Рождение звезд

Рождение звезд. Современная астрономия располагает большим количеством аргументов в пользу утверждения, что звезды образуются путем конденсации облаков газово-пылевой межзвездной среды.

Процесс образования звезд из этой среды продолжается и в настоящее время. Еще сравнительно недавно считали, что все звезды образовались почти одновременно много миллиардов лет назад. Крушению этих метафизических представлений способствовал, прежде всего, прогресс наблюдательной астрономии и развитие теории строения и эволюции звезд. В результате стало ясно, что многие наблюдаемые звезды являются сравнительно молодыми объектами, а некоторые из них возникли тогда, когда на Земле уже был человек.

Вторым аргументом служит расположение групп заведомо молодых звезд так называемых ассоциаций в спиральных ветвях Галактики. Дело в том, что согласно радиоастрономическим наблюдениям межзвездный газ концентрируется преимущественно в спиральных рукавах галактик. В частности, это имеет место и в нашей Галактике. Именно в этих частях спиралей наблюдаются методами оптической астрономии облака ионизованного межзвездного газа. Причиной ионизации таких облаков может быть только ультрафиолетовое излучение массивных горячих звезд объектов заведомо молодых.

Центральным в проблеме эволюции звезд является вопрос об источниках их энергии. В прошлом веке и в начале этого века предлагались различные гипотезы о природе источников энергии Солнца и звезд. Некоторые ученые, например, считали, что источником солнечной энергии является непрерывное выпадение на его поверхность метеоров, другие искали источник в непрерывном сжатии Солнца.

Освобождающаяся при таком процессе потенциальная энергия могла бы, при некоторых условиях перейти в излучение. Успехи ядерной физики позволили решить проблему источников звездной энергии еще в конце 30-ых годов нашего столетия. Таким источником являются термоядерные реакции синтеза, происходящие в недрах звезд при господствующей там очень высокой температуре порядка десяти миллионов градусов. В результате этих реакций, скорость которых сильно зависит от температуры, протоны превращаются в ядра гелия, а освобождающаяся энергия медленно просачивается сквозь недра звезд и, в конце концов, значительно трансформированная, излучается в мировое пространство.

Это исключительно мощный источник. Если предположить, что первоначально Солнце состояло только из водорода, который в результате термоядерных реакций целиком превратится в гелий, то выделившееся количество энергии составит примерно 1052 эрг. Таким образом, для поддержания излучения на наблюдаемом уровне в течение миллиардов лет достаточно, чтобы Солнце израсходовало не свыше 10 своего первоначального запаса водорода.

Теперь мы можем представить картину эволюции какой-нибудь звезды следующим образом. Начинает конденсироваться облако межзвездной газово-пылевой среды. Довольно скоро разумеется, по астрономическим масштабам под влиянием сил всемирного тяготения из этого облака образуется сравнительно плотный непрозрачный газовый шар. Давление газа внутри шара не в состоянии пока уравновесить силы притяжения отдельных его частей, поэтому он будет непрерывно сжиматься.

Некоторые астрономы раньше считали, что такие протозвезды первичные звезды наблюдаются в отдельных туманностях в виде очень темных компактных образований, так называемых глобул. Успехи радиоастрономии, однако, заставили отказаться от такой точки зрения. Обычно одновременно образуется не одна протозвезда, а более или менее многочисленная группа. В дальнейшем эти группы становятся звездными ассоциациями и скоплениями. Весьма вероятно, что на этом самом раннем этапе эволюции звезды вокруг нее образуются сгустки с меньшей массой, которые затем постепенно превращаются в планеты. В дальнейшем протозвезда продолжает сжиматься.

Ее размеры становятся меньше, а поверхностная температура растет. Когда центральная ее часть становится настолько горячей, чтобы начался ядерный синтез, давление газа внутри будущей звезды уравновешивает притяжение и газовый шар перестает сжиматься, протозвезда превращается в нормальную звезду.

Как только начинаются ядерные реакции, у звезды появляется источник энергии, способный поддерживать ее существование в течение очень долгого времени. Насколько долгого - это зависит от размера звезды в начале этого процесса, но у звезды размером с наше Солнце топлива хватит па стабильное существование в течение примерно 10 миллиардов лет. Однако случается, что звезды, гораздо более массивные, чем Солнце, существуют всего несколько миллионов лет причина в том, что они сжимают свое ядерное топливо с гораздо большей скоростью.