성간 매질의 응축에 의해 형성됨. 관측을 통해 별이 생성되었음을 확인할 수 있었습니다. 다른 시간그리고 오늘날까지 계속됩니다.
별 진화의 주요 문제는 에너지의 기원에 대한 질문입니다. 그로 인해 엄청난 양의 에너지가 빛나고 방출됩니다. 이전에는 항성 에너지의 근원을 식별하기 위해 고안된 많은 이론이 제시되었습니다. 항성 에너지의 지속적인 원천은 지속적인 압축이라고 믿어졌습니다. 이 소스는 확실히 좋은데 장기간 적절한 방사선을 유지할 수 없습니다. 20세기 중반에 이 질문에 대한 답이 발견되었습니다. 방사선원은 열핵융합 반응이다. 이러한 반응의 결과, 수소는 헬륨으로 변환되고 방출된 에너지는 별의 내부를 통과하여 변환되어 세계 공간으로 방출됩니다. 더 많은 온도, 이러한 반응이 더 빨리 진행됩니다. 이것이 뜨겁고 무거운 별이 더 빨리 움직이는 이유입니다. 메인 시퀀스).
이제 별의 출현을 상상해보십시오 ...
성간 가스와 먼지 매체의 구름이 응축되기 시작했습니다. 이 구름에서 상당히 조밀한 가스 덩어리가 형성됩니다. 공 내부의 압력은 아직 인력의 균형을 맞출 수 없으므로 줄어들 것입니다(아마도 이때 별 주위에 더 작은 덩어리가 형성되어 결국 행성으로 변합니다). 압축하면 온도가 상승합니다. 따라서 별은 점차 주계열에 정착합니다. 그러면 별 내부의 가스 압력이 인력의 균형을 맞추고 원시별은 별이 됩니다.
별의 진화 초기 단계는 매우 작고 이 때 별은 성운에 잠겨 있어 원시별을 탐지하기가 매우 어렵다.
수소가 헬륨으로 변하는 과정은 별의 중심부에서만 일어난다. 외부 층에서 수소 함량은 실질적으로 변하지 않습니다. 수소의 양은 제한되어 있기 때문에 조만간 소진됩니다. 별의 중심에서 에너지 방출이 멈추고 별의 핵이 수축하기 시작하고 껍질이 부풀어 오르기 시작합니다. 또한 별의 질량이 1.2 태양 질량보다 작으면 외층을 벗어납니다(행성 성운의 형성).
껍질이 별에서 분리된 후 내부의 매우 뜨거운 층이 열리고 그 동안 껍질은 점점 더 멀어집니다. 수만 년이 지나면 껍질이 부서지고 매우 뜨겁고 밀도가 높은 별만 남고 점차 냉각되어 백색 왜성이 될 것입니다. 점차적으로 냉각되어 보이지 않는 검은 왜성으로 변합니다. 흑색 왜성은 매우 밀도가 높고 차가운 별입니다. 더 많은 지구, 그러나 태양의 질량과 비슷한 질량을 가지고 있습니다. 백색 왜성의 냉각 과정은 수억 년 동안 지속됩니다.
별의 질량이 1.2에서 2.5 태양이면 그러한 별이 폭발합니다. 이 폭발은 초신성. 몇 초 만에 터지는 별은 광도를 수억 배 증가시킵니다. 이러한 발병은 극히 드뭅니다. 우리 은하에서 초신성 폭발은 대략 100년에 한 번 발생합니다. 그러한 섬광 후에 성운이 남는데, 이는 전파 방출이 크고 매우 빠르게 흩어지며 소위 중성자 별(이에 대해서는 나중에 더 자세히 설명함)이 남습니다. 거대한 전파 방출 외에도 그러한 성운은 X선 복사의 근원이 되지만 이 복사는 지구 대기에 흡수되므로 우주에서만 관찰할 수 있습니다.
항성 폭발(초신성)의 원인에 대해서는 여러 가지 가설이 있지만 일반적으로 받아들여지는 이론은 아직 없습니다. 이것은 별의 내부층이 중심으로 너무 빠르게 감소하기 때문이라는 가정이 있습니다. 별은 빠르게 수축하여 약 10km의 파국적인 작은 크기로, 이 상태에서의 밀도는 원자핵 밀도에 가까운 10 17 kg/m 3 입니다. 이 별은 중성자로 구성되어 있습니다(전자가 양성자로 압축되는 것처럼 보임). "중성자". 초기 온도는 약 10억 켈빈이지만 미래에는 빠르게 냉각될 것입니다.
이 별은 작은 크기와 빠른 냉각으로 인해 오랫동안관찰이 불가능하다고 판단됨. 그러나 얼마 후 펄서가 발견되었습니다. 이 펄서는 중성자별임이 밝혀졌습니다. 그것들은 라디오 펄스의 단기 복사 때문에 그렇게 명명되었습니다. 저것들. 별이 깜박이는 것 같습니다. 이 발견은 그리 오래되지 않은 1967년에 아주 우연히 이루어졌습니다. 이러한 주기적인 펄스는 우리의 시선을 지나치는 매우 빠른 회전 동안 자기 축의 원뿔이 지속적으로 깜박이고 회전 축과 각도를 형성하기 때문입니다.
펄서는 자기축 방향의 조건에서만 감지할 수 있으며 이는 전체 수의 약 5%입니다. 일부 펄서는 전파 성운에서 발견되지 않습니다. 성운은 상대적으로 빠르게 소멸되기 때문입니다. 십만 년이 지나면 이 성운은 더 이상 보이지 않게 되며 펄서의 나이는 수천만 년으로 추정됩니다.
