В звездна баланс обсъдено, че в Херцшпрунг - Russell (свързване на цвета и яркостта на звезди) получава повечето от звездите в "лента", която се нарича основната последователност. Повечето от живота си звезда прекарват там. Характерна особеност на основната последователност на звезди е, че повечето от енергията, поради тяхната "изгаряне" водород в ядрото, за разлика от Т Тау звезди или, например, Джайънтс, което ще бъде споменато в послеписа.

Фиг. 1. Диаграма Херцшпрунг - Ръсел. В допълнение към цвета и яркостта на основните звезди последователности са посочени като специфични маса (в слънчеви маси)

Също така обсъдено, че различни цветове (на "температура" на повърхността) и осветеност (излъчваната енергия за единица време) съответстват на различни масови основните звезди последователности. мас спектър започва от десети от слънчева маса (у джуджета) и се простира до няколко стотин Сънс (у гиганти). Но масива трябва да плати много кратък живот на главната последователност: Джайънтс харчат за него само на милиони години (или дори по-малко), докато джуджетата могат да бъдат основен цикъл до десет трилиона години.

В тази задача, ние сме "от първите принципи", като се използват резултатите от предишните задачи (Звездна баланс и Скитникът фотонни), ще разберете защо главната последователност - това е почти права линия на графиката, както и как да се отнасят към нея сияйност и маса от звезди.

Нека ф - е енергията на фотони за единица обем (плътност на енергията). По дефиниция, светимостта L - е енергията, излъчвана от звездата повърхност за единица време. В порядък \ (L \ СИМ \ Фрак \), където V - обем Star, τ - някои характерни време на прехвърляне на тази енергия навън (това е времето, през което фотона оставя недра звезда). Тъй като обемът отново от порядъка може да бъде взето, когато R 3. R - радиус на звездата. време пренос на енергия може да бъде оценена като R 2 / LC. където L - свободна дължина на пътя, която може да бъде определена като 1 / ρκ (ρ - плътност Star вещество, κ - непрозрачност).

Фиг. 2. Прехвърлянето на енергийна плътност Δu от вътрешния към външните региони на звездата. Рисуване от книгата Г. Маоз, астрофизика в орехова черупка

В равновесие, плътността на фотонната енергия се изразява чрез закона на Стефан - Болцман. U = при 4. където - е известно постоянно и Т - температура характеристика.

По този начин, като се пропуска всички константи, ние откриваме, че яркостта L е пропорционална на \ (\ Фрак. \)

Ние също имаме това налягане P трябва да бъде балансирано тегло: (. P \ СИМ \ Фрак \) \

Компресиране на формиране на звезди в техните спира, когато сърцето започва в интензивно изгаряне на водород, който произвежда достатъчно налягане. Това се случва при определена температура T. аудио, който зависи от нищо. Следователно, като цяло, характерната температура (в действителност, е температурата в центъра на звездите, не трябва да се бърка при температура на повърхността!) От основната последователност звезди на същото.

1) В междинни масови звезди (0.5

ρT. и непрозрачност (фотони) Thomson разсейване причинени от свободни електрони, поради което непрозрачността е постоянна: κ = CONST. Зависимостта между яркостта на звездите на масите им. Оцени светимостта на звездата, която е 10 пъти по-масивна от Слънцето (осветеност спрямо слънцето).

2) ниска маса звезда, налягането се още причинено от налягането на газа, и непрозрачността се определя основно от друга разсейване и се дава чрез сближаване Kramers: κ

ρ / Т 7/2. Решете същия проблем за много малки звезди в, оценка на яркостта на звездата, която е 10 пъти по-лек от слънцето.

3) са масивни звезди с повече от няколко десетки слънчева маси непрозрачност дължи само Thomson разсейване (κ = конст), докато налягането, причинено от налягането на фотони и не газа (P

Т4). Зависимостта на осветеност на масата на тези звезди, за да гласуват светлината на звездата, която е 100 пъти по-масивна от Слънцето (бъдете внимателни със слънцето тук не може да се сравни, че е необходимо да се направи междинна стъпка).

Съвет 1

ρR 3. Използвайте приблизителни изрази за яркостта и налягане, както и изразяването на плътността и непрозрачността да се отървете от ρ. характеристика температура Т е същото навсякъде, както е споменато по-горе, така че той може да бъде навсякъде пропусне.

