Жизненный цикл звезды
На этой странице представлена качественная схема ветвления эволюции одиночной звезды в зависимости от её начальной массы: коллапс молекулярного облака, фаза протозвезды, горение водорода в ядре на главной последовательности, а затем эволюция после главной последовательности. Ниже минимальной массы для горения водорода (~0.08 M☉) объекты становятся коричневыми карликами. Звёзды массой примерно до 8 M☉, как правило, сбрасывают оболочки и оставляют белые карлики. Более массивные звёзды могут взорваться как сверхновые с коллапсом ядра, оставляя нейтронные звёзды или чёрные дыры в зависимости от массы ядра, потери массы и металличности — приведённые пороговые значения являются педагогическими, а не точными модельными.
Для кого: Вводный курс астрофизики; дополняет страницы с диаграммой Герцшпрунга–Рассела и энергией связи ядер.
Ключевые понятия
- главная последовательность
- планетарная туманность
- белый карлик
- сверхновая
- нейтронная звезда
- чёрная дыра
Как это работает
Эволюция звезды зависит в первую очередь от начальной массы. Молекулярное облако коллапсирует в протозвезду, затем звезда выходит на главную последовательность, где в ядре идёт термоядерный синтез водорода. После исчерпания водорода в центре звёзды малой и средней массы расширяются, становясь гигантами, сбрасывают оболочки в виде планетарных туманностей и оставляют белые карлики. При массе выше примерно 8 M☉ звезда может завершить жизнь вспышкой сверхновой II типа; компактным остатком становится нейтронная звезда или, для самых массивных ядер, чёрная дыра. Указанные пороги схематичны — металличность, вращение и взаимодействие в двойной системе меняют картину.
Основные формулы
Часто задаваемые вопросы
- Почему указаны три числа (0.08, 8, 25 M☉)?
- ~0.08 M☉ отделяет коричневые карлики от звёзд, в которых идёт горение водорода. ~8 M☉ — это приблизительная нижняя граница для сверхновых с коллапсом железного ядра во многих учебниках. ~25 M☉ — это условное разделение между остатками в виде нейтронной звезды и чёрной дыры; реальные модели зависят от звёздного ветра, вращения и взаимодействия в двойных системах.
- Где находится асимптотическая ветвь гигантов?
- Для наглядности она объединена с «красным гигантом»; звёзды промежуточной массы проходят фазу АВГ перед стадией планетарной туманности.
Ещё из «Астрономия и небо»
Другие симуляторы в этой категории — или все 28.
Метод лучевых скоростей для экзопланет
K из масс и P; синусоидальная V_r(t); M sin i.
Транзит экзопланеты (кривая блеска)
Перекрытие равномерного диска; R_p/R_*; прицельный параметр b; F(t) в зависимости от периода.
Сфера влияния (Хилла)
r_H ≈ a (m/3M)^(1/3): схематичная орбита вторичного тела и радиус сферы Хилла в зависимости от масс и a.
Измерение скорости света c (игрушечная модель метода времени пролёта)
c ≈ 2D/Δt для пути туда и обратно; схематичный путь + контекст опытов Физо/Фуко.
GPS и теория относительности
Оценка релятивистского ухода часов (слабополевое приближение + СТО) в зависимости от высоты и орбитальной скорости.
Кривая ядерной связи
Качественная зависимость удельной энергии связи (B/A) от массового числа (A) в контексте синтеза и деления.