Виды звёзд [Типы]

Во всей звезде перенос энергии осуществляет­ся конвекцией. Источник энергии — гравитационное сжатие — соответствует только что возникшей звезде. На диаграмме Герцшпрунга — Рассела звезда, построенная по этой модели, находится в облас­ти красных гигантов и между этой областью и главной после­довательностью. Конвекция обеспечивает эффективное переме­шивание вещества, поэтому химический состав звезды одно­роден. Модель описывает звезду на ранней стадии эволюции.

Звёзды нижней части главной последовательно­сти

Звёзды нижней части главной последовательно­сти — это те, у которых M < 1,4M_☉. Источником энергии служит горение водо­рода в протон-протонном цикле. Температура в центре 12—14 млн кельвин. Передача энергии в центральных областях осуществляется излучением (лучистая зона). Примерно на рас­стоянии, равном половине радиуса, прозрачность вещества уменьшается настолько, что лучистый перенос «не справляет­ся», и возникает конвекция (конвективная оболочка). По ме­ре сгорания водорода гелий накапливается в центральных час­тях, так как там температура выше и термоядерные реакции происходят быстрее, но принципиальных изменений модели нет. На диаграмме Герцшпрунга — Рассела звезда, построенная по этой модели, находится вблизи и на главной последовательности в нижней её части. Представитель этого типа звёзд — Солнце.

Звёзды верхней части главной последовательно­сти

Масса звёзд верхней части главной последовательно­сти больше 1,4M_☉. Температура в центре звезды составляет 17—20 млн кельвин, горение водорода осуществляется в углерод­но-азотном цикле. Темп выделения энергии очень высок, и в центре образуется конвективное ядро, которое окружено лу­чистой оболочкой.

Высокий темп выгорания водорода приводит к тому, что в центральной части звезды накапливается гелий, и химиче­ский состав звезды перестаёт быть однородным.

Звёзды с неоднородным химическим составом — это мо­дели массивных звёзд главной последовательности и красных гигантов, т. е. звёзд, находящихся на поздних стадиях эволюции. Характерной их особенностью является наличие слоевых источников энергии, когда в центре звезды полностью исчер­пывается водород, образуется гелиевое ядро, на поверхности которого продолжается горение водорода.

Более сложные модели (это модели звёзд большой массы на поздних стадиях эволюции) могут иметь несколько слое­вых источников энергии, каждый из которых отделяет зоны с различным химическим составом. Так, переходя все к более глубоким слоям звезды, мы пересечём первый слоевой источ­ник, отделяющий богатую водородом внешнюю оболочку звез­ды от слоя чистого гелия. На нижней границе этого слоя го­рит гелий (реакции 3He => C и C + He => 0), слоевой источник отделяет от гелиевого слоя слой смеси углерода и кислорода, в нижней части которого происходит реакция C + O => Mg, и т. д. В такой модели может чередоваться и несколько кон­вективных и лучистых зон.

Белый карлик обладает очень высокой плотностью вещества (ρ ≈ 10⁹ — 10¹¹ кг/м³). При таких плотностях газ уже не является идеальным. В полностью ионизованном веществе белого карлика как бы сосуществуют два газа: ионный, обладающий свойствами идеального газа, и электронный, обладающий свойствами вырожденного газа. Дав­ление в белом карлике обеспечивается электронным газом, и оно зависит исключительно от плотности вещества.

Звезда находится в равновесии, если гравитационное дав­ление равно давлению газа. Гравитационное давление p_g ~ GM² / R⁴, давление вырожденного газа p ~ ρ^5/3, тогда при равновесии GM² / R⁴ ~ ρ^3/2 = (GM / R³)^5/3 ~ M^5/3 / R⁵. Отсюда следует, что равновесие возмож­но, если R ~ M^-1/3, т. е. при уве­личении массы радиус белого карлика уменьшается. Материал с сайта http://wiki-what.com

Но свойства вырожденного газа при некоторой критической плот­ности меняются так, что при боль­ших плотностях меняется урав­нение состояния, т. е. изменяется зависимость давления от плотнос­ти. Теперь она будет такой: p ~ ρ^4/3. Но при этом равенство гравитаци­онного и газового давлений возмож­но только при определённом зна­чении массы. Предельная масса белого карлика оказывается равной примерно 1,4M_☉. Зависимость радиуса от массы показана на рисунке 72.

В белом карлике плотность значительно увеличивается к центру, температура же благодаря высокой теплопроводности вырожденного газа повышается очень медленно. При дости­жении плотности более 10¹² кг/м³ в центре белого карлика мо­жет образоваться кристаллическое (твёрдое) ядро.

см. Переменная звезда

см. Новая звезда

см. Сверхновая звезда

Нейтронные звёзды

см. Нейтронная звезда