Interested Article - Звезда-гигант

jacinda
  • 2021-11-23
  • 1

Гига́нт — тип звёзд с большим радиусом и высокой светимостью . Обычно звёзды-гиганты имеют радиусы от 10 до 100 солнечных радиусов и светимости от 10 до 1000 светимостей Солнца . Светимость таких звёзд больше, чем у звёзд главной последовательности , но меньше, чем у сверхгигантов , и в Йеркской спектральной классификации такие звёзды имеют спектральные классы II и III .

Терминология

Термин «звезда-гигант» ввёл датский астроном Эйнар Герцшпрунг в 1906 году, когда обнаружил, что звёзды классов K и M делятся на два класса по светимости: одни значительно ярче Солнца, а другие — значительно тусклее. Тем не менее, звёзды ранних спектральных классов отличаются гораздо слабее, а могут и вообще быть неразличимы , и в таких случаях используется спектральный анализ . Кроме того, термины « белый карлик » и « голубой карлик » вообще не относятся к звёздам главной последовательности, поэтому может возникать путаница. Так, например, звёзды главной последовательности ранних спектральных классов могут называться «белыми гигантами» .

Образование и эволюция

После стадии главной последовательности, когда звезда израсходовала водород в ядре, и некоторого его сжатия, в нём начинается реакция горения гелия . Внешние слои звезды сильно расширяются, и, хотя светимость увеличивается, поток через поверхность звезды уменьшается, и она остывает. Этот процесс, а также дальнейшая судьба звезды, зависит от её массы.

Звёзды малой массы

Звезды с самой маленькой массой, по разным оценкам, до 0,25-0,35 солнечных масс , никогда не станут гигантами. Такие звёзды полностью конвективны , и поэтому водород расходуется равномерно и продолжает участвовать в реакции до тех пор, пока не израсходуется полностью. Модели показывают, что звезда будет постепенно разогреваться и станет голубым карликом , но гелий в ней не загорится — температура внутри её так и не станет достаточно высокой. После этого звезда превратится в белого карлика , состоящего преимущественно из гелия . Однако, наблюдательных данных, подтверждающих это, нет: срок жизни красных карликов может достигать 10 триллионов лет, в то время как возраст Вселенной — порядка 14 миллиардов лет .

Звёзды со средней массой

Внутренняя структура подобной Солнцу звезды и красного гиганта.

Если масса звезды превышает этот предел, то она уже не полностью конвективна, и когда звезда потребит весь водород , доступный в её ядре для термоядерных реакций , её ядро начнёт сжиматься. Водород начнёт сгорать уже не в ядре, а вокруг него, из-за чего звезда начнёт расширяться и охлаждаться, и немного увеличит светимость, став субгигантом . Гелиевое ядро будет увеличиваться и в какой-то момент его масса превысит предел Шёнберга — Чандрасекара . Оно быстро сожмётся, и, возможно, станет вырожденным. Внешние слои звезды расширятся, а также начнётся перемешивание вещества, так как конвективная зона тоже увеличится. Так звезда станет красным гигантом .

Если масса звезды не превышает ~0,4 массы Солнца, то гелий в ней так и не загорится, и, когда водород закончится, звезда сбросит оболочку и станет гелиевым белым карликом .

Если же масса звезды больше ~0,4 массы Солнца, то температура в ядре в какой-то момент достигнет 10 8 K, в ядре произойдет гелиевая вспышка и запустится тройной альфа-процесс . Внутри звезды понизится давление, следовательно, понизится светимость, и звезда перейдёт с ветви красных гигантов на горизонтальную ветвь .

Постепенно в ядре заканчивается и гелий, и в то же время накапливается углерод и кислород. Если масса звезды меньше 8 солнечных, то ядро из углерода и кислорода сожмётся, станет вырожденным, и горение гелия будет происходить вокруг него. Как и в случае с вырождением гелиевого ядра, начнётся перемешивание вещества, которое повлечёт за собой увеличение размеров звезды и рост светимости. Эта стадия называется асимптотической ветвью гигантов , на которой звезда находится лишь около миллиона лет. После этого звезда станет нестабильной, потеряет оболочку и от неё останется углеродно-кислородный белый карлик , окруженный планетарной туманностью .

Звёзды с большой массой

Основная статья: Сверхгигант

У звёзд главной последовательности с большими массами (более 8 солнечных масс) после формирования углеродно-кислородного ядра начнёт сгорать углерод в термоядерных реакциях . Кроме того, в таких звёздах стадия горения гелия начинается не в результате гелиевой вспышки, а постепенно.

