#Процессы и явления на звёздахПроцессы и явления на звёздахИсследуйте Области знанийУ нас представлены тысячи статейТегПроцессы и явления на звёздахПроцессы и явления на звёздахНайденo 35 статейЭлементы строения звёздЭлементы строения звёзд Ядро звездыЯдро́ звезды́, термин, используемый для обозначения центральной, наиболее плотной и горячей области звезды, в отличие от внешних слоёв – звёздной оболочки. Ядро звезды как отдельную область можно выделять по разным критериям: по протекающим в нём термоядерным реакциям, по механизму переноса энергии (конвекцией или излучением), по химическому составу (гелиевое ядро, углеродно-кислородное ядро и т. д.). У звёзд главной последовательности, включая Солнце, ядром обычно называют центральную область, внутри которой в ходе термоядерных реакций водород превращается в гелий. У звёзд с массой M, близкой к массе Солнца (M⊙), в ядре сосредоточено около 30 % всей массы, а у звёзд c M ~ 10 M⊙ – около 10 %. По мере выгорания водорода в звезде формируется гелиевое ядро – область, состоящая из атомных ядер гелия 4He (альфа-частиц) с небольшой примесью более тяжёлых химических элементов. У звёзд с M ≤ 0,5 M⊙ ядро в конечном итоге превращается в гелиевый белый карлик. У более массивных звёзд термоядерные реакции могут приводить к формированию ядер, состоящих из более тяжёлых химических элементов (углерода, кислорода, неона, кремния, железа). У звёзд с 0,5 M⊙ < M < 8 M⊙ ядро на конечном этапе их эволюции превращается в углеродно-кислородный белый карлик. У более массивных звёзд ядро может либо стать кислородно-неоновым белым карликом, либо коллапсировать и превратиться в нейтронную звезду или чёрную дыру, либо полностью разрушиться в результате термоядерного взрыва.Галактические объекты Источники мягких повторяющихся гамма-всплесковИсто́чники мя́гких повторя́ющихся га́мма-вспле́сков, космические объекты, испускающие нерегулярное вспышечное гамма-излучение в диапазоне энергий от десятков до сотен килоэлектронвольт. Длительность гамма-вспышек – от долей секунды до нескольких секунд, при этом выделяемая энергия достигает 1037 Дж, а иногда и более высоких значений ~1039 Дж. Кроме вспышек для этих источников характерно периодическое импульсное рентгеновское излучение с интервалами между импульсами от 2 до 9 с. Почти все такие источники расположены вблизи плоскости диска Галактики, некоторые из них находятся на краях остатков вспышек сверхновых. Для объяснения некоторых особенностей источников мягких повторяющихся гамма-всплесков привлекаются те же модели, что и для аномальных рентгеновских пульсаров. Наиболее популярной среди исследователей является модель магнитара, где источником энергии излучения служит сильное магнитное поле на поверхности нейтронной звезды. В других моделях излучение связывается с дрейфовыми волнами на периферии магнитосферы нейтронной звезды, с аккрецией на нейтронную звезду вещества из её окрестностей и др.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Вращение звёздВраще́ние звёзд, вращательное движение звёзд вокруг оси. Видимое перемещение солнечных пятен указывает, что фотосфера Солнца вращается с периодом около 27 сут и линейной скоростью около 2 км/с. Угловая скорость вращения поверхности Солнца возрастает от полярных областей к экватору на 20 % (дифференциальное вращение). Получены данные о дифференциальном вращении поверхностей некоторых близких красных гигантов. Максимального значения (до 500 км/с) скорость экваториального вращения достигает у звёзд спектральных классов O, B, A и ранних F. Вращение звёзд изучают с помощью анализа наблюдаемого уширения линий в их спектрах, многократных измерений эффективного магнитного поля звезды по величине зеемановского расщепления уровней энергии атомов и других методов. Периоды вращения звёзд с неоднородной (пятнистой) поверхностью определяют по переменности их блеска. Под действием центробежной силы звезда сплющивается вдоль оси вращения; температура её околополярных областей повышается, поэтому вклад от них в поток излучения быстровращающейся звезды выше, чем от её экваториальных областей. Если скорость вращения на экваторе близка к первой космической, то звезда теряет вещество, образуется околозвёздная оболочка, обнаруживаемая как по форме спектральных линий, так и по поляризации излучения. Эволюционное увеличение радиуса звезды, происходящее при смене типа ядерных реакций, приводит к замедлению её вращения.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Углеродно-азотный циклУглеро́дно-азо́тный цикл, последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий с участием стабильных изотопов углерода , азота , кислорода и фтора в качестве катализаторов. Совокупность реакций углеродно-азотного цикла состоит из 4 переплетающихся элементарных циклов, итогом каждого из которых является образование из 4 протонов ядра атома 4He (α-частицы) с испусканием 2 нейтрино. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из которой в среднем 1,7 МэВ уносят нейтрино. Углеродно-азотный цикл – основной источник энергии звёзд с массой больше 1,2 массы Солнца на начальных стадиях их существования. Температура ядер таких звёзд превышает 18 млн К, что обеспечивает преобладание углеродно-азотного цикла над водородным циклом.