별의 질량이 2.5 태양 질량을 초과하면 존재가 끝날 때 자체적으로 붕괴되어 자체 무게로 부서집니다. 몇 초 만에 점으로 바뀝니다. 이 현상을 '중력붕괴'라고 했고, 이 물체를 '블랙홀'이라고도 불렀다.
위의 모든 것으로부터 별 진화의 마지막 단계는 질량에 달려 있다는 것이 분명하지만 바로 이 질량과 회전의 불가피한 손실도 고려해야 합니다.
질량이 다른 별의 진화
천문학자들은 한 별의 수명을 처음부터 끝까지 관찰할 수 없습니다. 가장 짧은 별이라도 수백만 년 동안 존재하기 때문입니다. 장수모든 인류의. 시간이 지남에 따라 신체적 특성의 변화와 화학적 구성 요소별, 즉 항성 진화, 천문학자들은 진화의 여러 단계에 있는 많은 별들의 특성을 비교함으로써 연구합니다.
별의 관찰된 특성을 연결하는 물리적 패턴은 색상 광도 다이어그램에 반영됩니다. 별이 별도의 그룹을 형성하는 Hertzsprung-Russell 다이어그램 - 시퀀스: 별의 주 시퀀스, 초거성 시퀀스, 밝고 약한 거성, 아거성 , 하위 왜성 및 백색 왜성.
일생의 대부분 동안 모든 별은 소위 색광도 도표의 주계열에 있습니다. 조밀한 잔해가 형성되기 전에 별이 진화하는 다른 모든 단계는 이 시간의 10%를 넘지 않습니다. 이것이 우리 은하에서 관찰되는 대부분의 별이 태양 질량 이하의 적당한 적색 왜성인 이유입니다. 주계열은 관측된 모든 별의 약 90%를 포함합니다.
별의 수명과 마지막에 변하는 것 삶의 길, 완전히 질량에 의해 결정됩니다. 태양의 질량보다 질량이 큰 별은 태양보다 훨씬 적게 살며 가장 무거운 별의 수명은 수백만 년에 불과합니다. 대부분의 별의 수명은 약 150억 년입니다. 별은 에너지원을 소진한 후 냉각되고 수축하기 시작합니다. 별 진화의 최종 산물은 밀도가 일반 별의 밀도보다 몇 배나 더 큰 조밀하고 무거운 물체입니다.
별 다른 무게결국 백색 왜성, 중성자별 또는 블랙홀의 세 가지 상태 중 하나가 됩니다. 별의 질량이 작으면 중력이 상대적으로 약해 별의 압축(중력붕괴)이 멈춘다. 백색 왜성의 안정 상태에 들어갑니다. 질량이 임계값을 초과하면 압축이 계속됩니다. 매우 높은 밀도에서 전자는 양성자와 결합하여 중성자를 형성합니다. 곧 거의 전체 별은 중성자만으로 구성되며 엄청난 밀도를 가지므로 거대한 항성 질량이 반경 수 킬로미터의 매우 작은 공에 집중되고 압축이 중지됩니다. 중성자 별이 형성됩니다. 별의 질량이 너무 커서 중성자별이 생겨도 중력붕괴가 멈추지 않는다면, 별 진화의 마지막 단계는 블랙홀이 될 것이다.
별은 인간의 시간 기준으로 영원해 보이지만 자연의 모든 것과 마찬가지로 태어나고 살고 죽습니다. 일반적으로 받아들여지는 가스와 먼지 구름의 가설에 따르면, 별은 성간 가스와 먼지 구름의 중력 압축의 결과로 탄생합니다. 이러한 구름이 밀도가 높아지면 먼저 형성됩니다. 프로토 스타,중심의 온도는 입자의 열 운동 속도가 임계값을 초과하는 데 필요한 한계에 도달할 때까지 꾸준히 증가하며, 그 후에 양성자는 상호 정전기적 반발력의 거시적 힘을 극복할 수 있습니다. 센티미터.쿨롱의 법칙) 및 반응 열 핵융합 (센티미터.핵붕괴와 융합).
다단계 반응의 결과 열핵융합 4개의 양성자로부터 헬륨 핵이 결국 형성되고(2개의 양성자 + 2개의 중성자) 다양한 기본 입자의 전체 분수가 방출됩니다. 최종 상태에서 형성된 입자의 총 질량 더 적은 4개의 원래 양성자의 질량, 이는 반응 중에 자유 에너지가 방출됨을 의미합니다( 센티미터.상대성 이론). 이 때문에 새로 태어난 별의 내부 핵은 초고온으로 빠르게 가열되고 과잉 에너지는 덜 뜨거운 표면을 향해 튀기 시작합니다. 동시에 별 중심의 압력이 증가하기 시작합니다( 센티미터.이상 기체의 상태 방정식). 따라서 열핵 반응 과정에서 수소를 "연소"함으로써 별은 중력 인력이 초밀도 상태로 압축되는 것을 허용하지 않고 지속적으로 갱신되는 내부 열압으로 중력 붕괴에 대응하여 안정적인 에너지를 생성합니다. 균형. 활성 수소 연소 단계에 있는 별은 수명 주기 또는 진화의 "주요 단계"에 있다고 합니다. 센티미터. Hertzsprung-Russell 다이어그램). 일부의 변형 화학 원소별 안의 다른 사람들에게 핵융합또는 핵합성.
