чем определяется время жизни звезды главной последовательности
Решебник по физике за 11 класс Мякишев: вопросы к параграфам 59-125
Вопрос 123.
1. Чем определяется время жизни звезды главной последовательности?
2. Чем предположительно станет Солнце в конце своей эволюции?
3. Что такое сверхновая звезда?
4. Что может остаться в конце эволюции массивной звезды?
1. Время жизни звезды главной последовательности пропорционально ее массе и обратно пропорционально светимости, которая определяет быстроту расхода горючего. Время жизни массивных звезд, массы которых во много раз больше массы Солнца, — несколько миллионов лет, а у звезд, аналогичных Солнцу, — миллиарды лет.
2. Солнце станет белым карликом.
3. Сверхновые звезды — это взрывающиеся звезды. При взрывах выделяются огромная энергия, может выбрасываться вещество с колоссальной скоростью порядка тысяч километров в секунду. Остатки оболочек, сбрасываемых сверхновыми звездами, выглядят как расширяющиеся туманности.
4. Массивная звезда может превратиться в нейтронную звезду или черную дыру.
Шаблоны Инстаграм БЕСПЛАТНО
Хотите получить БЕСПЛАТНЫЙ набор шаблонов для красивого Инстаграма?
Напишите моему чат-помощнику в Telegram ниже 👇
Вы получите: 🎭 Бесплатные шаблоны «Bezh», «Akvarel», «Gold»
или пишите «Хочу бесплатные шаблоны» в директ Инстаграм @shablonoved.ru
Шаблоны Инстаграм БЕСПЛАТНО
Хотите получить БЕСПЛАТНЫЙ набор шаблонов для красивого Инстаграма?
Напишите моему чат-помощнику в Telegram ниже 👇
Вы получите: 🎭 Бесплатные шаблоны «Bezh», «Akvarel», «Gold»
Чем определяется время жизни звезды главной последовательности
Нижний правый угол занят холодными звездами с малой светимостью и малой массой, начиная со звезд порядка 0.08 солнечной массы, а верхний левый угол занимают горячие звезды, имеющие массу порядка 60-100 солнечных масс и большую светимость (вопрос об устойчивости звезд с массами больше 60-120Мsun остается открытым, хотя, по-видимому, в последнее время имеются наблюдения таких звезд).
Фаза эволюции, соответствующая главной последовательности, связана с выделением энергии в процессе превращения водорода в гелий, и так как все звезды ГП имеют один источник энергии, то положение звезды на диаграмме ГР определяется ее массой и в малой степени химическим составом.
Главная последовательность
Основные соотношения, справедливые для звезд главной последовательности
Светимость звезды пропорциональна ее эффективной температуре и площади поверхности.
Зависимость масса-светимость для главной последовательности
Для звезд главной последовательности существует апроксимационное соотношение, известное как зависимость масса-светимость. Это соотношение было выведено из наблюдательного определения масс и светимостей звезд главной последовательности, но оно также подтверждается расчетами звездных моделей для звезд ГП. Светимость звезды грубо пропорциональна ее массе в степени 3.5 или 4:
Таким образом, звезда в два раза массивней Солнца имеет светимость в 11 раз большую, чем Солнце. Наиболее массивные звезды главной последовательности примерно в 60 раз массивней Солнца. Это соответствует светимости почти в миллион раз больше солнечной.
Для наиболее массивных звезд L
Время жизни на главной последовательности
Звезды проводят большую часть своей жизни на главной последовательности. В общем, более массивные звезды живут более быстрой жизнью, чем менее массивные. Казалось бы, что звезды, имеющие большее количество водорода для горения должны были бы расходовать его дольше, но это не так, потому что они используют свои ресурсы быстрее.
Оценим время жизни звезды на ГП. Упрощенно, оно равно отношению энергии, которая может быть излучена к выделению звездой энергии в единицу времени (это светимость L).
Энергия, излучаемая звездой за время t, равна произведению светимости на это время:
Согласно уравнению Эйнштейна:
Комбинируя эти два выражения, получаем:
учитывая закон масса-светимость, получаем:
или в солнечных единицах:
Таким образом, если расчетное время жизни Солнца на главной последовательности составляет 10 10 лет, то звезда в 10 раз массивней Солнца будет жить в 1000 раз меньше т.е. 10 7 лет. Так как для наиболее массивных звезд L
M, то по мере увеличения их массы время жизни перестает увеличиваться и стремится к величине
3.5 млн. лет, что очень мало по космическим масштабам.