Эволюция звезд

Процесс эволюции звезд стал проясняться, когда астрономы и физики обнаружили источник звездной энергии – термоядерную реакцию перехода водорода в гелий.

Рассмотрим холодное межзвездное облако пыли и газа с массой, примерно равной массе нашего Солнца, и размерами, достигающими размеров современной Солнечной системы. Равновесие внутри такого облака может быть внезапно нарушено, и все его частицы с ускорением свободного падения устремятся к центру. Произойдет коллапс – стремительное сжатие. Коллапсирующее облако всего за половину земного года уменьшится до размеров, которые лишь в 100 раз превышают нынешние размеры Солнца. Это уже не облако газо-пылевой материи, а рождающаяся звезда.

Освобождение огромного количества внутренней энергии облака приводит к его разогреву. Температура поверхности звездного «эмбриона» достигает только 4000 К, но суммарная яркость всей огромной поверхности облака в сотни раз превосходит яркость Солнца. Весь процесс идет настолько стремительно, что постороннему наблюдателю должно казаться, будто на небе практически мгновенно загорается неизвестная раньше звезда.

Во второй фазе своей эволюции формирующаяся звезда быстро вращается, из ее недр вырываются мощные струи вещества. Постепенно размеры такой звезды сокращаются до размеров Солнца, утечка вещества из недр замирает, температура недр достигает значения в 10 млн. градусов, и термоядерная реакция перехода водорода в гелий становится основным источником излучаемой звездной энергии. Молодая звезда полностью сформировалась: она достигла третьей, стабильной стадии своего существования, в которой может спокойно находиться несколько миллиардов лет.

Некоторые астрономы придерживаются той точки зрения, что звезды рождаются не из разреженного газо-пылевого облака, а из сверхплотного дозвездного вещества. В результате чудовищного взрыва такое сверхплотное дозвездное вещество распадается на отдельные фрагменты, каждый из которых, расширяясь до нормального звездного состояния, становится отдельной звездой.

По мере сгорания водорода температура и давление в недрах звезды увеличиваются. В звезде начинают выделяться очень плотное ядро и разреженная оболочка. Остатки водорода выгорают на границе оболочки и ядра. При этом оболочка непрерывно раздувается и температура на поверхности звезды снижается. Эта звезда – красный гигант.

Жизнь звезды – это поединок двух противоборствующих сил. Давление горячих газов постоянно стремится увеличить размеры звезды. Гравитационные силы взаимного притяжения всех составляющих звезду частиц вещества стремятся сжать ее как можно больше. Звезда остается в обычном «уравновешенном» состоянии, пока стремление горячих газов к расширению и гравитационное сжатие взаимно компенсируются. В результате выгорания водородного «топлива» действие гравитационных сил оказывается резко преобладающим. Тогда наступает стремительное сжатие звезды.

Теория рассматривает три варианта «агонии» старых звезд: белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры.