Необычный

Приветствую вас, пытливые умы! В прошлой статье я изложил наиболее популярную теорию рождения Вселенной. Хронология была приведена от первой секунды, до образования первых звезд. Однако, взглянув в телескоп, едва ли мы обнаружим там только звезды, а структура окружающей нас материи отнюдь не основывается на Водороде и Гелии. В этой серии я постараюсь изложить доступным языком основные этапы эволюции Звезд, а так же их влияние на развитие Вселенной…

Конвертеры материи

Прежде всего, небольшое лирическое отступление. Все, что будет изложено ниже — всего лишь математическая модель. Это результат работы величайших умов 20 века, специалистов разных областей физики и математики. Все это вытекает из сложнейших математических формул, которые для обычного человека являются настоящей абракадаброй. Выяснить настоящее положение вещей не позволяет относительная примитивность технологий человека и, возможно, человеческого разума.

В предыдущей статье…
После завершения формирования атомов Вселенная оказалась наполненной Водородом и Гелием, почти равномерно рассыпанным по всему объему космоса. Постепенно, под воздействием силы притяжения, газы стали собираться в молекулярные облака газа, называемые Звездными колыбелями.

ЭВОЛЮЦИЯ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД

1. Предполагается, что большинство нейтронных звезд образуется из массивных, но совершенно обычных в остальных отношениях звезд с массами от 8 до 20 масс Солнца. 2. Массивные звезды умирают, взрываясь как сверхновые класса II, когда ядро звезды сжимается в плотный шар субатомных частиц. 3А. Если новорожденная нейтронная звезда вращается достаточно быстро, она создает интенсивное магнитное поле, силовые линии которого внутри звезды закручиваются. 4А. Магнитар разделяет на тонкие слои со скрученными магнитными силовыми линиями внутри и плавными снаружи. Он может испускать узкий пучок радиоизлучения. 5А. Старый магнитар остывает, его магнитное поле ослабевает. Он излучает очень мало энергии. 3Б. Если новорожденная нейтронная звезда вращается медленно, ее магнитное поле, будучи очень сильным, по земным представлениям, не достигает уровня полей магнитаров. 4Б. Пульсар среднего возраста холоднее такого же магнитара. Он испускает широкий пучок радиоизлучения, который легко улавливают радиотелескопы. 5Б. Старый пульсар остывает и перестает испускать радиоизлучение.

Стадия 1: протозвезда

В какой-то момент в определенной точке молекулярного облака оказывается на пару молекул больше, чем в других и это объединение начинает проводить гравитационную агитацию, притягивая к себе соседние молекулы, которые, в свою очередь, увлекают своих соседей…

Таким образом, постепенно, бесформенное облако приобретает форму шара, а аккреция (падение на этот шар окружающего его вещества) все сильнее и сильнее увеличивает массу объекта, в результате чего силы притяжения в нем возрастают настолько, что он начинает обрушиваться в самого себя. Этот процесс назван гравитационным коллапсом. В центре шара, по мере увеличения давления внешних слоев, возрастает температура, частицы начинают летать быстрее и соударяться сильнее. При температуре в несколько тысяч градусов это влечет за собой разрушение электронных оболочек, газ ионизируется, будущая звезда переходит в плазменное состояние. При температуре в 10 миллионов градусов подобные соударения приводят к слиянию ядер с образованием атомов более тяжелых элементов. Этот процесс назван Термоядерным синтезом и сопровождается колоссальным выделением энергии. На этой стадии ассоциируются ядра Водорода, их соединение приводит к образованию Гелия. После запуска термоядерных реакций давление, создаваемое ими внутри газового шара, уравновешивает силы гравитационного сжатия и коллапс прекращается.

Стоит отметить, что все, что происходит в звездной колыбели скрыто от человеческих глаз. Зарождающееся светило окутывают облака пыли и непрозрачного газа, не позволяющие напрямую проследить процесс формирования звезды. После зажигания термоядерной реакции от новорожденной звезды с большой скоростью начинают отделяться потоки плазмы, называемые солнечным ветром, и родительское облако под его давлением рассеивается, являя миру новое светило.

Стадия 2: звезда главной последовательности

Процесс зарождения звезды может длиться (и длится!) много миллионов лет. После запуска термоядерной реакции звезда переходит со стадии протозвезды на стадию звезд главной последовательности. Это основной этап эволюционного развития всех звезд, который занимает целых 80% от их жизненного цикла. В ходе его светило сжигает свои запасы водорода (около 90% всей массы звезды). В зависимости от массивности звезды это может занимать от 10 миллионов до 100 миллиардов лет, причем чем тяжелее объект, тем быстрее он «прогорит».

Так, наше Солнце находится в данный момент именно на этой стадии. Ему (впрочем, как и Земле) 4.5 млрд. лет и где-то столько же оно еще пробудет на главной последовательности. После того как звезда исчерпает все запасы водорода, термоядерные реакции прекратятся. Силы, удерживающие звезду от коллапса, иссякнут, и она вновь начнет сжиматься. Сжиматься до тех пор, пока температура в центре не достигнет отметки в 100 миллионов градусов, и в термоядерную реакцию не вступит гелий.

Стадия 3.1: гелий или нелегкие будни космических карликов

После этого, давление внутри возрастет настолько, что звезда перейдет в состояние Красного гиганта и увеличится примерно в 100 раз!