특히, 태양은 약 50억 년 동안 활성 핵합성 과정에서 수소를 연소하는 활성 단계에 있었고, 그 지속을 위한 코어의 수소 매장량은 앞으로 55억 년 동안 우리 발광체에 충분할 것입니다. 별이 더 무거울수록 더 많은 수소 연료를 가지고 있지만 중력 붕괴의 힘에 대항하기 위해 별의 질량이 증가함에 따라 저장되는 수소의 성장률을 초과하는 속도로 수소를 연소시켜야 합니다. 따라서 별이 더 무거울수록 수명은 짧아지고 수소 매장량의 고갈에 의해 결정되며 가장 큰 별은 문자 그대로 "일부"수천만 년 안에 타 버립니다. 반면에 가장 작은 별은 수천억 년 동안 편안하게 산다. 따라서이 규모에 따르면 우리 태양은 "강한 중농"에 속합니다.
그러나 조만간 어떤 별이든 핵융합로에서 연소할 수 있는 모든 수소를 소모하게 될 것입니다. 무엇 향후 계획? 그것은 또한 별의 질량에 달려 있습니다. 태양(그리고 질량의 8배 미만인 모든 별)은 아주 평범한 방식으로 삶을 마감합니다. 별 내부의 수소 매장량이 고갈됨에 따라 별이 탄생한 바로 그 순간부터 이 시간을 참을성 있게 기다려온 중력 수축력이 우세해지기 시작합니다. 그리고 그들의 영향으로 별이 시작됩니다 수축 및 응축. 이 과정은 두 가지 효과가 있습니다. 별의 중심 바로 주변에 있는 층의 온도는 거기에 포함된 수소가 최종적으로 헬륨을 형성하는 핵융합 반응에 들어가는 수준까지 상승합니다. 동시에, 이제 실질적으로 하나의 헬륨으로 구성된 코어 자체의 온도가 너무 많이 상승하여 헬륨 자체 - 붕괴되는 1차 핵합성 반응의 일종의 "재"가 새로운 열핵 융합 반응에 들어갑니다: 하나의 탄소 핵은 세 개의 헬륨 핵으로 구성됩니다. 1차 반응의 생성물에 의해 연료가 공급되는 이 열핵융합의 2차 반응 과정은 다음 중 하나입니다. 키 포인트별의 수명주기.
별의 중심부에서 헬륨이 2차 연소되는 동안 너무 많은 에너지가 방출되어 별이 말 그대로 부풀어 오르기 시작합니다. 특히 생명의 이 단계에서 태양의 외피는 금성의 궤도를 넘어 확장될 것이다. 이 경우 별의 복사 에너지의 총량은 일생의 주요 단계와 거의 같은 수준으로 유지되지만, 이 에너지는 이제 훨씬 더 넓은 표면적을 통해 복사되기 때문에 별의 외층은 적색으로 냉각됩니다. 스펙트럼의 일부. 별은 로 변한다 빨간 거인.
태양과 같은 별의 경우 핵합성의 2차 반응을 공급하는 연료가 고갈된 후 중력 붕괴 단계가 다시 시작됩니다. 이번에는 마지막 단계입니다. 핵 내부의 온도는 더 이상 다음 핵융합 수준을 시작하는 데 필요한 수준까지 상승할 수 없습니다. 따라서 별은 중력의 힘이 다음 힘 장벽에 의해 균형을 이룰 때까지 수축합니다. 그의 역할은 전자 가스 압력 저하(센티미터.찬드라세카르 한계). 이 단계까지 별의 진화에서 실업자 엑스트라의 역할을 했던 전자는 핵융합 반응에 참여하지 않고 핵융합 과정에 있는 핵 사이를 자유롭게 이동하며, 압축의 특정 단계에서 박탈된다. "생활 공간"이 줄어들고 별의 추가 중력 압축에 "저항"하기 시작합니다. 별의 상태가 안정되어 퇴화 백색 왜성,완전히 식을 때까지 잔여 열을 우주로 방출합니다.
태양보다 무거운 별들이 훨씬 더 멋진 종말을 기다리고 있습니다. 헬륨이 연소된 후 압축 중 헬륨의 질량은 핵 질량이 증가함에 따라 다음 핵합성 반응(탄소, 실리콘, 마그네슘 등)을 시작하는 데 필요한 온도로 코어와 쉘을 가열하기에 충분합니다. 동시에 별의 핵에서 새로운 반응이 시작될 때마다 이전 반응이 껍질에서 계속됩니다. 사실, 우주를 구성하는 철까지의 모든 화학 원소는 이러한 유형의 죽어가는 별 내부에서 핵 합성의 결과로 정확하게 형성되었습니다. 그러나 철이 한계입니다. 그것은 붕괴와 그것에 추가 핵자를 추가하는 데 외부 에너지의 유입이 필요하기 때문에 어떤 온도와 압력에서도 핵융합 또는 붕괴 반응의 연료로 사용할 수 없습니다. 그 결과 무거운 별은 점차 내부에 철핵을 축적하여 더 이상의 핵 반응을 위한 연료로 사용할 수 없습니다.
핵 내부의 온도와 압력이 일정 수준에 도달하자마자 전자는 철 핵의 양성자와 상호 작용하기 시작하여 중성자를 형성합니다. 그리고 아주 짧은 시간 안에 - 일부 이론가들은 그것이 몇 초가 걸린다고 생각합니다 - 별의 이전 진화 동안 자유 전자는 문자 그대로 철 핵의 양성자에 용해되고, 별의 핵의 모든 물질은 연속적으로 변합니다. 중성자 다발은 중력 붕괴로 급격히 줄어들기 시작합니다. 그 이유는 반대하는 축퇴 전자 가스의 압력이 0으로 떨어지기 때문입니다. 지지대가 무너지는 별의 바깥 껍질은 중심을 향해 붕괴됩니다. 붕괴된 외피와 중성자핵의 충돌 에너지는 너무 높아서 빠른 속도로 튀어나와 핵에서 사방으로 흩어집니다. 별은 말 그대로 눈부신 섬광으로 폭발합니다. 초신성 별. 초신성 폭발이 일어나는 동안 몇 초 만에 은하계의 모든 별을 동시에 합친 것보다 더 많은 에너지가 우주로 방출될 수 있습니다.
초신성 폭발과 10-30 태양 질량 정도의 질량을 가진 별의 껍질 확장 후 진행되는 중력 붕괴는 중성자 별의 형성으로 이어지며 그 물질은 스스로 압축되기 시작할 때까지 압축됩니다 느꼈다 퇴화 중성자의 압력 -다시 말해서, 이제 중성자(전자가 이전에 그랬던 것처럼)가 추가 압축에 저항하기 시작하여 다음이 필요합니다. 당신 자신거주 공간. 이것은 일반적으로 별의 지름이 약 15km에 도달할 때 발생합니다. 그 결과 빠르게 회전하는 중성자별이 형성되어 전자기 충격회전 빈도로; 그런 별을 펄서.마지막으로, 별의 핵 질량이 태양 질량의 30배를 초과하면 더 이상의 중력 붕괴를 막을 수 없으며 초신성 폭발의 결과로,
우리 각자는 살면서 한 번 이상 별이 빛나는 하늘을 보았습니다. 누군가는이 아름다움을보고 낭만적 인 감정을 느꼈고 다른 누군가는이 모든 아름다움이 어디에서 왔는지 이해하려고했습니다. 우주의 생명체는 지구상의 생명체와 달리 다른 속도로 흐릅니다. 우주 공간의 시간은 자체 범주에 따라 생활하며 우주의 거리와 차원은 거대합니다. 우리는 은하와 별의 진화가 우리 눈앞에서 끊임없이 일어나고 있다는 사실에 대해 거의 생각하지 않습니다. 광대한 공간에 있는 모든 물체는 특정한 물리적 과정의 결과입니다. 은하, 별, 심지어 행성에도 주요 발달 단계가 있습니다.
우리의 행성과 우리 모두는 우리의 빛에 의존합니다. 태양은 태양계에 생명을 불어넣고 그 따뜻함으로 언제까지 우리를 기쁘게 할 것입니까? 수백만 년, 수십억 년 후의 미래에는 무엇이 우리를 기다리고 있을까요? 그런 점에서 천체의 진화 단계는 어디인지, 별은 어디서 오는지, 밤하늘에 빛나는 이들 멋진 별들의 수명은 어떻게 끝나는지 궁금증이 더해진다.
우리 은하에 서식하는 별과 행성의 진화 은하수그리고 대부분의 경우 잘 연구된 전체 우주. 우주에서 물리 법칙은 흔들리지 않아 기원을 이해하는 데 도움이 됩니다. 우주 물체. 기대다 이 경우현재 우주의 기원에 대한 지배적인 교리인 빅뱅 이론에 의해 채택되었습니다. 우주를 뒤흔들고 우주가 탄생하게 한 사건은 우주의 기준으로는 번개처럼 빠르다. 우주의 경우 별의 탄생에서 죽음까지의 순간이 있습니다. 거대한 거리는 우주의 불변의 환상을 만듭니다. 멀리서 번쩍이는 별은 수십억 년 동안 우리를 위해 빛나고 있으며 그 당시에는 더 이상 존재하지 않을 수도 있습니다.
은하와 별의 진화 이론은 빅뱅 이론의 발전입니다. 별의 탄생과 출현의 교리 스타 시스템일어나는 일의 규모와 우주 전체와 달리 관찰할 수 있는 기간이 다릅니다. 현대 수단과학.
공부하는 라이프 사이클별은 우리에게 가장 가까운 별의 예라고 할 수 있습니다. 태양은 우리 시야에 있는 수백조 개의 별 중 하나입니다. 또한 지구에서 태양까지의 거리(1억 5000만km)는 한계를 벗어나지 않고 대상을 연구할 수 있는 독특한 기회를 제공한다. 태양계. 얻은 정보를 통해 우리는 다른 별들이 어떻게 배열되어 있는지, 이 거대한 열원이 얼마나 빨리 고갈되는지, 별이 발달하는 단계는 무엇인지, 이 찬란한 삶의 마지막은 무엇인지-고요하고 희미하거나 반짝이며, 폭발물.
빅뱅 이후 작은 입자성간 구름을 형성하여 수조 개의 별을위한 "산부인과 병원"이되었습니다. 수축과 팽창의 결과로 모든 별이 동시에 태어난 것이 특징입니다. 우주 가스 구름의 압축은 자체 중력 및 이웃의 새로운 별에서 유사한 과정의 영향으로 발생했습니다. 팽창은 성간 가스의 내부 압력과 가스 구름 내부의 자기장으로 인해 발생했습니다. 이 경우 구름은 질량 중심을 중심으로 자유롭게 회전합니다.
폭발 후 형성된 가스 구름은 98%가 원자 및 분자 수소와 헬륨으로 구성되어 있습니다. 이 대산괴의 2%만이 먼지와 미세한 고체 입자로 구성되어 있습니다. 이전에는 별의 중심이 100만 도의 온도로 가열된 철의 중심에 있다고 믿었습니다. 별의 거대한 질량을 설명하는 것은 바로 이 측면이었다.
물리적 힘의 대결에서 에너지 방출로 인한 빛이 가스 구름으로 침투하지 않기 때문에 압축력이 우세했습니다. 빛은 방출된 에너지의 일부와 함께 바깥쪽으로 전파되어 영하의 온도와 밀집된 가스 축적 내부 영역을 만듭니다. 저기압. 이 상태에 있으면 우주 가스가 빠르게 압축되고 중력의 영향으로 입자가 항성 물질을 형성하기 시작합니다. 가스 축적이 조밀할 때, 강한 압축으로 인해 성단이 형성됩니다. 가스 구름의 크기가 작을 때 압축하면 단일 별이 형성됩니다.
무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 간략한 설명은 미래의 발광체가 원시성 상태로 빠르고 느린 압축의 두 단계를 거칩니다. 간단하고 이해하기 쉬운 언어로 빠른 수축은 항성 물질이 원시별 중심으로 떨어지는 것입니다. 느린 수축은 형성된 원시성 중심의 배경에 대해 이미 발생합니다. 다음 수십만 년 동안 새로운 지층은 크기가 줄어들고 밀도는 수백만 배 증가합니다. 점차적으로 원시성은 고밀도의 항성 물질로 인해 불투명해지고 지속적인 압축은 내부 반응 메커니즘을 촉발합니다. 내부 압력과 온도가 증가하면 미래의 별자신의 무게중심.
이 상태에서 원시성은 수백만 년 동안 머물며 천천히 열을 발산하고 점차 축소되어 크기가 줄어듭니다. 결과적으로 새로운 별의 윤곽이 나타나고 그 물질의 밀도는 물의 밀도와 비슷해집니다.
평균적으로 우리 별의 밀도는 1.4kg/cm3로 짠 사해의 물 밀도와 거의 같습니다. 중심에서 태양의 밀도는 100kg/cm3입니다. 항성 물질은 액체 상태가 아니라 플라즈마 형태입니다.
약 1억 K의 엄청난 압력과 온도의 영향으로 수소 순환의 열핵 반응이 시작됩니다. 중력의 에너지가 수소의 열핵 연소로 바뀔 때 압축이 멈추고 물체의 질량이 증가합니다. 그 순간부터 에너지를 방출하는 새로운 별은 질량을 잃기 시작합니다.
위의 별 형성 버전은 다음을 설명하는 원시적 인 계획 일뿐입니다. 첫 단계별의 진화와 탄생. 오늘날 우리 은하계와 우주 전체에서 이러한 과정은 항성 물질의 집중적인 고갈로 인해 실질적으로 감지할 수 없습니다. 우리 은하에 대한 의식적인 관찰의 전체 역사에서 새로운 별의 출현은 단 한 번만 기록되었습니다. 우주 규모에서 이 수치는 수백, 수천 배 증가할 수 있습니다.
원시성은 대부분의 삶 동안 먼지 껍질에 의해 인간의 눈에 숨겨져 있습니다. 핵에서 나오는 방사선은 다음에서만 관찰할 수 있습니다. 적외선 범위, 별의 탄생을 볼 수 있는 유일한 기회입니다. 예를 들어, 1967년 오리온 성운에서 천체 물리학자들은 적외선에서 발견했습니다. 새로운 별, 그의 복사 온도는 700도 켈빈이었습니다. 그 결과, 원시별의 발상지는 우리 은하뿐만 아니라 우리와 멀리 떨어진 우주의 다른 구석에서도 사용할 수 있는 컴팩트한 소스라는 것이 밝혀졌습니다. 적외선 복사 외에도 새로운 별의 탄생지는 강렬한 전파 신호로 표시됩니다.
별을 아는 전체 과정은 여러 단계로 나눌 수 있습니다. 처음에는 별까지의 거리를 결정해야 합니다. 별이 우리에게서 얼마나 멀리 떨어져 있는지, 빛이 얼마나 오래 오는지에 대한 정보는 이 시간 동안 별에 무슨 일이 일어났는지에 대한 아이디어를 제공합니다. 사람이 먼 별까지의 거리를 측정하는 법을 배운 후 별은 크기와 운명이 다른 동일한 태양이라는 것이 분명해졌습니다. 별까지의 거리를 알면 별의 열핵융합 과정은 빛의 수준과 복사 에너지의 양으로 추적할 수 있습니다.
별까지의 거리를 결정한 후 스펙트럼 분석을 사용하여 별의 화학적 조성을 계산하고 별의 구조와 나이를 알아낼 수 있습니다. 분광기의 출현 덕분에 과학자들은 별빛의 본질을 연구할 기회를 갖게 되었습니다. 이 장치는 별이 존재하는 여러 단계에 있는 항성 물질의 가스 구성을 결정하고 측정할 수 있습니다.
공부하는 스펙트럼 분석과학자들은 태양과 다른 별들의 에너지를 고려하여 별과 행성의 진화에 공통 뿌리가 있다는 결론에 도달했습니다. 모든 우주체는 동일한 유형, 유사한 화학 조성을 가지며 빅뱅의 결과로 등장한 동일한 물질에서 유래했습니다.
항성 물질은 우리 행성과 동일한 화학 원소(철까지)로 구성되어 있습니다. 차이점은 특정 요소의 수와 태양과 지구의 궁창 내부에서 일어나는 과정에만 있습니다. 이것이 우주의 다른 물체와 별을 구별하는 것입니다. 별의 기원은 다른 물리 분야인 양자 역학의 맥락에서도 고려되어야 합니다. 이 이론에 따르면 항성 물질을 정의하는 물질은 끊임없이 분열하는 원자와 소립자그들만의 소우주를 창조합니다. 이러한 관점에서 별의 구조, 구성, 구조 및 진화가 흥미롭습니다. 밝혀진 바와 같이, 우리 별의 대부분과 다른 많은 별은 수소와 헬륨의 두 가지 요소만을 설명합니다. 별의 구조를 설명하는 이론적인 모델을 통해 별의 구조와 다른 우주 물체와의 주요 차이점을 이해할 수 있습니다.