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Водородный циклВодоро́дный цикл, последовательность термоядерных реакций в звёздах, приводящая к превращению водорода в гелий без участия катализаторов. Начинается столкновением двух протонов 1H с образованием ядра дейтерия 2H. Далее дейтерий реагирует с ещё одним протоном, образуя изотоп гелия 3He. Затем два ядра 3He при столкновении образуют 4He с отщеплением двух протонов (либо участвуют в более длинной цепочке реакций с участием ядра 7Be). Итог каждой ветви водородного цикла – образование ядра 4He из четырёх протонов с испусканием двух нейтрино, а также фотонов. При этом выделяется энергия 26,73 МэВ, из которой в среднем около 0,6 МэВ уносят нейтрино. Водородный цикл – основной источник энергии звёзд с массой меньше 1,2 массы Солнца на начальных стадиях их существования.Природные процессы, явления внутри небесных тел или в космическом пространстве Ядерные реакции в звёздахЯ́дерные реа́кции в звёздах, происходят в недрах звёзд и являются основным источником их энергии. Посредством ядерных реакций в недрах звёзд постепенно высвобождаются огромные запасы ядерной энергии, что обеспечивает длительное существование звёзд в виде стационарных гидростатически равновесных тел. Ядерные реакции играют определяющую роль и на нестационарных стадиях эволюции звёзд, в том числе при вспышках новых и сверхновых звёзд. На всех этих стадиях звёздной эволюции посредством ядерных реакций синтезируется большинство встречающихся в природе тяжёлых химических элементов. Наибольший интерес для астрофизики представляют термоядерные реакции синтеза. Важнейшие из них – реакции водородного цикла и углеродно-азотного цикла, обеспечивающие длительное «горение» водорода в недрах звёзд главной последовательности. Особое место занимают ядерные реакции, вызываемые слабым взаимодействием электронов и позитронов с атомными ядрами; в них участвуют также нейтрино. При взаимодействии высокоэнергичных частиц (ускоренных атомных ядер) с межзвёздной средой и веществом разреженных звёздных атмосфер и околозвёздных оболочек возможны реакции скалывания, сопровождающиеся отщеплением от ядер лёгких фрагментов (протонов, нейтронов, α-частиц и др.).Элементы строения звёзд Атмосферы звёздАтмосфе́ры звёзд, внешние слои звёзд, определяющие их наблюдаемое излучение. В атмосферах звёзд происходит поглощение, излучение и рассеяние энергии, образованной в звёздных недрах в результате термоядерных реакций. Протяжённость атмосферы обычно составляет порядка тысячной доли радиуса звезды, но имеются гигантские звёзды, у которых она сопоставима с радиусом звезды. В атмосферах звёзд выделяют несколько зон, расположенных на разной глубине и имеющих разную плотность и температуру: фотосферу, хромосферу и корону. Их температуры лежат в широком диапазоне – от нескольких тысяч до миллионов кельвинов. Перенос энергии в атмосферах звёзд происходит в основном посредством переноса излучения, а у холодных звёзд – ещё и конвекцией. Наиболее распространёнными химическими элементами являются водород и гелий. Содержание других элементов составляет всего тысячные доли (по числу атомов) от содержания водорода. В атмосферах звёзд наблюдаются различные нестационарные процессы и явления (пятна, вспышки и др.), аналогичные проявлениям солнечной активности.Галактические объекты Аномальные рентгеновские пульсарыАнома́льные рентге́новские пульса́ры, космические источники импульсного рентгеновского излучения с регулярным интервалом между импульсами длительностью от 2 до 12 с, не входящие в двойные звёздные системы. Поскольку данные объекты, в отличие от обычных рентгеновских пульсаров, не входят в двойные системы, источником их энергии не может служить аккреция вещества от компаньона на нейтронную звезду. Наиболее популярной среди исследователей моделью для объяснения свойств этих объектов является модель магнитара, предполагающая, что источником энергии их излучения служит сильное магнитное поле на поверхности нейтронной звезды. В других моделях излучение связывается с дрейфовыми волнами на периферии магнитосферы нейтронной звезды, с белыми карликами, кварковыми звёздами и др.Галактические объекты ПолярыПоля́ры, физические переменные звёзды, представляющие собой тесные двойные звёзды, состоящие из белого карлика и менее массивного невырожденного спутника (обычно красного карлика или субгиганта). Название «поляры» отражает важную особенность оптического излучения этих объектов – его сильную линейную и круговую поляризацию. Их считают разновидностью взрывных (катаклизмических) переменных звёзд. Важнейшая особенность поляров – наличие у белого карлика сильного дипольного магнитного поля (десятки–сотни миллионов гаусс). Оно препятствует образованию вокруг белого карлика аккреционного диска из вещества, перетекающего со стороны спутника. Аккреция на белый карлик происходит вдоль силовых линий магнитного поля, вещество выпадает на области магнитных полюсов. Процессы аккреции происходят весьма неустойчиво, что приводит к значительной переменности блеска. Суммарный блеск системы может меняться на несколько звёздных величин (до 4–5m).Галактические объекты СубкарликиСубка́рлики, звёзды класса светимости VI по двумерной спектральной классификации. На диаграмме Герцшпрунга – Рассела субкарлики расположены на 1–2 абсолютные звёздные величины ниже звёзд главной последовательности тех же спектральных классов. Выделяют холодные и горячие субкарлики. Холодные субкарлики – старые звёзды спектральных классов G, K и M с пониженным содержанием металлов, находящиеся на эволюционной стадии выгорания водорода в ядре. Горячие субкарлики спектральных классов O и B находятся на эволюционной стадии выгорания гелия в ядре и являются непосредственными предшественниками белых карликов. Эффективные температуры горячих субкарликов составляют 20 000–40 000 К. Характерные массы субкарликов близки к 0,5 массы Солнца, при этом массы их водородных оболочек оцениваются как всего лишь 10–2 масс Солнца. 1234
