Звёзды - |
Большинство З. находится в стационарном состоянии, т.е. изменений их физ. характеристик не наблюдается. Это отвечает состоянию равновесия. Но существуют и такие З., свойства которых меняются видимым образом. Их называют переменными звёздами и нестационарными звёздами. Следует отметить З, в которых непрерывно или время от времени происходят вспышки, в частности - новые звёзды. При вспышках т.наз. сверхновых звёзд вещество З. в некоторых случаях может быть полностью рассеяно в пространстве.
Характеристики З. делятся на видимые (важнейшая - блеск, который принято выражать в логарифмической шкале видимых звёздных величин) и истинные (светимость, цвет звёзд, радиус, масса). Важнейшую информацию о свойствах З. дают их спектры (см. Спектральные классы звёзд). Далее, существует классификация З. по светимости. Простейший вид этой классификации заключается в разделении З. на гиганты и карлики. При более подробной классификации выделяют сверхгиганты, субгиганты, субкарлики и т.п.
Светимость З. (за исключением самых массивных) пропорциональна массе в степени, превышающей единицу. Запас же ядерной энергии в З. просто пропорционален массе. Следовательно, чем больше масса звезды, тем быстрее она должна израсходовать свои внутренние источники энергии. Сроки эволюции тем меньше, чем больше массы З. Для наиболее массивных З. светимость пропорциональна массе. Время жизни таких З. по мере увеличения их массы перестаёт уменьшаться и стремится к определённой величине порядка 3.5 млн. лет, очень малой по космическим масштабам. Таким образом, З. с большими светимостями - это либо молодые З. (голубые гиганты класса О), либо З., недавно вступившие в ту или иную стадию эволюции (красные сверхгиганты).
Относительную распространённость З. разных типов в Галактике можно охарактеризовать так: на 10 млн. красных карликов приходится около 1 млн. белых карликов, примерно 1000 гигантов и только одна звезда-сверхгигант.
Существование в Галактике нескольких звёздных населений теория объясняет непрекращающимся рождением З. и изменением их свойств во времени. В период, когда рождались первые звёзды, протогалактическое газовое облако состояло из водорода (ок. 75%) и гелия (ок. 25% по массе) и занимало, как считается, примерно сферический объём. В конце эволюции З. первого поколения обогащают межзвёздный газ элементами более тяжёлыми, чем водород и гелий, поэтому З., родившиеся позже, относительно богаче тяжёлыми хим.элементами. Старые З. (родившиеся вначале) относятся к сферической подсистеме Галактики, для которой характерна сильная концентрация З. к галактическому центру. Более молодые З. концентрируются в галактической плоскости, поскольку газ, из которого они образовались, постепенной оседал к этой плоскости. З. в Галактике имеют возраст приблизительно от 15 млрд. лет (самые старые) до 100 тыс. лет и меньше. Иными словами, звездообразование происходит в Галактике и сейчас.
Гравитационное сжатие - первый этап эволюции З. - приводит к разогреву центральной зоны З. до температуры "включения" термоядерной реакции превращения водорода в гелий (ок. 10-15 млн. К). Превращение сопровождаемся большим выделением энергии. Водород - главная составная часть космического вещества и важнейший вид ядерного горючего в З. Запасы его в З. очень велики, так что З.-карлики остаются на главной последовательности очень долгие сроки, измеряемые миллиардами лет. После выгорания водорода в центральной зоне у З. образуется гелиевое ядро. Выгоревшее ядро начинает сжиматься, а внешняя оболочка расширяется. На границе между ядром и оболочкой возникает скачок плотности, т.е. З. принимает гетерогенную структуру. Оболочка разбухает до колоссальных размеров. Из-за громадной внешней поверхности звезды, её эффективная температура становится низкой, и звезда переходит в стадию красного гиганта. Сжатие гелиевого ядра З. приводит к повышению его температуры. Для гетерогенных З. характерна низкая внешняя, но очень высокая внутренняя температура. С повышением внутренней температуры в термоядерные реакции включаются всё более тяжёлые ядра. При температурах свыше 150 млн. К начинаются гелиевые реакции. Когда внутренние термоядерные источники энергии полностью истощаются, дальнейшая судьба звезды зависит от её массы. При массе менее 1.4 массы Солнца звезда переходит в стационарное состояние с очень большой плотностью (белый карлик). Малая светимость этих З. связана с расходом собственных тепловых запасов, которые постепенно истощаются, и З. медленно охлаждаются. Молодые белые карлики, окружённые остатками оболочки, наблюдаются как планетарные туманности. При массе, превосходящей 1.4 массы Солнца (предел Чандрасекара), стационарное состояние З. без внутренних источников энергии становится невозможным, т.к. давление не может уравновесить силу тяготения. Теоретически конечным результатом эволюции таких З. должен быть гравитационный коллапс - неограниченное падение вещества к центру. В случае, когда отталкивание частиц и другие причины всё же останавливают коллапс, происходит мощный взрыв - вспышка сверхновой с выбросом значительной части вещества З. в окружающее пространство. Это вещество от взрыва сверхновой может быть обнаружено как особая газовая туманность (см. Остатки вспышек сверхновых, Крабовидная туманность). Часть массы взорвавшейся звезды может остаться в виде сверхплотного тела - нейтронной звезды или чёрной дыры. Открытые в 1967 г. новые объекты - пульсары - отождествляются с теоретически предсказанными нейтронными З. Наконец, если конечная масса звезды превышает 2 - 3 массы Солнца, то гравитационный коллапс ведёт образованию чёрной дыры.
См. Вращение звёзд, Истечение вещества из звёзд.