То, что произойдет после перегорания гелия, полностью зависит от массы звезды.

Звезды с массой меньше половины солнечной не перейдут даже на стадию гелиевого термоядерного синтеза из-за нехватки массы для гравитационного сжатия для запуска этой реакции. Они постепенно будут охлаждаться, слабо излучая в инфракрасном и микроволновом диапазонах. Стоит отметить, что это только компьютерная модель в силу того, что такие звезды живут до триллиона лет и на данный момент еще не существует ни одной известной «прогоревшей» звезды этого класса.

Звездочки побольше, до 2 масс Солнца будут сжигать гелий, а затем образовавшийся из гелия углерод. В результате зажигания термоядерной реакции с участием углерода звездочки настолько увеличиваются, что сбрасывают верхние слои атмосферы, которые превращаются в живописные туманности, а углеродистое ядро, размером с Землю, переходит в состояние Белого карлика и постепенно остывает.

Стадия 3.2: развитие Гигантов

Звезды с массой выше 2 солнечных пройдут через ряд термоядерных синтезов сначала из углерода, потом из кислорода и т. д. вплоть до железа-56, который в термоядерную реакцию не вступит, даже если хорошо попросить, хорошенько надавив на него. Когда в ядре кончится топливо для термоядерной реакции, оно полностью будет состоять из железа-56. Гравитационный коллапс возобновится. В результате электроны соединятся с протонами с образованием нейтронов и скользких ребят- нейтрино, которым ничто не мешает улететь прямо из ядра в космические просторы. При этом, ядро стремительно начнет терять энергию, уменьшая давление на околоядерные слои звезды. В результате нижние слои устремятся к ядру так быстро, что верхние попросту не успеют за ними. Когда коллапс дойдет примерно до 10 километров, нейтронное вещество, из которого на этот момент будет состоять ядро, остановит сжатие. Верхние слои, устремившись вслед за нижними, тут же налетят на них, испытав эффект ударной волны. В результате произойдет сильнейший взрыв, окрещенный сверхновой, который по яркости способен затмить блеск целой галактики. Вещество, бомбардируемое нейтронами, вырванными из ядра, сформирует тяжелые элементы, а невероятной силы взрыв разбросает это вещество по всей Вселенной.

Что касательно звезды, после взрыва сверхновой у бывшего светила остается два пути развития, зависящих от ее массы. Звезды до 3 солнечных масс, лишившись верхних слоев, продолжают существовать в виде ядра из нейтронного вещества. Диаметр объекта составляет, как правило, около 10 километров.

Плотность материи здесь порядка 10¹⁵ г/см³. Сама звезда вращается с бешеной скоростью. Для сравнения, самая быстрая, из известных, на данный момент вращается со скоростью около 1100 оборотов в секунду. При этом нейтронные звезды дают мощное излучение в рентгеновских или радио-диапазонах (в зависимости от скорости вращения), а некоторые, называемые Магнитарами, обладают сильнейшим магнитным полем, способным стереть данные со всех кредиток, окажись он посередине между Землей и Луной (впрочем, из-за возникшей радиации и гравитации жителям Земли не придется долго сокрушаться по этому поводу).

Если масса звезды выше трех солнечных, поверхность продолжает коллапсировать, в какой-то момент концентрация частиц возрастает настолько, что гравитация не позволяет даже электромагнитным волнам покидать ее поверхность, при этом поверхность приобретает черный цвет. Эта поверхность называется Горизонтом событии. Это — точка невозврата. Если вы туда попали, у вас будут доли доль секунды на то, чтобы поверить в Бога, ибо только он сможет вытащить Вас из этого сундука Дейви Джонса. Что находится за горизонтом событий — предмет споров и дискуссий. Впрочем, на данный момент само существование Черных дыр нельзя назвать подтвержденным…

Звезды могут сливаться (хотя мне приятнее думать, что одна пожирает другую) образуя более тяжелые светила. После нескольких таких слияний может образоваться особо массивная звезда-сверхгигант или даже гипергигант из таких кексов природа стряпает перлы, называемые сверхмассивными Черными дырами. Одни (условно окрестим их Сверхмассивная Черная дыра Грэг) берут на свою орбиту другие Черные дыры, звезды и облака, образовывая целые звездные государства, называемые галактиками. Другие, Квазары, (условно назовем их Галактусами) гонимые алчностью и жаждой энергии превращаются в настоящих звездных маньяков. Марк Чепмен убил одну звезду, а Квазары едят на обед целые галактики, при этом чавкая и причмокивая, излучая в пространство радиосигналы, сообщая таким образом о своих темных делишках.

В завершении, пару слов о планетах. Сверхновые образуют множество тяжелых элементов и раскидывают их по всей Вселенной. Однажды, этот мусор может оказаться на орбите какой-нибудь зарождающейся звезды и под действием гравитации собраться в особо крупные кучи, на которых хаос породит высшую форму организации материи — жизнь!

Таким образом, все, что мы имеем на планете — лишь останки звезды, которая погибла ради эволюции материи до уровня жизни и разума!

И все-таки древние люди были не такими уж и глупцами, поклоняясь звездам…

Звездная эволюция, 10.0 out of 10 based on 8 ratings
Найти на unnatural: Звездная эволюция