주요 특징은 우주의 많은 물체가 일정한 크기와 모양을 가지고 있지만 별은 발달함에 따라 크기가 변할 수 있다는 것입니다. 뜨거운 가스는 서로 약하게 결합된 원자의 조합입니다. 별이 형성된 후 수백만 년이 지나면 항성 물질의 표면층이 냉각되기 시작합니다. 별은 대부분의 에너지를 우주 공간으로 방출하여 크기가 줄어들거나 커집니다. 열과 에너지의 전달은 별의 내부 영역에서 표면으로 발생하여 복사 강도에 영향을 미칩니다. 즉, 같은 별에서 다른 기간그 존재가 달라 보인다. 수소 순환 반응을 기반으로 하는 열핵 과정은 가벼운 수소 원자를 헬륨과 탄소와 같은 더 무거운 원소로 전환하는 데 기여합니다. 천체 물리학자와 핵 과학자에 따르면 이러한 열핵 반응은 방출되는 열의 양 측면에서 가장 효율적입니다.
왜 핵의 핵융합은 그러한 원자로의 폭발로 끝나지 않습니까? 문제는 그 안에 있는 중력장의 힘이 항성 물질을 안정된 부피 내로 유지할 수 있다는 것입니다. 이것으로부터 우리는 명확한 결론을 내릴 수 있습니다. 모든 별은 중력과 열핵 반응 에너지 사이의 균형으로 인해 크기를 유지하는 거대한 몸체입니다. 이러한 이상적인 자연 모델의 결과는 작동할 수 있는 열원입니다. 장기. 지구에 최초의 생명체가 출현한 것은 30억 년 전으로 추정됩니다. 그 먼 시대의 태양은 지금과 같은 방식으로 지구를 따뜻하게 했습니다. 결과적으로 복사열과 태양 에너지의 규모가 초당 3-400만 톤 이상이라는 거대함에도 불구하고 우리 별은 크게 변하지 않았습니다.
우리 별이 존재하는 동안 얼마나 많은 무게를 잃었는지 계산하는 것은 쉽습니다. 이것은 거대한 수치가 될 것이지만 거대한 질량과 고밀도로 인해 우주 규모의 손실은 무시할 수 있습니다.
에서 별의 운명은 별의 초기 질량과 화학 성분에 따라 달라집니다. 수소의 주요 매장량은 핵에 집중되어 있지만 별은 소위 주계열에 남아 있습니다. 별의 크기가 커지는 경향이 있다는 것은 곧 열핵융합의 주요 원천이 고갈되었다는 뜻이다. 천체의 변화를 위한 기나긴 마지막 여정이 시작되었습니다.
우주에서 형성된 발광체는 처음에 세 가지 가장 일반적인 유형으로 나뉩니다.
질량이 작은 별(왜성)은 천천히 수소 매장량을 태우고 아주 평온하게 생활합니다.
그러한 별은 우주의 대다수이며 황색 왜성인 우리 별이 그들에 속합니다. 노년기가 시작되면서 황색 왜성은 적색 거성 또는 초거성이 됩니다.
별의 기원 이론에 따르면 우주에서 별이 생성되는 과정은 끝나지 않았습니다. 대부분 밝은 별우리 은하에서 태양과 비교할 때 가장 클뿐만 아니라 가장 젊습니다. 천체 물리학자들과 천문학자들은 그러한 별들을 청색 초거성이라고 부릅니다. 결국 그들은 수조 개의 다른 별들이 겪고 있는 것과 같은 운명을 맞이하게 될 것입니다. 첫째, 빠른 탄생, 찬란하고 열렬한 삶, 그 후에 천천히 약화되는 기간이 옵니다. 태양 크기의 별은 수명 주기가 길며 주계열(중간)에 있습니다.
별의 질량에 대한 데이터를 사용하여 별의 진화적 발달 경로를 추측할 수 있습니다. 이 이론의 명확한 예는 우리 별의 진화입니다. 영원한 것은 없습니다. 열핵 융합의 결과 수소는 헬륨으로 변환되므로 초기 매장량이 소모되고 감소됩니다. 언젠가, 곧, 이 준비금이 고갈될 것입니다. 우리 태양이 크기의 변화 없이 50억년 이상 계속해서 빛나고 있다는 사실로 판단하면, 별의 성숙한 나이는 여전히 거의 같은 기간 동안 지속될 수 있습니다.
수소 매장량이 고갈되면 중력의 영향으로 태양의 핵이 급격히 줄어들기 시작할 것입니다. 핵의 밀도는 매우 높아져 열핵 과정이 핵에 인접한 층으로 이동합니다. 이러한 상태를 붕괴라고 하며, 이는 별의 상층에서 열핵 반응의 통과로 인해 발생할 수 있습니다. 결과적으로 고압헬륨과 관련된 열핵 반응이 시작됩니다.
