Как зарождаются звезды во вселенной

Как происходит рождение звёзд

Собственно говоря, рождение звёзд — это процесс формирования молекулярного облака в светило. Разумеется, это не происходит в один момент — раз и всё готово. Как и для всего во Вселенной, для этого требуются определённые условия и, конечно же, время.
Напомним, что по определению звезда — это огромный шар, состоящий преимущественно из водорода и гелия, который образуется в газо-пылевой среде под воздействием гравитационных сил.

Красный гигант

Что считается моментом рождения звёзд?

Главный и важный этап в эволюции звёзд начинается с объединения молекул водорода в одно облако. А как известно, во всей Вселенной он является самым распространённым элементом (за ним следует гелий, который также участвует в звездообразовании).
Вот и получается молекулярное облако, которое часто называют звёздной колыбелью. В результате гравитационной неустойчивости начальная флуктуация плотности молекул увеличивается. Проще говоря, со временем увеличиваются случайные отклонения концентрации вещества под силами гравитации.

Молекулярное облако

А так как космическая пустота не совсем пустота, а состоит из молекул водорода, то при определённых условиях их объединение подвергается гравитационному коллапсу.
Условия, которые его вызывают, могут быть разные. Например, расположение облака вблизи взрыва сверхновой, или столкновение двух облаков, или столкновение, поглощение галактик и т.д.

Взрыв сверхновой

Стоит отметить, что молекулы, даже объединённые, двигаются в пространстве. Чаще всего они вращаются вокруг галактик или других космических объектов, имеющих более высокую гравитационную силу.

По данным учёных, в галактической пустоте содержится от 0,1 до 1 молекулы на кубический сантиметр. А в облаке их плотность примерно 1 миллион молекул на кубический сантиметр. Безусловно, масса и размер такого облачного образования больше в сотни тысяч раз солнечной.

Протозвезда

В момент коллапса молекулярное облако делится на некие сгустки. Если такие плотные части имеют массу меньше 100 солнечных, то они уже способны создать звезду. Можно сказать, что это звёздный фундамент.
После разделения начинается сжатие сгустков, что, в свою очередь, приводит к газовому нагреванию. И вуаля. Правда, еще не звезда, но уже сформированная, так называемая, протозвезда.

Протозвезда

Далее, всё под теми же гравитационными силами, она превращается в шарообразное тело. Правда, в момент рождения звезды, её окутывает плотное газо-пылевое облако. Поэтому звезду практически не видно.

На самом деле, эволюция протозвезды в полноценное светило возможна при достаточной массе. Собственно, чем она больше, тем больше температура внутри тела. А так как во время сжатия температура увеличивается и запускается процесс термоядерных реакций, при которых водород превращается в гелий.

Наконец, с началом реакций в ядре тела устанавливается равновесие, и гравитационный коллапс останавливается. Вот и родилась звезда.

Цикл жизни звезды

Как видно, начальный этап появления звёздного тела не просто момент, это как будто осознанное действие Вселенной. Хотя, можно сказать, это случайное чудо. В то же время запланированное, длительное и, безусловно, нужное и важное для общей структуры космоса.

Однозначно, что рождение звёзд, их жизнь и смерть это функционирование и взаимодействие её составляющих частей.

Источник

Как происходит рождение звёзд

Собственно говоря, рождение звёзд — это процесс формирования молекулярного облака в светило. Разумеется, это не происходит в один момент — раз и всё готово. Как и для всего во Вселенной , для этого требуются определённые условия и, конечно же, время.
Напомним, что по определению звезда — это огромный шар, состоящий преимущественно из водорода и гелия, который образуется в газо-пылевой среде под воздействием гравитационных сил.

Что считается моментом рождения звёзд?

Протозвезда

Как видно, начальный этап появления звёздного тела не просто момент, это как будто осознанное действие Вселенной . Хотя, можно сказать, это случайное чудо. В то же время запланированное, длительное и, безусловно, нужное и важное для общей структуры космоса.

