більше Сонця

Наукові цікавинки

Зірки - це в основному ядерні реактори:

Ви бачили, як радіоактивні елементи світяться? Ну, це те, що є зірки, але в надвеликих, подивіться, чи ланцюговий синтез, що проходить всередині зірок, повинен бути гігантським, що ми бачимо звідси.

Починається технічне пояснення:

Зірки - це гігантські сфери газу (головним чином водень і гелій), утворені порушеннями міжзоряних хмар, які сіють втікаючу гравітаційну конденсацію, нагріваючи газ до принаймні тисяч кельвінів, видаляючи водень з усіх його електронів і створюючи плазму (а це - трохи як полум'я).

Без ядерного синтезу зірки продовжували б скорочуватися (механізм Кельвіна-Гельмгольца) і тривали б лише мільйони років.

Однак температура і тиск, досягнуті в ядрі зірки, настільки високі, що протони досить близько і енергійні, щоб "квантовий тунель". Гелій легший за 4 протони, з яких він створений: цей дефект маси походить від перегрупування кварків у більш стабільну структуру, виділяючи енергію (раніше у формі маси), таку як гамма-промені, нейтрино та швидкі протони + електрони.

Тиск енергії, що генерується таким чином, регулюється, тому досить збалансувати тиск висхідних шарів, тому, якщо зірка отримує більше газу (як більш масивні зірки), ядро ​​буде рости і приймати більшу частку зірка.

Безпосередньо над ядром протони не зливаються, але все ще дуже щільні, тому світло, що утворюється на центральній частоті, розсіюється від навколишніх електронів і просувається дуже повільно. Це конвективна область, і вона відіграє важливу роль у продовженні життя зірки, оскільки це дифузне розсіювання потребує мільйонів років, щоб досягти поверхні. Це гарантує, що зірка може підтримувати стабільний баланс проти сили тяжіння, обмежуючи ядро.

Вище, у міру зменшення тиску, плазма починає ефективніше транспортувати енергію через конвекцію, яка обертає магнітні поля зірки турбулентністю.

Оскільки щільність стає досить низькою, що плазма стає оптично тонкою (тау

1) (як при перегляді хмари, яка досить тонка, щоб прозріти), фотони можуть нарешті втекти зірки. Ця область атмосфери зірки називається фотосферою, і її температура є прямим наслідком виробництва енергії зірки в ядрі та його радіусі: Світність = Площа * sigma_boltzmann * T ^ 4.

Над цією областю відбувається перехід від турбулентності, що переважає (гранульована фотосфера у формі киплячого горщика), до магнітно-активної активності, яку, як ми бачимо, має Сонце. Ця магнітна енергія з часом виділяється в короні зірки, щоб нагріти тонку плазму до мільйонів К, а потім до геліосфери.

Щоразу, коли світність ядра та світність поверхні не збалансовані, зоряний радіус буде змінюватися. Якщо серцевина виробляє менше енергії, тиск буде зростати, і серцевина стане гарячішою і щільнішою, а зовнішні шари розширяться, змушуючи серцевину виробляти більше енергії, знову розширюючи серцевину і відпускаючи верхні шари назад. Деякі зірки насправді продовжують коливатися так, роблячи свою світність періодичною, з періодом, пропорційним світимості, змінною Цефеїди.

Отже, зірка - це гравітаційно обмежений, саморегулюючий реактор ядерного синтезу.

Деякі з них більш масивні (до 100 разів більше Сонця), тому вони мають більший відсоток ядра. Це змушує їх виділяти більше енергії на поверхню, роблячи їх гарячішими та синішими. Інші зірки мають менші розміри (до 0,1 рази більше Сонця), вони мають невеликі ядра, тому вони червоні, навіть інфрачервоні.

Коли в зірці у зірки закінчується водень, вона знову стискається в своєму ядрі, розширює зовнішні шари, червоніє і нагріває ядро, щоб злити гелій у вуглець через берилій, потім у кисень тощо.
Як тільки ядро ​​заповнене Fe2O, більше не отримує енергії від злиття, і зірка набирає те місце, де зупинилася, коли почала плавити водень в ядрі, невблаганно стискаючи своє ядро, утворюючи компактний об'єкт, і викидаючи свої зовнішні шари в туманність.