별의 이 부분에 있는 수소와 헬륨의 매장량은 수백만 년 동안 지속될 것입니다. 머지 않아 수소 매장량이 고갈되어 복사 강도가 증가하고 외피의 크기와 별 자체의 크기가 증가하게 됩니다. 결과적으로 우리의 태양은 매우 커질 것입니다. 수십억 년 후이 그림을 상상하면 눈부신 밝은 원반 대신 거대한 크기의 뜨거운 붉은 원반이 하늘에 매달려 있습니다. 적색 거성은 별의 진화에서 자연적인 단계이며 변광성 범주로의 전이 상태입니다.
이러한 변형의 결과로 지구에서 태양까지의 거리가 줄어들어 지구가 태양 코로나의 영향 영역으로 떨어지고 그 안에서 "튀김"되기 시작합니다. 행성 표면의 온도는 10배 증가하여 대기가 사라지고 물이 증발합니다. 결과적으로 행성은 생명이 없는 암석 사막으로 변할 것입니다.
적색 거성 단계에 도달하면 일반 별은 중력 과정의 영향으로 백색 왜성이됩니다. 별의 질량이 우리 태양의 질량과 거의 같으면 그 안의 모든 주요 과정은 충동과 폭발적인 반응 없이 침착하게 일어날 것입니다. 백색 왜성은 땅에 타서 오랫동안 죽을 것입니다.
별이 처음에 태양 질량보다 1.4배 더 큰 질량을 가졌다면 백색 왜성은 최종 단계가 아닐 것입니다. 별 내부의 큰 질량으로 항성 물질의 압축 과정은 원자, 분자 수준에서 시작됩니다. 양성자는 중성자로 변하고 별의 밀도는 증가하고 크기는 급격히 감소합니다.
과학에 알려진 중성자 별의 지름은 10-15km입니다. 이렇게 작은 크기로 중성자별은 엄청난 질량을 가지고 있습니다. 1세제곱센티미터의 항성 물질은 수십억 톤의 무게가 나갈 수 있습니다.
우리가 처음에 질량이 큰 별을 다룬 경우, 진화의 마지막 단계는 다른 형태를 취합니다. 거대한 별의 운명은 블랙홀 - 탐구되지 않은 자연과 예측할 수 없는 행동을 가진 물체입니다. 별의 거대한 질량은 증가에 기여합니다. 중력압축력을 구동합니다. 이 프로세스를 중지할 수 없습니다. 물질의 밀도는 무한대가 될 때까지 증가하여 단일 공간을 형성합니다(아인슈타인의 상대성 이론). 그러한 별의 반지름은 결국 0이 되어 우주 공간의 블랙홀이 됩니다. 우주 공간의 대부분이 거대하고 초질량의 별들로 채워진다면 훨씬 더 많은 블랙홀이 있을 것입니다.
적색 거성이 중성자별이나 블랙홀로 변형되는 동안 우주는 생존할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 독특한 현상- 새로운 우주 물체의 탄생.
초신성의 탄생은 별의 진화에서 가장 인상적인 마지막 단계입니다. 자연의 자연 법칙은 여기에서 작동합니다. 한 몸의 존재가 중단되면 새 생명이 생깁니다. 초신성의 탄생과 같은주기의 기간은 주로 거대한 별에 관한 것입니다. 소모된 수소 매장량은 헬륨과 탄소가 열핵융합 과정에 포함된다는 사실로 이어집니다. 이 반응의 결과 다시 압력이 상승하고 별의 중심에 철심이 형성된다. 가장 강한 중력의 영향으로 질량 중심은 별의 중심 부분으로 이동합니다. 코어가 너무 무거워져서 자체 중력에 저항할 수 없습니다. 결과적으로 코어의 급격한 팽창이 시작되어 순간 폭발로 이어집니다. 초신성의 탄생은 폭발, 엄청난 힘의 충격파, 광대한 우주의 밝은 섬광입니다.
우리 태양은 거대한 별이 아니므로 그러한 운명은 그것을 위협하지 않으며 우리 행성은 그러한 피날레를 두려워해서는 안됩니다. 대부분의 경우 초신성 폭발은 멀리 떨어진 은하에서 발생하는데, 이것이 드물게 탐지되는 이유입니다.
별의 진화는 수십억 년에 걸친 과정입니다. 진행 중인 프로세스에 대한 우리의 이해는 단지 수학적 및 물리적 모델, 이론일 뿐입니다. 지구 시간은 우리 우주가 살고 있는 거대한 시간 주기의 한 순간일 뿐입니다. 우리는 수십억 년 전에 일어난 일을 관찰하고 그들이 직면하게 될 일을 추측할 수 있을 뿐입니다. 후대지구인.
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우리의 태양은 45억 년 이상 동안 빛나고 있습니다. 동시에 끊임없이 수소를 소모합니다. 매장량이 아무리 많아도 언젠가는 고갈될 것이 분명합니다. 그리고 빛은 어떻게 될까요? 이 질문에 대한 답이 있습니다. 별의 수명 주기는 다른 유사한 공간 구조에서 연구할 수 있습니다. 실제로 우주에는 나이가 90억~100억 년인 실제 족장이 있습니다. 그리고 아주 어린 스타들이 있습니다. 그들은 수천만 년이 채 되지 않습니다.
따라서 우주가 "흩어져있는"다양한 별의 상태를 관찰함으로써 시간이 지남에 따라 어떻게 행동하는지 이해할 수 있습니다. 여기서 우리는 외계인 관찰자와 유추할 수 있습니다. 그는 지구로 날아가 사람들을 연구하기 시작했습니다. 어린이, 성인, 노인. 따라서 절대적으로 짧은 기간그는 사람들의 삶에서 어떤 변화가 일어나는지 이해했습니다.
태양은 현재 황색 왜성이다.