В звёздах с массами от 8 до 10-12 солнечных впоследствии могут сгорать и более тяжёлые элементы, но до синтеза железа не доходит. Их эволюция, в целом, оказывается такой же, как и у менее массивных звёзд: они также проходят стадии красных гигантов, горизонтальную ветвь и асимптотическую ветвь гигантов, а затем становятся белыми карликами. Они отличаются большей светимостью, а белый карлик, который от них остаётся, состоит из кислорода, неона и магния. В редких случаях происходит взрыв сверхновой .

Звёзды с массой более 10-12 солнечных имеют очень большую светимость, и на этих стадиях эволюции их относят к сверхгигантам, а не к гигантам. Они последовательно синтезируют всё более тяжёлые элементы, доходя до железа . Дальнейший синтез не происходит, так как энергетически невыгоден, и в звезде образуется железное ядро. В некоторый момент ядро становится таким тяжелым, что давление больше не может поддерживать вес звезды и самого себя, и коллапсирует с выделением большого количества энергии. Это наблюдается как взрыв сверхновой, а от звезды остаётся либо нейтронная звезда , либо чёрная дыра .

Примеры

звёзды-гиганты:

  • Тубан (α Дракона), белый гигант класса A0III .
  • Капелла Aa , оранжевый гигант класса K0IIIe, один из компонентов системы Капеллы (α Возничего) .
  • Поллукс (β Близнецов), оранжевый гигант класса K0III .
  • Мира (ο Кита), красный гигант класса M .
  • Хамаль (α Овна), оранжевый гигант класса K2III.

Примечания

  1. Giant star, entry in Astronomy Encyclopedia , ed. Patrick Moore, New York: Oxford University Press, 2002. ISBN 0-19-521833-7 .
  2. ↑ от 7 января 2018 на Wayback Machine , entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight , David Darling, on line. (англ.) (Дата обращения: 8 декабря 2008)
  3. от 10 апреля 2020 на Wayback Machine , entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight , David Darling, on line. (англ.) (Дата обращения: 8 декабря 2008)
  4. ↑ giant, entry in The Facts on File Dictionary of Astronomy , ed. John Daintith and William Gould, New York: Facts On File, Inc., 5th ed., 2006. ISBN 0-8160-5998-5 .
  5. Twentieth Century Physics / Brown, Laurie M.; Pais, Abraham ; (англ.) ( . — Bristol ; New York: Institute of Physics , American Institute of Physics , 1995. — С. 1696. — ISBN 978-0-7503-0310-1 .
  6. Patrick Moore . The Amateur Astronomer. — Springer, 2006. — ISBN 978-1-85233-878-7 .
  7. Giant star, entry in Cambridge Dictionary of Astronomy , Jacqueline Mitton, Cambridge: Cambridge University Press, 2001. ISBN 0-521-80045-5 .
  8. Adams, F. C.; P. Bodenheimer, G. Laughlin. (англ.) // Astronomische Nachrichten : journal. — Wiley-VCH , 2005. — Vol. 326 , no. 10 . — P. 913—919 . — doi : . — Bibcode : . 29 октября 2021 года.
  9. от 12 мая 2020 на Wayback Machine , Michael Richmond, lecture notes, Physics 230, . (англ.) (Дата обращения: 8 декабря 2008) .
  10. ↑ Evolution of Stars and Stellar Populations , Maurizio Salaris and Santi Cassisi, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd., 2005. ISBN 0-470-09219-X .
  11. , and P. A. Bradley, Baltic Astronomy 4 , pp. 166—220.
  12. 20 июля 2011 года. , class notes, Robin Ciardullo, Astronomy 534, Penn State University .
  13. Eldridge, J. J.; Tout, C. A. Exploring the divisions and overlap between AGB and super-AGB stars and supernovae (англ.) // Memorie della Società Astronomica Italiana : journal. — 2004. — Vol. 75 . — P. 694 . — Bibcode : . — arXiv : .
  14. Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии. — 2-е, исправленное. — УРСС, 2004. — С. 413. — 544 с. — ISBN 5-354-00866-2 .
  15. . Астронет . Дата обращения: 5 апреля 2020. 29 марта 2020 года.
  16. (англ.) . — характеристики звезды в базе SIMBAD . Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.
  17. Джим Калер. (англ.) . — описание звезды на сайте профессора Джима Калера. Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.
  18. (англ.) . — характеристики звезды в базе SIMBAD . Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.
  19. (англ.) . — характеристики звезды в базе SIMBAD . Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.
  20. (англ.) . — характеристики звезды в базе SIMBAD . Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.
  21. (англ.) . — характеристики звезды в базе SIMBAD . Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.
  22. (англ.) . — характеристики звезды в базе SIMBAD . Дата обращения: 9 декабря 2008. 22 марта 2012 года.

Ссылки

  • Abt, Helmut A. (1957). . Astrophysical Journal . 126 : 503. Bibcode : . doi : .
Источник —

jacinda
  • 2021-11-23
  • 1
  • Tags:

Same as Звезда-гигант

The title for the last searches