www.ASTROLAB.ru

ASTROLAB.ruЗвездыГравитационный коллапс массивных звезд
ГлоссарийФото космосаИнтернет магазинКосмос видео



Гравитационный коллапс массивных звезд
Версия для печати

По современным представлениям в звездах главной последовательности с массой больше 10 М термоядерные реакции проходят в невырожденных условиях вплоть до образования самых устойчивых элементов железного пика. Масса эволюционирующего ядра слабо зависит от полной массы звезды и составляет 2–2,5 М.

В настоящее время известны два основных фактора, приводящие к потере устойчивости и коллапсу:
при температурах 5–10 миллиардов градусов начинается фотодиссоциация ядер железа – «развал» ядер железа на 13 альфа-частиц с поглощением фотонов: Fe56 + γ → 13He4 + 4n,
при более высоких температурах – диссоциация гелия He4 → 2n + 2p и нейтронизация вещества (захват электронов протонами с образованием нейтронов).

Сброс оболочки звезды объясняют взаимодействием нейтрино с веществом. Распад ядер требует значительных затрат энергии, т.к. представляет собой как бы всю цепочку термоядерных реакций синтеза водорода в железо, но идущую в обратном порядке, не с выделением, а с поглощением энергии. Вещество теряет упругость, ядро сжимается, температура возрастает, но все же не так быстро, чтобы приостановить сжатие. Большая часть выделяемой при сжатии энергии уносится нейтрино. Таким образом, в результате нейтронизации вещества и диссоциации ядер происходит как бы взрыв звезды внутрь – имплозия. Вещество центральной области звезды падает к центру со скоростью свободного падения. Образующаяся при этом гидродинамическая волна разрежения втягивает последовательно в режим падения все более удаленные от центра слои звезды.

Начавшийся коллапс может остановиться упругостью вещества, достигшего ядерной плотности (ρ = 2,8∙1014 г/см3) и состоящего в основном из вырожденных нейтронов (нейтронная жидкость). При этом образуется нейтронная звезда. Оболочка звезды приобретает огромный импульс (скорее всего, передающийся нейтрино) и сбрасывается в межзвездное пространство со скоростью 10 000 км/с. Такие остатки вспышек сверхновых при расширении взаимодействуют с межзвездной средой и заметно светятся. В некоторых типах остатков (т.н. плерионы) основная энергия в оболочку поступает в виде релятивистских частиц, рожденных быстровращающейся нейтронной звездой с сильным магнитным полем – пульсаром.

При коллапсе ядер самых массивных звезд с массой более 40 масс Солнца имплозия ядра, по-видимому, приводит к образованию черной дыры.

В таблице приведены этапы эволюции звезды массой 25 М:

СтадияТемпература в центре, KПлотность в центре, кг/м3Продолжительность
Горение водорода4•1075•1037•106 лет
Горение гелия2•1087•1055•105 лет
Горение углерода6•1082•108600 лет
Горение неона1,2•1094•1091 год
Горение кислорода1,5•10910106 месяцев
Горение кремния2,7•1093•10101 день
Коллапс ядра5,4•1093•10120,2 секунды
Взрыв ядра2,3•10104•1017Миллисекунды
РасширениеОколо 109Меняется10 секунд


Вспышки сверхновых типа Iа, по-видимому, вызваны коллапсом белого карлика входящего в состав двойной звездной системы, при достижении им массы, близкой к пределу Чандрасекара, в процессе перетекания вещества с расширившейся в ходе эволюции соседней звезды. Причина потери устойчивости белого карлика – нейтронизация и эффекты общей теории относительности.



Смотреть сериалы, киноствол смотреть фильмы онлайн.



??????.???????