Основните характеристики на звездите
3. Основни характеристики на звездите
Star - е гореща топка на газа, която е била нагрята от ядрената енергия и съхранявана от гравитационните сили. Основна информация за звездите им дава излъчваната светлина и електромагнитно излъчване в други региони на спектъра. Основните фактори, определящи свойствата на звездите, е неговата маса, химичен състав и възраст. Звезди трябва да се променят с времето, тъй като излъчва енергия в околното пространство. Информация за звездната еволюция могат да бъдат получени от Херцшпрунг-Ръсел, представляващи зависимостта на осветеност звезди температурата на повърхността (Фиг.9).
Фиг. 9. Диаграма на Херцшпрунг-Ръсел. Линията показва началните позиции на звезди с различни маси на основната последователност
В звездите на Херцшпрунг-Ръсел се разпределя неравномерно. Около 90% от звездите са концентрирани в тясна ивица, която пресича графиката по диагонал. Тази група се нарича основната последователност. горният край е разположен в района на светло сини звезди. Разликата в популациите от звезди в главната последователност, както и областите, в непосредствена близост до главната последователност, е с няколко порядъка. Причината е, че основните звезди последователности са водород стъпка горене, която представлява основната част от живота на звезда. Слънцето е основен цикъл. Неговата позиция е показана на Фиг. 9.
Следващата най-гъсто населен район, след основен цикъл - бели джуджета, червени гиганти и червени супер-гиганти. Червени гиганти и свръхгиганти - е звезда главно на сцената горене хелий и по-тежки ядра.
светимостта на звездата - общата енергия, излъчвана от звездата за единица време. Star осветеност може да се изчисли от енергията да достигне земята, когато разстоянието до звездата.
От термодинамиката известно, че чрез измерване на дължината на вълната на максимума на излъчване на черно тяло, е възможно да се определи неговата температура. Черно тяло с температура К 3 ще има максимална спектрално разпределение при честота от 3 х 10 11 Hz. Абсолютно черно тяло с температура от 6000 К ще излъчва зелена светлина. Температура юни 10 К отговаря на рентгенови лъчи,. Таблица 2 показва обхвати на дължини на вълните, съответстващи на различни цветове, наблюдавани в оптичния диапазон.
Цвят и дължина на вълната
Температурата на повърхността на звездата се изчислява от спектралното разпределение на радиация.
спектрален тип класификация на звезди е лесно разбираем от таблица 3.
Всяка буква описва определен клас от звезди. Клас O звезди най-горещите, Клас N - най-студените. звезди О клас са видими в главното спектрални линии на дейонизирана хелий. Слънцето принадлежи към клас G, който се характеризира с линии на йонизиран калций.
Таблица 4 показва основните характеристики на слънцето. Границите променят характеристики, такива като масата на звезда (М), на осветеност (L), радиусът (R) и температурата на повърхността (Т) са дадени в таблица 5.
Спектрални видове звезди
обозначение на класа
звезди
атрибут
спектралните линии
температура
повърхност, K
Дейонизирана калций,
неутрални метали
Неутрални метали,
абсорбционна ивица
молекули
ленти абсорбционни
цианоген (CN) 2
Фиг. 10. Съотношението на масовия яркостта
За основните последователност звезди с известна маса зависимост от масовия яркостта, показана на фигура 10 и има формата
L
Мп. където п = 1,6 за ниска маса звезда (М
Основни характеристики нд
3.83 х 10 33 ерг / и (2.4 х 10 39 MeV / сек)
радиация поток за единица
повърхност
Средната гъстота на материята
Плътност в центъра
в центъра на температурата
Химически състав:
водород
хелий
въглерод, азот, кислород, неон и др.