Источник

Просто о сложном: как рождаются и умирают звезды

Когда люди смотрят на ночное небо и видят там мерцающие огоньки, то они вряд ли задумываются о том, что мы видим звезды такими, какими они были сотни, тысячи или даже миллионы лет назад.

Именно такой промежуток времени требуется фотонам, чтобы добраться от звезды до Земли. Многие из звезд на ночном небе уже давно мертвы, но мы все еще видим их свет. Некоторые из звезд, что уже родились, до сих пор не появились на ночном небе и фотоны только в пути. Как же рождаются и умирают звезды? Давайте разберемся.

Строительный материал

Чтобы рождение звезды стало возможным, потребуется огромный запас водорода, который является простейшим химическим элементом во Вселенной. Молекула водорода состоит всего лишь из двух атомов, которые в свою очередь состоят из ядра с одним протоном. Там же находится квантовое облако, где обитает единственный электрон.

После Большого Взрыва

Водород стал первым элементом, рожденным после Большого Взрыва. Раскаленная до запредельных температур материя, состоящая их протонов, нейтронов, электронов и других элементарных частиц, постепенно остывала и конденсировалась.

Когда молодая Вселенная начала остывать, то водород стал формироваться в огромных количествах. Понижение температуры позволило электронам объединяться с протонами и формировать молекулы первого водорода.

Современная космологическая модель указывает на то, что этот процесс начался всего лишь через 1 секунду после Большого Взрыва и продолжался около 3 минут. Невероятно, но столь короткого промежутка времени хватило, чтобы Вселенная ощутимо остыла.

Новорожденная Вселенная состояла на 75% из водорода и на 25% из гелия. На данный момент ученые выделяют еще несколько элементов из периодической системы, но их доля была крайне мала и достигала лишь тысячных долей процентов.

Выходит, что строительный материл для звезд готов, но достаточно ли этого? Оказывается, что молекулам еще нужно сконденсироваться настолько, чтобы гравитационные силы, рожденные между ними, смогли запустить термоядерную реакцию.

Когда родилась наша Вселенная, то материя была поразительно равномерно распределена в пространстве и, по всей видимости, это водородное облако в бесконечной тьме так бы и осталось нетронутым, если бы не квантовые флуктуации (любое случайное отклонение какой-либо величины).

Молекулярное облако

Иногда молекулярное облако еще называют звездной колыбелью и под этим термином подразумевают тип межзвездного облака, чья плотность и размер позволяют формироваться молекулам водорода.

Следы молекулярных облаков можно наблюдать и сегодня. Они представляют собой космическое фоновое излучение или межзвездные туманности, насыщенные водородом и гелием. Именно в звездных колыбелях начинают свой жизненный путь звезды, когда плотность газа достигает невероятно высокого уровня.

Итак, плотность молекулярного облака возрастает, а вместе с ней и температура. Молекулы начинают быстрое вращение. Плотность продолжает нарастать, как и вращение, а молекулы водорода начинают сталкиваться друг с другом, испуская в пространство фотоны в инфракрасном спектре.

В какой-то момент происходит коллапс молекулярного облака, но при этом формируются центробежные силы, которые не дают окружающей материи «обвалиться». Так формируется протопланетный диск, который в будущем, вероятно, даст жизнь планетам.

Зарождение звезды

Газовому облаку нужно где-то 50 млн. лет, чтобы зародилась протозвезда, которая представляет собой плазменный шар, вращающийся на огромной скорости. Молекулы водорода не выдерживают критических температур и начинают разрушаться, формируя отдельные атомы.

Каким-то протозвездам так и не повезет стать полноценными звездами из-за того, что температура в недрах окажется недостаточной для поддержания термоядерного синтеза. Что будет с такими объектами? Они пополнят ряды коричневых карликов, которые за несколько сотен миллионов лет остывают и разрушаются. Их масса относительно невелика и составляют от 1% до 10% от Солнечной массы.

Если протозвезда все же крупная, то процесс коллапса будет продолжаться дальше. Внутренняя температура продолжит рост, пока энергия атомов водорода не достигнет критической отметки. Когда это произойдет, то запустится естественная термоядерная реакция. Плазменный шар начинает излучать тепло, коллапс останавливается и все. Наша звездочка готова!

Жизненный цикл до сверхновой

Пока в недрах звезды осуществляется термоядерная реакция, водород превращается в гелий и звезда «работает», как наше Солнце. Будет ли это длиться вечно? Конечно нет. Запасы водорода ограничены и в какой-то момент (через несколько миллиардов лет) они будут исчерпаны полностью. Водородное топливо станет гелиевым, а во внешней оболочке все еще будут продолжаться реакции.

Ядро перенасыщается гелием и растет, раздувается, масса увеличивается очень быстро! Опять начинается гравитационный коллапс. В момент этой фазы звезда становится красным гигантом. Внутри светила снова запускаются термоядерные реакции и гелий начинается превращаться в углерод, кислород, кремний и так далее до железа.

Все. Жизнь звезды подходит к концу. Если она была массивной и раз так в 8-10 крупнее Солнца, то скорее всего звезда превратится в сверхновую и разразится взрывом во Вселенной. Вспышки сверхновых — это нечто. Они могут быть в сотни раз ярче целой галактики. Ударная волна, которая промчится по пространству, запустит механизм сжатия других молекулярных облаков, а значит где-то в отдаленных уголках Вселенной начнется зарождение очередных звезд.

Если умирающая звезда была достаточно массивной, то возможно зарождение черной дыры. Что такое черная дыра и какие подробности известны ученым на сегодняшний день? Об этом мы говорили в деталях ЗДЕСЬ.

Источник

Как рождаются и умирают звёзды

Звёзды рождаются и умирают. Одни встречают старость в облике белого карлика, другие в роли черной дыры или нейтронной звезды.

Наука уже довольно далеко продвинулась в изучении жизненного цикла звёзд и у нас есть достаточно подробная картина их развития. Жизнь любой звезды начинается с молекулярного облака. Это огромные области в сотни световых лет, которые состоят в основном из остатков взорвавшихся звёзд.

Под действием сил притяжения где-то внутри облака со временем формируется центр тяжести. Вещество начинает вращаться вокруг центра тяжести и наслаиваться на его поверхность. По ходу этого процесса начинает формироваться сферическое ядро в котором постепенно растёт температура и светимость. Такое образование называется протозвезда . По мере увеличения массы протозвезды, усиливается и гравитация внутри и снаружи космического тела. Частицы всё активней начинают взаимодействовать в недрах, а температура всё продолжает расти.

1.000.000 градусов в звезде начинают возникать первые термоядерные реакции. Водород начинает превращаться в гелий и далее в более тяжелые элементы. Когда термоядерные реакции достигают поверхности, то, обладая достаточной массой, протозвезда начинает светить на порядки ярче и превращается в полноценную молодую звезду. Выгорание водорода в ходе термоядерных реакций — это самый долгий (около 90% жизненного цикла звезды) и самый стабильный этап. Что же происходит с протозвёздами недостаточной массы? Из-за недостатка гравитации термоядерные реакции в их недрах постепенно затихают и они просто начинают остывать.

Что же случается с обычной звездой, когда водород в ней начинает заканчиваться? Дальнейшая судьба такого светила напрямую зависит от его массы и химического состава. Во-первых стоит отметить, что чем меньше масса звезды, тем медленней в ней происходят термоядерные реакции, следовательно такие звёзды живут дольше. Например существуют звёзды размером в половину нашего Солнца, которые ещё ни разу не умирали с момента Большого Взрыва. Такие звёзды называются красными карликами и могут жить десятки миллиардов лет. В конце своей жизни они просто потухнут и превратятся в коричневых карликов.

Источник