[personal profile] napolili
Завершение перевода отрывка из книги Клода Понселé.


Жизненный цикл звезды

В дальнейших моих описаниях различных объектов и явлений в космосе я буду использовать простую адаптированную лексику. Небольшой экскурс в научное описание объекта вашего интереса - это неплохая подготовка к путешествию. Она поможет вам правильно воспринять и оценить мощь, размеры и динамику в космических телах, с которыми вы войдёте в контакт.

Для начала давайте познакомимся с жизненным циклом звезды. Как вы далее узнаете, рождение, жизнь и смерть звёзд являются источником нашей собственной жизни.

Атом состоит из маленького ядра с положительным зарядом, окружённым вращающимся облаком из отрицательно заряженных электронов. Само ядро состоит из положительно заряженных протонов и незаряженных нейтронов, и те и другие имеют равную массу. Химические элементы различаются по количеству протонов в ядре. Самый лёгкий элемент, водород, имеет один протон и ни одного нейтрона. Следующий по весу элемент, гелий, имеет 2 протона и 2 нейтрона. Углерод имеет 6 протонов, кислород - 8, уран - 92. Вселенная состоит большей частью из водорода и гелия, которые образовались в первые мгновения после Большого взрыва.

Облака водорода и гелия, которые заполняют собой межгалактическое пространство, неоднородны. Участки с более высокой концентрацией газа обладают более высокой гравитацией и притягивают вещество из окружающего пространства. Вещество аккумулируется под действием вихря, созданного взаимодействием сил, и образуется вращающаяся сфера концентрированного газа. Чем больше вещества притягивается в эту сферу, тем выше становится сила её гравитации. Она начинает сжиматься, давление и температура газа повышаются до такой степени, что от ядер водорода и гелия начинают отрываться электроны. Если вещества достаточно много, то его давление и высокая температура спровоцируют термоядерную реакцию, в которой два ядра водорода сольются и образуют более тяжёлое ядро гелия. Но масса получившегося ядра меньше, чем сумма масс двух более лёгких ядер. Разница масс выделится в виде энергии, согласно формуле Эйнштейна о равенстве массы и энергии.

Именно эта энергия питает Солнце и другие звёзды. Формирующаяся внутри звезды энергия создаёт направленное наружу давление, что не позволяет звезде сжиматься ещё больше под действием собственных сил гравитации. Точно так же давление каменных масс внутри Земли компенсирует гравитационную силу нашей планеты и не даёт ей сжиматься. Звезда становится стабильной сферой.

У средней звезды уходят миллиарды лет, чтобы сжечь весь содержащийся в ней водород. Более тяжёлые звёзды сжигают водород быстрее и, следовательно, живут меньше. Наше Солнце - звезда средней величины. Ему около 5 миллиардов лет, и приблизительно столько же ещё и остаётся.

Когда звезда сжигает всё своё водородное топливо, в ней уже не остаётся энергии, чтобы компенсировать гравитационные силы, и она начинает опять сжиматься, коллапсировать. По мере того, как она уменьшается в размере, давление и температура возрастают, и элементы тяжелее водорода сливаются, образуя более тяжёлые элементы. Звезда проходит через процесс турбулизации, в котором она расширяется и становится гигантской сферой, выбрасывая в космос газы и вещество. Это вещество скапливается в межзвёздные облака, состоящие из водорода и гелия. Более тяжёлые элементы, включая металлы, которые образовались внутри звезды и оказались выброшенными в космос, становятся источником образования планет и, соответственно, живых существ, как мы.

Когда звезда более не может поддерживать процесс ядерного синтеза, её гравитация приводит к тому, что она коллапсирует. Звезда с массой Солнца коллапсирует до размеров нашей Земли. На этом этапе направленное вовне давление сравняется с силой гравитации. Этот остаток звезды называется белым карликом, он выделяет очень мало света и энергии. Через 5 миллиардов лет наше Солнце станет таким белым карликом.

Если звезда минимум в 8 раз тяжелее Солнца, она коллапсирует в грандиозном взрыве, который мы называем супернова, во время которого в космос на огромной скорости выбрасываются её внешние слои. Если звезда тяжелее Солнца менее чем в 40 раз, в ней столько вещества, что при коллапсе его я́дра распадутся на протоны и нейтроны. Протоны затем объединятся с электронами, образуя нейтроны, и такая звезда становится невероятно маленькой вращающейся сферой нейтронов - нейтронной звездой. Нейтронная звезда имеет радиус всего 10 км и такую плотность, что щепотка её вещества на Земле весила бы около миллиарда тонн. По мере того, как её размер уменьшается, увеличивается скорость её вращения, как увеличивается скорость вращения фигуриста на льду, когда он прижимает руки к телу. У нейтронной звезды очень сильное магнитное поле. Оно медленно излучает энергию вращения, трансформируя кинетическую энергию в лучи электромагнитной энергии, включая радио-волны. Как вращающийся маяк испускает лучи света, вращающаяся нейтронная звезда испускает радио-волны, которые мы можем улавливать на Земле как радио-импульсы при помощи специальной аппаратуры.

Вращающаяся нейтронная звезда называется пульсар. Через миллион лет её вращение замедляется до такой степени, что радио-волны уже не испускаются и она становится радиотихой нейтронной звездой.

Если звезда изначально более чем в 40 раз тяжелее Солнца, сжатые нейтроны не могут компенсировать силу гравитации и звезда продолжает коллапсировать. Она становится всё меньше и плотнее, и ничто не в силах остановить её сжатия. В конце концов звезда достигает бесконечно малого размера, практически нуля, и бесконечно высокой плотности. Такое необычное состояние называется сингулярность, а такая звезда становится чёрной дырой.


Profile

napolili

July 2017

S M T W T F S
       1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 2122
23242526272829
3031     

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jul. 23rd, 2017 10:55 am
Powered by Dreamwidth Studios