<< 6.3. Соотношения M-L, M-R | Оглавление | 7.1 Тяжелые элементы >>
7. Эволюция звезд после главной последовательности
Разделы
- 7.1 Процессы образования тяжелых элементов
- 7.2 Вырождение вещества
- 7.3 Предел Чандрасекара и фундаментальная масса звезды
- 7.4 Нейтронизация вещества и потеря устойчивости звезды
- 7.5 Вспышки сверхновых
Горение водорода - самая длительная стадия в жизни звезды, что связано с начальным большим обилием водрода (70 по массе) и большой калорийностью ( ) превращения водорода в гелий, что составляет около 70 энергии, получаемой в цепочке последовательных термоядерных превращений водорода в элемент c наибольшей энергией связи на нуклон ( МэВ/нуклон). Фотонная светимость звезд на главной последовательности, где горит водород, как правило меньше, чем на последующих стадиях эволюции 7.1, а их нейтринная свтимость значительно меньше, т.к. центральные температуры не превышают K. Поэтому большая часть звезд в Галактике и во Вселенной являются звездами главной последовательности.
После окончания горения водорода в ядре звезда отходит вправо от главной последовательности на диаграмме эффективная температура - светимость (диаграмма Герцшпрунга-Рессела), ее эффективная температура уменьшается, и звезда перемещается в область красных гигантов. Это связано с конвективным переносом энергии от слоевого водородного источника, располагающегося непосредственно вблизи гелиевого ядра. В самом ядре температура из-за гравитационного сжатия постепенно повышается, и при температуре и плотности г/см начинается горение гелия. (Замечание: так как в природе нет устойчивых элементов с атомными номерами 5 и 8, невозможна реакция , а бериллий-8 распадается на 2 альфа-частицы с)).
Выделение энергии на грамм при горении гелия примерно на порядок меньше, чем при горении водорода. Поэтому время жизни и число звезд на этой стадии эволюции значительно меньше, чем звезд главной последовательности. Но благодаря высокой светимости (стадия красного гиганта или сверхгиганта) эти звезды хорошо изучены.
Наиболее важная реакция - - процесс: Энергия суммы трех альфа-частиц на 7.28 МэВ превышает энергию покоя ядра углерода-12. Поэтому чтобы реакция эффективно шла, нужен "подходящий" энергетический уровень ядра углерода-12. Такой уровень (с энергией 7.656 МэВ) у ядра имеется7.2, поэтому 3-реакция в звездах носит резонансный характер и поэтому идет с достаточной скоростью. Две альфа-частицы образуют корткоживущее ядро : . Время жизни около c, но есть вероятность присоединения еще одной альфа-частицы с образованеим возбужденного ядра углерода-12: . Возбуждение снимается рождением пары, а не фотоном, т.к. фотонный переход с этого уровня запрещен правилами отбора : . Заметим, что образующийся атом в основном сразу же "разваливается" на Be и He и в конечном счете на 3 альфа-частицы, и только в одном случае из 2500 происходит переход на основной уровень с выделением 7.65 МэВ энергии, уносимой парой.
Скорость дальнейшей реакции
сильно зависит от температуры (определяемой массой звезды), поэтому окончательный результат горения гелия в массивных звездах - образование углеродного, углоеродно-кислородного или чисто кислородного ядра.
На последующих стадиях эволюции массивных звезд
в центральных областях звезды
при высоких температурах происходят реакции непосредственного
слияния тяжелых ядер. Энерговыделение в реакциях горения
сравнимо с энерговыделением в
-реакции, однако мощное нейтринное излучение из-за высокой
температуры (
K)
делает время жизни звезды на этих стадиях много меньше,
чем время горения гелия. Вероятность обнаружения таких звезд крайне мала,
и в настоящее время нет ни ни одного уверенного отождествления
звезды в спокойном состоянии, выделяющей энергию за счет горения
или более тяжелых элементов.
<< 6.3. Соотношения M-L, M-R | Оглавление | 7.1 Тяжелые элементы >>
Публикации с ключевыми словами:
звезды - Межзвездная среда - Космология - теоретическая астрофизика - астрофизика
Публикации со словами: звезды - Межзвездная среда - Космология - теоретическая астрофизика - астрофизика | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> |