Какви са последните етапи в живота на една звезда, сходни по размер със Слънцето?

За да се разбере какво се случва в края на живота на звезда, подобна на слънцето, помага да се разбере как първо се образуват звездите и как те блестят. Слънцето е средно голяма звезда и за разлика от гигант като Eta Carinae, няма да излезе като супернова и да остави черна дупка след себе си. Вместо това слънцето ще се превърне в бяло джудже и просто ще избледнее.

Формиране на звезди и основна последователност

Звездите се раждат от междугалактически прах. Тъй като облакът, изпълнен с прах и водород и хелий, бавно започва да се върти около централно ядро, ядрото привлича повече и нарастващото налягане го загрява, докато стане достатъчно горещо, за да може водородният газ да се слее при ядрена реакция. Енергията, генерирана от реакциите на синтез, предотвратява по-нататъшното срутване и ядрото се превръща в звезда от главната последователност. Масивните звезди използват бързо водородното си гориво и могат да изгорят само за 3 милиона години. Основната последователност на звезда, подобна на слънцето, обаче е около 10 милиарда години.

instagram story viewer

Червената гигантска фаза

Когато звезда с размер на слънце изразходва водорода в сърцевината си, синтезът спира и температурата не е достатъчно висока, за да започне сливането на хелий. Липсата на външно радиационно налягане позволява на сърцевината да се свие. Тъй като ядрото се свива и гравитационното привличане отслабва, външният слой се охлажда, става червен и започва да се разширява, а звездата се превръща в червен гигант. Червените гиганти обикновено нарастват до 10 до 100 пъти диаметъра на звездата от основната последователност. Когато слънцето навлезе в своята червена гигантска фаза, която ще продължи от 1 до 2 милиарда години, то може да нарасне достатъчно голямо, за да погълне Земята.

Втората червена гигантска фаза

Тъй като ядрото на червения гигант се свива, електроните са опаковани толкова тясно, че квантово-механичните принципи стават важни. Принципът за изключване на Паули повелява, че няма два електрона да могат да заемат едно и също състояние и силите на отблъскване стават по-силни от топлинното налягане и независими от температурата. Казва се, че материята в това състояние е изродена и позволява да възникнат експлозивни реакции. Хелийът в сърцевината започва да се слева във въглерод, докато водородът в слоя, заобикалящ сърцевината, също започва да се слева в хелий. Тези реакции произвеждат по-голям външен натиск, което кара звездата да се разшири още повече. Това е втората фаза на червения гигант и продължава около един милион години.

Фазата на бялото джудже

Ядрото на червения гигант в крайна сметка достига точка, в която поради квантово-механичните принципи вече не може да се срути и започва да гори със синкаво-бяла светлина, превръщайки се в бяло джудже. По това време масата му е подобна на тази на оригиналната звезда, но диаметърът й е приблизително колкото Земята, така че е супер плътен. В крайна сметка се охлажда, превръща се в черно джудже и потъмнява. Докато все още е бяло джудже, газовете, образуващи външния слой на звездата, се охлаждат и отдалечават от ядрото във формация, известна като планетарна мъглявина. Добре известни примери включват мъглявините Пръстен и Котешко око.

Teachs.ru
  • Дял
instagram viewer