Рождение звезд

Процесс звездообразования идет в Галактике непрерывно - с момента ее возникновения. Подтверждением рождения звезд в настоящее время является существование массивных горячих звезд классов O и B, время жизни которых не превосходит 10 млн лет.

Продолжительность жизни звезд составляет от миллионов до десятков миллиардов лет. Это время слишком велико, чтобы проследить жизненный путь звезд, или их эволюцию. Поэтому основным методом исследования эволюции звезд служит построение моделей внутреннего строения звезд.

При построении модели задают начальные условия физического состояния газа: химический состав, давление (плотность), температуру, массу. Затем на основании физических законов (газовых законов, законов тяготения) рассчитывают изменения этих параметров с течением времени.

По современным представлениям звезды образуются в результате сжатия (гравитационной конденсации) вещества межзвездной среды. Звезды рождаются группами из гигантских газопылевых комплексов размерами до 100 пк и массой в десятки, а иногда и сотни тысяч солнечных масс. Газ в этих комплексах находится в молекулярном состоянии с температурой около 10 К.

Под действием гравитационных сил комплекс сжимается, плотность его растет, и он распадается на отдельные сгустки, или газопылевые облака.

В газопылевом облаке случайно или под действием внешних причин возникают гравитационно-неустойчивые фрагменты, которые продолжают сжиматься. Внешними причинами, стимулирующими звездообразование, могут служить столкновения молекулярных облаков; звездный ветер от молодых горячих звезд; ударные волны, порожденные вспышками сверхновых звезд. Если масса фрагмента достаточно велика, то происходит дальнейший распад на отдельные фрагменты-сгустки.

Фрагменты звездной массы, сжимающиеся под действием собственного тяготения, называют протозвездами. При гравитационном сжатии газ в протозвезде разогревается, и она начинает излучать в инфракрасном диапазоне спектра. Вещество, окружающее ядро протозвезды, падает на него, увеличивая его массу и температуру. Когда давление, создаваемое излучением звезды, становится достаточно большим, падение вещества прекращается. Давление излучения ограничивает массу будущих звезд величиной в несколько десятков масс Солнца. Длительность стадии сжатия зависит от массы протозвезды: при массе меньше солнечной - сотни миллионов лет, при большей - сотни тысяч лет.

Вращение протозвезд играет важную роль в их дальнейшей эволюции. Часто у вращающейся протозвезды образуется вокруг центрального сгущения протяженный газопылевой диск, из которого потом образуется планетная система. Формирующаяся звезда в конце стадии сжатия имеет значительные размеры при еще относительно низкой температуре поверхности. Сжатие протозвезды прекращается, когда температура в центре ядра достигнет нескольких миллионов градусов, тогда включаются термоядерные источники энергии, реакции протон-протонного цикла. Момент начала термоядерных реакций есть момент рождения звезды. Теперь температура и плотность внутренних слоев становятся такими, что сила их упругости может противодействовать весу наружных слоев. После начала водородных реакций и установления равновесного состояния звезда попадает на главную последовательность диаграммы «спектр-светимость». Новорожденные звезды появляются на главной последовательности по всей ее длине (в зависимости от их массы).

Читать далее