Зоряне народження

• Може 19, 2024

Колись люди думали, що зірки вічні. Але тепер ми знаємо, що у них життєві цикли народження та смерті. Ось історія про те, як народжується зірка, схожа на сонце.

Почніть з гігантської молекулярної хмари
Хоча ми можемо думати про Сонце як про гігантську кулю палаючого газу, його центр набагато щільніше сталі. І все-таки зірки створені туманності настільки розріджена, що в середньому в кубічному сантиметрі є лише 100 частинок - кубічний сантиметр повітря, який ми вдихаємо, має приблизно 100 квадратних разів більше, ніж у багатьох.

Здається неймовірним, що щось таке істотне, як зірка, зроблене з чогось надуманого, як туманність. Однак гігантські хмари розкидані на відстані десятків світлових років. Отже, хоча вони худі, їх загальна маса може бути в мільйон разів більша від маси Сонячної системи. Є багато матеріалів, але що це формує?

Гравітація, скульптор
Гравітація - це сила, яка згортає туманність на щось досить щільне, щоб зробити зірку. Гігантська молекулярна хмара є хорошим місцем для формування зірок. Мало того, що в ньому є багатий матеріал, також досить холодно, що атоми зібралися разом, щоб утворити молекули, а в деяких місцях матерія почала згущуватися.

Сила сили тяжіння залежить від маси, тому область більшої щільності може втягувати в неї більше речовини, збільшуючи її масу, а отже, і її гравітаційне притягання. Протягом кількох мільйонів років ось так може розпастись туманність. Але ймовірно, що крах матиме певну допомогу. Існує ряд можливих спускових механізмів утворення зірок, наприклад, ударні хвилі наднової речовини, що штовхають речовину разом, утворюючи більш щільні області.

Туманність не згортається все відразу. Більш щільні регіони ростуть і хмара розпадається. Ось чому зірки формуються групами. Кожен фрагмент руйнується окремо і є потенційною зіркою маси відзначить його життєву історію. Зоряний кластер Плеяди, показаний на заголовку зображення, є прикладом групи зірок, що утворилися з тієї ж гігантської хмари. Маса кожної окремої зірки визначає, наскільки вона буде світитися, як довго вона проживе і як вона помре. Деякі фрагменти не матимуть достатньої маси для формування зірок, але можуть стати бурі карлики, невдалі зірки. [Фотографія: Грег Хоган, EarthSky]

Фрагменти
Фрагменти нагріваються, обертаються і продовжують руйнуватися.

Матерія за межами центрального регіону є гравітаційна потенційна енергія, як вода, яку стримувала гребля. Коли вона потрапляє в центр, потенційна енергія стає кінетичний (рух) енергія, і виділяється тепло.

Момент імпульсу - міра обертання об'єкта з урахуванням його радіуса та швидкості. Гігантські туманності обертаються дуже повільно. Але імпульс кутовий є збережена - це означає, що фрагмент хмари, маючи менший радіус, буде обертатися швидше. Улюблений земний приклад - фігурист, який робить спина. Вона починає з розпростертими руками. Якщо вона підтягує руки до свого тіла, радіус віджимання менший, тому вона обертається швидше без зайвих зусиль.

Тому, коли фрагмент руйнується, його обертання прискорюється. І замість неправильної форми оригінального фрагмента прядіння робить його більш кулеподібною формою.

Протостар
Фрагмент містить щільну центральну область, яка стає a протостар а потім зірка. Залишилося пил і газ. Коли він крутиться, сипучий пил і газ висуваються в диск навколо екватора протостар. Не лише зірка може скластись із протостар, але й планетна система може сформуватися з цього протопланетний диск.

Протостар зростає за рахунок залучення матеріалу диска. Зі збільшенням його маси він продовжує скорочуватися. Гравітаційне скорочення виділяє багато тепла. Гарячий газ у серцевині виштовхується назовні, діючи проти сили тяжіння. Тому, хоча початковий колапс стався порівняно швидко, він уповільнюється, оскільки протостар стає гарячішим. Потрібно близько мільйона років, щоб температура досягала одного мільйона градусів Цельсія, і це майже не жарко, щоб вона стала зіркою.

Більшість зірок, які ми спостерігаємо, є основна послідовність зірок. Їх тепло і світло надходять від ядерного синтезу водню в їх ядрах. Для того, щоб почався ядерний синтез, температура в ядрі повинна бути не менше 10 мільйонів ° C (18 мільйонів ° F).

Народжується зірка
Коли починається синтез водню, протостар - це належна дитяча зірка. Але це має зробити деяке дорослішання, перш ніж він приєднається до основної послідовності.

У зорі головної послідовності існує баланс між зовнішнім тиском тепла від ядерного синтезу в ядрі та силою тяжіння всередину. Це називається гідростатична рівновага. Мине певний час, щоб зірка закінчила контракт і щоб цей баланс відбувся.

Коли підтримується ядерний синтез, маса зірки не збільшується, тому що сильний зоряний вітер здуває матеріал диска. Насправді протягом декількох мільйонів років він повністю очищає запилений диск.

Тривалість життя основної послідовності зірки залежить від її маси. Сонці, схожі на Сонце, живуть близько 10 мільярдів років, тому наше Сонце знаходиться на півдорозі свого життя.Червоний карлик із половиною маси Сонця може жити 80 мільярдів років і більше, що набагато довше, ніж нинішній вік Всесвіту. Але масивні зірки мають короткий термін життя. Зірка в десять разів перевищує масу Сонця триває лише 20 мільйонів років. Зірки залишаються на головній послідовності, поки їх водне паливо не вичерпається.

Відео Інструкція: Зоряні в день народження (Може 2024).