлика з величезною щільністю (сотні тонн на 1 см3). Білий карлик, коли його енергія вичерпується, змінює свій колір: від білого до жовтого, потім до червоного – і нарешті перетворюється на чорного карлика, несветящегося, з величезною щільністю. Таким чином завершується існування більшості зірок.
Якщо маса більше 1,4 маси Сонця, тиск в зірці не може зрівняти силу тяжіння, еволюція таких зірок може завершуватися гравітаційним колапсом, т. Е. Необмеженим падінням речовини до центру. Якщо ж сили відштовхування частинок і інші причини зупиняють колапс, то відбувається спалах наднової зірки – потужний вибух з викидом речовини і з утворенням газових туманностей. У 1885 р спостерігалася наднова зірка в туманності Андромеди, її блиск був в 4 млрд … разів інтенсивніше, ніж блиск Сонця.
Частина маси наднової зірки, може перетворитися на нейтронну зірку, що володіє надщільного. Нейтронні зірки називають пульсарами, т. К. Для них характерно радіовипромінювання у вигляді повторюваних імпульсів.
У випадку, коли кінцева маса білого карлика в 2-3 рази більше маси Сонця, гравітаційне стиснення призводить до утворення чорної діри, поле тяжіння якої настільки потужно, що з чорної діри нічого – ні випромінювання, ні частки – не може вилетіти. Кордон простору, за яку не може вирватися світло, називають горизонтом чорної діри. Чорна діра має можливість гравітаційного захоплення інших космічних тіл.
Отже, основна частина випромінює світло речовини знаходиться в зірках, які разом з космічним пилом, газом та іншими об’єктами утворюють величезні скупчення – галактики.
Галактики – гігантські (до сотень мільярдів зірок) зоряні системи. Галактики підрозділяються на еліптичні, спіральні й галактики неправильної форми. Виділяють ще компактні галактики різних видів. Найближча до Сонячної системи галактика – Магелланові хмари і туманність Андромеди. Галактики розподілені нерівномірно, вони утворюють скупчення з щільністю до 810 тисяч галактик в одному Мпк3. Відстані між скупченнями галактик збільшуються у зв’язку з розширенням Метагалактики. Метагалактика – частина Всесвіту, доступна сучасним астрономічним методам дослідження. Вона містить кілька мільярдів галактик.
Наша галактика (система Чумацького Шляху) – спіральна галактика: зоряна система, до якої належить Сонце, містить не менше 100 мільярдів зірок (загальною масою приблизно 1011 мас Сонця). У неї входять: міжзоряний речовина (газ, пил), космічні промені, магнітні поля, випромінювання (фотони). Більшість зірок займають обсяг галактика форми, діаметром близько 30 тис.пк, концентруючись до площини симетрії цього обсягу (галактичної площини) і до центру.
Менша частина зірок займає майже сферичний обсяг радіусом близько 15 тис. Пк, концентруючись до центру (ядра) галактики, який знаходиться від Землі в напрямку сузір’я Стрільця. Сонце розташоване поблизу галактичної площини на відстані близько 10 тис. Пк від центру галактики.
Квазари (квазізвездние джерело радіовипромінювання) – космічні об’єкти надзвичайно малих кутових розмірів, що мають значне червоний зсув ліній у спектрі, що вказує на їх величезну віддаленість від Сонячної системи, що досягає кілька тисяч Мпк. Квазари випромінюють в десятки разів більше енергії, ніж найпотужніша галактика. Джерело їхньої енергії точно не відомий.

Посилання на основну публікацію