수십억 년이 지나고 적색 거성이 될 것입니다 - 2
그런 다음 백색 왜성으로 변하십시오 - 3
그러므로 자신있게 말할 수 있다. 태양의 중심부에 있는 수소가 고갈되어도 열핵반응은 멈추지 않는다. 이 과정이 계속될 영역은 우리 발광체의 표면을 향해 움직이기 시작할 것입니다. 그러나 동시에 중력은 더 이상 열핵 반응의 결과로 형성되는 압력에 영향을 줄 수 없습니다.
따라서, 별은 크기가 커지기 시작하여 점차 적색 거성으로 변합니다.. 이것은 진화의 후기 단계의 우주 물체입니다. 하지만 같은 방식으로 발생합니다 초기 단계별 형성 중. 두 번째 경우에만 적색 거성이 수축하여 주계열성. 즉, 수소로부터 헬륨을 합성하는 반응이 일어나는 곳에서. 한마디로 별의 수명주기가 시작되는 것과 함께 끝납니다.
우리 태양은 가장 가까운 행성을 삼킬 정도로 크기가 커질 것입니다. 이들은 수성, 금성 및 지구입니다. 하지만 두려워할 필요는 없습니다. 발광체는 수십억 년 안에 죽기 시작할 것입니다. 이 기간 동안 수십, 수백 개의 문명이 바뀔 것입니다. 사람은 클럽을 두 번 이상 집어 들고 천년 후에 다시 컴퓨터에 앉을 것입니다. 이것은 전체 우주의 기반이 되는 일반적인 순환입니다.
그러나 적색 거성이 되는 것이 끝을 의미하지는 않습니다. 열핵 반응은 외부 껍질을 우주로 던질 것입니다. 그리고 그 중심에는 에너지가 없는 헬륨 핵이 있을 것입니다. 중력의 영향으로 수축하고 결국 큰 질량을 가진 극도로 조밀 한 공간 형성으로 변할 것입니다. 이러한 멸종되고 천천히 냉각되는 별의 잔해는 백색 왜성.
백색 왜성은 태양의 반지름보다 100배 작은 반지름을 가지며 광도는 10,000배 감소합니다. 동시에 질량은 현재의 태양 전지와 비슷할 것이며 밀도는 백만 배 이상이 될 것입니다. 우리 은하에는 그러한 백색 왜성이 많이 있습니다. 그들의 수는 총 별 수의 10 %입니다.
백색 왜성은 수소와 헬륨이라는 점에 유의해야 합니다. 그러나 우리는 야생으로 올라가지 않을 것이지만 강한 압축으로 중력 붕괴가 발생할 수 있다는 점에 유의하십시오. 그리고 이것은 거대한 폭발로 가득 차 있습니다. 동시에 초신성 폭발이 관찰됩니다. "초신성"이라는 용어는 나이가 아니라 플래시의 밝기를 특징으로 합니다. 우주의 심연에서 오랫동안 보이지 않던 백색왜성이 갑자기 환한 빛을 발한 것뿐이다.
폭발하는 초신성의 대부분은 엄청난 속도로 우주 공간에서 흩어집니다. 그리고 나머지 중앙 부분은 더 조밀한 형태로 압축되어 호출됩니다. 중성자별. 항성 진화의 최종 산물입니다. 질량은 태양의 질량과 비슷하며 반경은 수십 킬로미터에 불과합니다. 큐브 하나 중성자별은 수백만 톤의 무게가 나갈 수 있습니다. 우주에는 그러한 구조물이 꽤 많이 있습니다. 그들의 수는 지구의 밤하늘에 흩어져있는 평범한 태양보다 약 천 배 적습니다.
별의 수명 주기는 질량과 직접적인 관련이 있습니다. 그것이 우리 태양의 질량에 해당하거나 그보다 작으면 삶이 끝날 때 백색 왜성이 나타납니다. 그러나 태양보다 수십 배, 수백 배 더 큰 빛이 있습니다.
그런 거인들이 노화 과정에서 수축하면 백색 왜성이 아닌, 블랙홀. 그 중력은 너무 강해서 빛의 속도로 움직이는 물체도 그것을 이기지 못합니다. 구멍의 크기는 중력 반경. 이것은 다음으로 둘러싸인 구의 반지름입니다. 중대한 전환점. 시공간의 한계를 나타냅니다. 그것을 극복한 우주의 몸은 영원히 사라지고 다시 돌아오지 않습니다.
블랙홀에 관한 많은 이론이 있습니다. 중력은 우주에서 가장 중요한 힘 중 하나이기 때문에 모두 중력 이론을 기반으로 합니다. 그리고 그것의 주요 품질은 다재. 적어도 오늘날에는 중력 상호작용이 없는 단일 우주 물체가 발견되지 않았습니다.
통해서라는 가정이 있다. 블랙홀평행세계에 들어갈 수 있습니다. 즉, 다른 차원으로 가는 통로입니다. 모든 것이 가능하지만 모든 진술에는 다음이 필요합니다. 실질적인 증거. 그러나 아직까지 그러한 실험을 수행할 수 있는 인간은 없습니다.
따라서 별의 수명주기는 여러 단계로 구성됩니다. 그들 각각에서 등기구는 이전 및 미래의 것과 근본적으로 다른 특정 용량으로 작용합니다. 이것이 유일무이함과 신비로움이다. 대기권 밖. 그를 알게되면 무의식적으로 사람도 발달의 여러 단계를 거친다고 생각하기 시작합니다. 그리고 우리가 지금 존재하는 껍질은 과도기다른 상태로. 그러나 이 결론은 다시 실질적인 확인이 필요합니다..
