• admin
  • Комментариев: 0
  • Просмотров: 595
  • 14-11-2014, 16:39

Зірки1 являють собою кулі з гарячого, здебільшого іонізованого газу. Іонізація зоряного речовини є наслідком його високої температури (від декількох тисяч до декількох десятків тисяч градусів).

В результаті дослідження хімічного складу Сонця та інших зірок було виявлено, що в них присутні майже всі хімічні елементи, які є на Землі і представлені в таблиці Менделєєва Д. І.. З'ясувалося також, що в більшості випадків 70% маси зірки становить водень, 28% - гелій і 2% - більш важкі елементи.

Ви вже знаєте, що чим більше маса зірки, тим більш сильне гравітаційне поле вона створює. Завдяки дії гравітаційних сил, що стискають зоряне речовина, його температура, щільність, тиск значно зростають від зовнішніх шарів до центру.

Так, наприклад, температура зовнішніх шарів Сонця приблизно дорівнює 6 • 103 °С, а в центрі - близько 14-15 млн °С, щільність речовини в центрі Сонця приблизно дорівнює 150 г/см3 (у 19 разів більше, ніж у заліза), а тиск від середніх верств до центру зростає від 7 • 108 до 3,4 • 1011 атм. При таких температурах і тисках в ядрі можуть протікати термоядерні реакції, які є джерелом енергії зірок.

Потужність випромінювання зірки (звана також светимостью і позначається буквою L) пропорційна четвертого ступеня її маси:

L ≈ M4.

Протікають у надрах зірок термоядерні реакції є одним із процесів, що істотно відрізняють зірки від планет, так як внутрішнє джерело обігріву планет - це радіоактивний розпад. Зазначене відмінність обумовлена тим, що маса будь-якої зірки свідомо більше маси навіть найбільшої планети. Це можна проілюструвати на прикладі Юпітера. Незважаючи на те що по багатьом параметрам він дуже схожий на зірку, його маса виявилася недостатньою для виникнення у його надрах умов, необхідних для перебігу термоядерних реакцій.

У результаті термоядерних реакцій у надрах Сонця виділяється величезна енергія, що підтримує його світіння. Розглянемо, яким чином ця енергія виходить назовні, до поверхні Сонця.

В зоні перенесення променистої енергії (рис. 188) звільнене в ядрі тепло поширюється від центру до поверхні Сонця шляхом випромінювання, тобто через поглинання і випромінювання речовиною порцій світла - квантів. Оскільки кванти випромінюються атомами в будь-яких напрямках, їх шлях до поверхні триває тисячі років.

§ 66. Будова, випромінювання та еволюція сонця і зірок

В зоні конвекції енергія переноситься до поверхні спливаючими потоками гарячого газу. Досягнувши поверхні, газ, випромінюючи енергію, охолоджується, ущільнюється і занурюється до основи зони. В конвективній зоні газ непрозорий. Тому можна побачити тільки ті шари, які знаходяться над нею: фотосферу, хромосферу і корону (на малюнку не позначена). Ці три шари відносяться до сонячній атмосфері.

Фотосфера («сфера світла») на фотографіях виглядає як сукупність яскравих плямочок - гранул (рис. 189), розділених тонкими темними лініями. Яскраві цятки - це потоки гарячого газу, що спливають на поверхню конвективної зони.

§ 66. Будова, випромінювання та еволюція сонця і зірок

Хромосфера («сфера кольору») названа так за свою червонувато-фіолетове забарвлення. Одним з найбільш цікавих явищ, які можна спостерігати в хромосфере, є протуберанцы2. Протяжність хромосфери досягає 10-15 тис. км.

Сама зовнішня частина атмосфери Сонця - корона. Вона простягається на мільйони кілометрів (тобто на відстань порядку декількох сонячних радіусів), незважаючи на те що сила тяжіння на Сонці дуже велика. Велика протяжність корони пояснюється тим, що руху атомів і електронів в короні, розігрітій до температури 1-2 млн °С, відбуваються з величезними швидкостями. Сонячна корона добре видно під час сонячного затемнення (мал. 190). Форма і яскравість корони змінюються у відповідності з циклом сонячної активності, тобто з періодичністю в 11 років.

§ 66. Будова, випромінювання та еволюція сонця і зірок

Індукція магнітного поля на Сонці всього в 2 рази більше, ніж на поверхні Землі. Але часом у невеликій області сонячної атмосфери виникають концентровані магнітні поля, у кілька тисяч разів сильніші, ніж на Землі. Вони перешкоджають підйому гарячої плазми, в результаті чого замість світлих гранул утворюється темна область - сонячне пляма (див. рис. 189). При появі великих груп плям потужність видимого, ультрафіолетового та рентгенівського випромінювань різко зростає, що може несприятливо позначитися на самопочутті людей.

Переміщення плям на диску Сонця є наслідком його обертання, яке відбувається з періодом, рівним 25,4 добу відносно зірок.

Завершальний етап процесу еволюції зірок включає кілька стадій. Коли в центрі зірки весь водень перетворюється в гелій, структура зірки починає помітно змінюватися. Її світність зростає, температура поверхні знижується, зовнішні шари розширюються, а внутрішні стискаються. Зірка стає червоним гігантом, тобто зіркою величезного розміру з високою светимостью і дуже малою щільністю. У центрі утворюється щільне і гаряче гелиевое ядро. Коли температура в ньому досягає 100 млн °С, починається реакція перетворення гелію в вуглець, що супроводжується виділенням великої кількості енергії.

На наступній стадії зірки типу Сонця скидають частину речовини, стискаються до розмірів планет, перетворюючись в маленькі, дуже щільні зірки - білі карлики, і повільно остигають.

Питання

1) При температурі в ядрі близько 14-15 млн°С і тисках від 7108 до 3,4 • 1011 атм зірка мала б перетворитися у розширюється газова хмара. Але цього не відбувається. Як ви думаєте, які сили протидіють розширенню зірки?
2) Що є джерелом енергії, випромінюваної зіркою?
3) Який фізичний процес є джерелом внутрішнього обігріву планети?
4) Що є причиною утворення плям на Сонці?
5) З яких шарів складається сонячна атмосфера?
6) Розкажіть про основні стадіях еволюції Сонця.


1 Під зірками тут і далі маються на увазі зірки типу Сонця, що перебувають на тій самій стадії розвитку, що і Сонце.

2 Протуберанці - величезні, довжиною до сотень тисяч кілометрів, плазмові освіти в сонячній короні, що мають велику щільність і меншу температуру, ніж навколишнє їх плазма корони.