%D0%96%D0%B8%D0%B7%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB_%D0%B7%D0%B2%D0%B5%D0%B7%D0%B4%D1%8B

1.

ЖИЗНЕННЫЙ
ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ
От рождения Солнца до сверхновых,
нейтронных звёзд и чёрных дыр
НА ПРИМЕРЕ СОЛНЦА И МАССИВНЫХ ЗВЁЗД
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
01

2.

Что такое звезда?
Гравитация сжимает вещество, а горячая плазма создаёт давление.
• Огромный шар горячей плазмы, главным образом
водорода и гелия.
• В ядре идут термоядерные реакции: лёгкие ядра
превращаются в более тяжёлые.
• Энергия реакций помогает поддерживать звезду
против сжатия гравитацией.
• Звезда светит, пока её внутренние процессы
обеспечивают выход энергии.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
02

3.

Звезда — это равновесие
На главной последовательности две тенденции уравновешивают друг друга.
ГРАВИТАЦИЯ
ДАВЛЕНИЕ
Сжимает звезду
внутрь
Горячая плазма
противодействует сжатию
→
←
Гидростатическое равновесие
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
03

4.

Два пути звёздной эволюции
Начало похоже — финал зависит прежде всего от массы звезды.
Масса определяет дальнейшую судьбу
Солнце и похожие звёзды
Красный гигант → туманность → белый карлик
Газовое
облако
Протозвезда
Главная
последовательнос
ть
Массивные звёзды
Сверхгигант → коллапс / сверхновая → нейтронная звезда или чёрная
дыра
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
04

5.

Этап 1. Газовое облако
Будущая звезда начинается в межзвёздной среде.
• Холодный газ и пыль, в основном водород.
• Гравитация собирает вещество в более плотные
области.
• Сжатие может запускаться или усиливаться
внешними возмущениями, например ударными
волнами.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
05

6.

Этап 2. Протозвезда
Гравитационная энергия превращается в тепло.
• Облако сжимается, плотность и температура в
центре растут.
• Протозвезда излучает энергию, выделяющуюся
при сжатии.
• Устойчивое горение водорода в ядре ещё не
началось.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
06

7.

Этап 3. Главная последовательность
Солнце находится на этой стадии уже около 4,6 млрд лет.
• В ядре водород превращается в гелий.
• Температура в ядре Солнца — около 15 млн °C.
• Энергия реакций поддерживает давление,
уравновешивающее гравитацию.
• Солнцу предстоит провести на этой стадии ещё
примерно 5 млрд лет.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
07

8.

Этап 4. Красный гигант
Когда водород в центральной области исчерпывается, структура звезды меняется.
• Ядро сжимается и нагревается; горение водорода
продолжается в окружающем слое.
• Внешние слои расширяются и охлаждаются.
• Солнце, вероятно, поглотит Меркурий и Венеру; судьба
Земли сложнее и не сводится к простому ответу.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
08

9.

Этапы 5–6. Туманность и белый карлик
Солнце не станет сверхновой: оно сбросит внешние оболочки.
• Горячее ядро освещает выброшенный газ — появляется
планетарная туманность.
• Остаётся белый карлик: очень плотный объект примерно
земного размера.
• Он больше не поддерживает обычные термоядерные
реакции и постепенно остывает.
• Чёрный карлик — гипотетическая далёкая стадия; Вселенная
пока слишком молода для таких объектов.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
09

10.

Альтернативный путь: массивная звезда
Чем массивнее звезда, тем быстрее она расходует ядерное топливо.
• Массивные звёзды гораздо ярче и горячее Солнца.
• Они живут миллионы или десятки миллионов лет —
намного меньше Солнца.
• На поздних стадиях могут последовательно
синтезировать всё более тяжёлые элементы вплоть до
железной группы.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
10

11.

Финал массивной звезды
Коллапс ядра может привести к сверхновой и компактному остатку.
• У железного ядра нет энергетически выгодного пути к
дальнейшему синтезу энергии.
• Ядро коллапсирует; при определённых условиях возникает
взрыв сверхновой.
• Если остаток достаточно компактен и не слишком массивен
— нейтронная звезда.
• Если коллапс не останавливается — может образоваться
чёрная дыра. Возможны и другие сценарии.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
11

12.

Звёзды создают элементы Вселенной
Звёздная эволюция связывает космос с веществом вокруг нас.
H
He
C
O
Fe
Водород
Гелий
Углерод
Кислород
Железо
Водород возник преимущественно в ранней Вселенной. Многие более тяжёлые элементы
формируются в звёздах, при взрывах сверхновых и слияниях компактных звёзд.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
12

13.

Главное, что стоит запомнить
Масса звезды — один из важнейших факторов её судьбы.
• Газовое облако → протозвезда → главная последовательность.
• Солнце: красный гигант → планетарная туманность → белый карлик.
• Массивная звезда: поздние стадии → возможная сверхновая → нейтронная звезда или
чёрная дыра.
• Звёзды живут благодаря ядерным реакциям, а их эволюция обогащает Вселенную
тяжёлыми элементами.
Мы состоим из вещества с долгой космической историей.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
13

14.

Примечание
Материал рассчитан на вводную презентацию по астрономии.
• Возраст Солнца: около 4,6 млрд лет.
• Оценки будущих стадий и судьбы планет приблизительны; детали зависят от моделей эволюции.
• Иллюстрации в презентации — схематические, не в масштабе.
Для углубления темы: NASA Solar System Exploration и ESA по звёздной эволюции.
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЗВЕЗДЫ • АСТРОФИЗИКА
14