Земно ускорение
на повърхността
Шварцшилд радиус - 2gm / C 2
(С - скоростта на светлината)
Периодът на въртене спрямо
неподвижните звезди
Разстояние от центъра на Галактиката
Скоростта на въртене около центъра
галактика
Лимитите се променят характеристиките на различни звезди
10 -1 М 10 -4 L 10 -2 R 2 х 10 3 K единица M В, R, L взети съответните слънчеви характеристики, Т- температура на повърхността. По този начин, по-масивни звезди са по-ярки. Все пак, това е само по принцип. В някои райони има недостиг на масивни звезди. В районите, където много млади звезди, малки звезди в по-малко. Смята се, че първите звезди са предимно светли, масивни и краткотрайни. (0.1 - 0.025) М. Използване като долните две стойности за оценка на масите М 0.1 М и 0.025 М. може да се получи относително масови звезди с маса по-5M: Маса (M> 5 М) / Общо тегло За да се обясни наблюдаваната честота на различни елементи, необходими да се предположи, че звездите в ядрени реакции се срещат в които се образуват тези елементи. Характеристики на ядрени реакции са обсъдени по-долу. Една звезда се ражда. Според съвременната формация концепции звезда се случва вътре в облака от газ и прах. Обикновено се изхожда от идеята, че веществото се разпределя равномерно в пространството е нестабилна и могат да бъдат събрани в съсирек под въздействието на гравитационните сили. Малки, създадено случайно плътност съсиреци расте заради гравитационното нестабилност. Необходима за формиране на звезди компресия определен регион облак прах на сцената, докато тя стане достатъчно плътна и гореща. По време на тази концентрация на веществото настъпи повишаване на температура и налягане. Има условия за появата на звездите. Веднага след като компресия ще бъде вещество, което се образува от звезда, звездата ще бъде повишена температура. Радиационна и повишаване на кинетичната енергия на атомите и молекулите на газа и праха създава налягане, което предотвратява прах облак компресия. Температурата и налягането са увеличени в центъра на облака и ниско в периферията. Средната температура на звездата увеличава по-бързо, толкова по-бързо той излъчва енергия и сгъстен. Гравитационна енергия се освобождава със скорост, която не само прави за загубата на енергия от повърхността на звездата, но и се загрява на звездата. Ние се обясни това на базата на virial теорема. Virial теорема. Средната кинетичната енергия на частиците в процес на пространствено ограничено движение под действието на гравитацията, се подчиняват на закона за обратна пропорционалност, равно на половината от средната потенциална енергия с обратен знак. Помислете за движение на материална точка в поле централна сила, описана от потенциала: където C - константа. В случай на не-релативистична уравнение на движението има следния вид: Това означава, че мощността на звездата е отрицателен: загубите на енергия, дължащи се на радиация не се охлаждат звезда, а напротив, се нагрява. Наистина, нека звезда от радиация загубил енергия Е, тогава той ще се промени топлинната енергия от топлина = - Е да се затопли = - (Е - ЛЕ) = - E + ЛЕ, т.е. Той се увеличава, което води до повишаване на температурата на звездата. където G - на гравитационната константа, R - радиус на звездата. Предполага се, че агентът е равномерно разпределена в област с радиус R. Като ниво нула енергия избрано сравнително състояние II. Ето защо, гравитационното потенциалната енергия трябва да бъде отрицателен. По този начин, на величината на общия гравитационна енергия, отделяща се при свиване на звездата, от порядъка на:
В долния ляв ъгъл на графиката (фигура 9) - втората по големина група - бели джуджета. В горния десен ъгъл на диаграмата са групирани звезда с висока яркост, но с ниска температура на повърхността - червени гиганти и свръхгиганти. Този тип е по-рядко срещани звезди. "гигантите" имената и "джуджета", са свързани с размера на звездите. Белите джуджета не са обект на масово-светимост, типични основната последователност на звезди. Когато същото тегло, те имат значително по-ниска осветеност от основните звезди последователности.
Звездата може да бъде основен цикъл на определен етап от еволюцията и да е гигантска или бяло джудже в другата. Повечето от звездите са на главната последователност, защото това е най-времеемко фаза на звездната еволюция.
Един от основните моменти в разбирането на еволюцията на Вселената е представяне на разпределението на звезди, образувани по маса. Проучване на наблюдаваното разпределение на звездите от масата и като се вземе предвид времето на живот на звездите на различни маси, може да се получи разпределение на звезди за масите в момента на раждането. Установено е, че вероятността за дадена маса на звезда, много приблизително обратно пропорционална на квадрата на масата (функция Salpeter):
Очевидно, функцията маса трябва да прекрати в долния край около масите
Както звездата получава основен цикъл? Получената звездата две възможни начини за пренасяне на топлина от по-горещо централен район към периферията на студа. Първият метод - конвекция, в която горещите частици прах и газ се преместват от горещо централната част към периферията. Вторият метод - радиация. В този случай, топлината се предава фотони.
В зависимост от условията, преобладаващи в околната среда, ролята на тези механизми могат да бъдат различни. По време на плътността на компресия на звезда и звезда вещество увеличава конвекция става по-малко ефективен метод пренос на енергия и като резултат блясък отслабва. Тази фаза в историята на звездата е Хаяши фаза. За тази фаза, характеризиращ се с приблизително постоянна температура на повърхността на звездата - около 4000 К. При температури> 4000 К е йонизирани атоми и свободни електрони започват ефективно да разсее радиация, т.е. под протозвезда повърхност при температури над 4000 К, излъчването се улавя. След Hayashi протозвезда фаза в пренос на топлина от центъра към периферията възниква в резултат на радиация. Звездата продължава да се свива и температурата в центъра на звезда се увеличава. Повишаване на температурата и на повърхността. Въпреки това, степента на нарастване на температурата в центъра на звездата е много по-висока. При температура от няколко хиляди градуса от температурата на повърхността на звездата в центъра на звездата да достигне един милион градуса. В края на фаза Хаяши звезда получава основен цикъл.
Да разгледаме две състояния на материята с общо състояние маса М. I - е състояние, когато цялата маса се концентрира във възглавничката на радиус R. състояние II - е, когато всички вещество разположени в безкрайността. За да се премине от състояние съм да заявя II е необходимо да се изразходва енергия. Изчисления на базата на закона за гравитацията на Нютон, доведе до следния израз за гравитационното потенциалната енергия: