Как рождаются звезды: от туманности до коллапса 🔵

Звезды изменяются, проходя через несколько стадий развития в течение миллиардов лет. Астрономы говорят о звездах так, будто они живые. В течении жизни со звездами происходит череда эволюционных изменений. О том как рождаются и умирают звезды читайте далее в нашей статье.

Содержание

Цикл жизни звезды

На сегодня известно, что начинается все с того, что гравитация притягивает космическую пыль и газ.

В определенный момент воздействие притяжения становится настолько сильным, что происходит термоядерный синтез — рождение звезды;
Следующим этапом — будучи звездой главной последовательности, она будет производить энергию в течение десяти миллиардов лет! Наша звезда, по имени Солнце, как раз находится на такой стадии;
После того как запасы топлива в ядре звезды заканчиваются, она увеличивается в размерах и становится красным гигантом;
После этого внешние слои звезды рассекаются, и она превращается в белого карлика;
В конечном итоге после выработки всего топлива, белый карлик превращается в черного — практически невидимого холодного объекта;
Некоторые особо крупные звезды коллапсируют (то есть взрываются как будто вовнутрь), образуя тем самым удивительные по своей природе и красоте ярчайшие сверхновые, перерождаясь после в плотные сверхновые звезды или черные дыры.

Независимо от первоначального размера каждая звезда в итоге выпускает львиную долю своей части газа и пыли обратно в галактику, тем самым поставляя строительный материал для рождения новых звезд. Это подтверждает крылатые фразы людей искусства о том, что все в этом Мире, включая людей, сделано из пыли звезд.

Черные дыры

Черная дыра — это такой космический объект, где настолько сильна гравитация, что оттуда ничего не в состоянии выбраться, включая даже свет. Перефразируя известную цитату можно сказать, что все, что происходит в черной дыре, остается в черной дыре.

Черная дыра формируется, когда массивная звезда потратила все свое топливо и коллапсирует. Огромной силы гравитация появляется из-за того, что материя звезды втягивается внутрь очень небольшого пространства и сильнейшим образом там сжимается.

Считается, что черная дыра плотная до бесконечности — то есть между молекулами, атомами и другими мельчайшими элементами вещества совершенно не остается свободного пространства. Понять это довольно сложно, но попытаться можно.

Граница вокруг черной дыры носит название «Горизонт событий» потому, что никому еще неизвестно что именно за ним происходит. Черные дыры невероятно мощные, и чтобы понять, что именно в них происходит необходимо подойти к ним очень близко.

К сожалению, а скорее, к счастью, неподалеку от нас нет ни одной черной дыры. Ученые полагают, что все существующие галактики вращаются вокруг сверхмассивных черных дыр. В центре нашей галактики Млечный Путь находится черная дыра, массивнее Солнца аж в 4,3 миллиона раз!

Гравитационный коллапс в молекулярных облаках

Процесс запускается внутри гигантских молекулярных облаков, где плотность газа позволяет гравитации преодолеть внутреннее давление. Когда достигается предел Джинса, фрагмент облака начинает стремительно сжиматься, превращаясь в протозвезду. Почему мы не видим этот момент в обычный телескоп? Плотный пылевой кокон полностью поглощает видимый свет, поэтому астрофизики «охотятся» за объектами на стадии звезды типа Т Тельца исключительно в инфракрасном диапазоне.

Звездный нуклеосинтез и равновесие

Стабильность светила обеспечивается гидростатическим равновесием — ювелирным балансом между сокрушительной силой тяжести и давлением излучения из недр. В ядре происходит термоядерная «сборка» тяжелых элементов из легких, высвобождающая колоссальную энергию. Когда водородный цикл завершается, звезда переходит к синтезу гелия, углерода и кислорода, вплоть до формирования железного ядра у сверхмассивных гигантов.

Железо — это энергетический тупик. Его синтез не выделяет, а поглощает энергию, что мгновенно лишает ядро внутренней опоры и провоцирует неизбежный гравитационный коллапс.

Масса как фактор звездной эволюции

Судьба космического объекта жестко предопределена его начальной массой еще на стадии аккреции. Хватит ли гравитационного давления для розжига «водородного костра»? Если масса протозвезды оказывается ниже 0,08 солнечной, она навсегда остается в промежуточном состоянии, не становясь полноценным светилом.

Коричневые карлики — «неудавшиеся» звезды, чьей массы хватило лишь на кратковременный синтез дейтерия.
Красные карлики — экономные долгожители, способные поддерживать стабильное горение триллионы лет.
Голубые сверхгиганты — космические транжиры, сжигающие запасы топлива за ничтожные по меркам Вселенной миллионы лет.