Съвет 2

В последния параграф на слънчеви маси от звезди, една от пристрастяване, и тежки - от друга, така че не може да се сравни с Слънцето Вместо това, първият брой на светимостта на някои междинни маса (например, 10 слънчеви маси), формулата за звезди от междинния маса, а след това с помощта на формулата за масивни звезди, да получите на звездата светимост е 100 пъти по-тежки от слънцето.

За звезди, в които налягането, който противодейства на гравитацията, при условие че налягането на идеален газ P

ρT. можем да запишем P

ρ (Т вземайки като константа). По този начин, за такива звезди, ние откриваме, че M

Р. е това, което ние използваме по-долу.

Имайте предвид, че този израз показва, че звездата, която е 10 пъти по-масивна от Слънцето, е около 10 пъти по-голям радиус.

1) като κ и Т за постоянен и положи ρ

M / R3, и използване на горните отношения, ние получаваме за междинно съединение маса звезда L

М 3. Това означава, че звездни 10 пъти по-масивни от Слънцето ще излъчват енергия в 1000 пъти по-голяма за единица време (в радиус от слънцето само 10 пъти).

2) От друга страна, за малка маса звезда, като κ

ρ / Т 7/2 (Т - всички като константа), имаме L

М 5. Това означава, че една звезда, която е 10 пъти по-малко масивни от Слънцето, има осветеност от 100, 000 пъти по-малко слънчева (отново, поне радиус от 10 пъти).

3) За най масивни звезди, съотношението на М

R вече не работи. Тъй като налягането, доставено от налягането на фотони, P

Конст. По този начин, М

М. С Слънцето не може да се сравнява директно, тъй като друга връзка се отнася за слънчева масови звезди. Но ние открихме, че една звезда 10 пъти по-масивни от Слънцето има осветеност от 1000 пъти. С такава звезда може да се сравни, той предвижда, че звездата е 100 пъти по-масивна от Слънцето излъчва около 10 000 пъти повече енергия за единица време. Всичко това и причинява формата на кривата на основната последователност в Херцшпрунг - Russell (Фигура 1.).

послеслов

Като упражнение, нека да изчислите наклона на главната последователност в Херцшпрунг-Ръсел. За простота разгледа делото L

М 4 - среден вариант между двама, се разглежда в решението.

По дефиниция, ефективната температура ( "температура" повърхност) е

където σ - е постоянна. Предвид това, че М

R (ние сме по-горе), имаме за основните звезди последователност (средно) \ (L \ SIM T_ ^ 8 \). Това означава, че температурата на повърхността на звездата, която е 10 пъти масата на Слънцето (и блести 1000 пъти по-интензивни), ще има 15 000 К, като звезда с маса 10 пъти по-малко слънчева (което блести 100 000 пъти по-малко интензивни) - около 1500 K ,

За да обобщим. Във вътрешността на основната последователност на звезди е "топъл" от сливането на водород горене. Такова изгаряне е източник на енергия, което е достатъчно за трилиони години, най-леките звезди, милиарди години на слънчева маса звезди и милиони години, е най-трудно.

Тази енергия се трансформира в кинетична енергия на газа и енергията на фотоните, които взаимодействат помежду си, тази енергия се пренася към повърхността, а също така се осигури достатъчно налягане, за да се противодейства на гравитационно свиване на звездата. (но най-леките звездите (М <0,5M☉ ) и тяжелых (M> 3M☉) прехвърляне също се осъществява чрез конвекция.)

Във всяка от графиките на фиг. 3 показва струпване на звезди, защото звездите на същия клъстер вероятно са се образували в същото време. Като цяло диаграма показва звездите на клъстера Плеяди. Както може да се види, концентрацията е все още много млад (неговата възраст се оценява на 75-150000000 не е налице), а по-голямата част на звездата е основен цикъл.

Левият Графиката показва клъстера още не е формиран (на възраст под 5 милиона години), в който повечето от звездите, дори не са "родени" (ако раждането е влизането на главната последователност). Тези звезди са много ярки, тъй като по-голямата част от енергията си не се дължи на термоядрения реакции, както и гравитационното компресия. В действителност, те все още се пресова, движещи се бавно по Херцшпрунг - Russell (както е показано със стрелка), докато в центъра на температурата да не се повиши достатъчно да тече ефективни реакции термоядрени. След това звездата ще бъде основен цикъл (черната линия в диаграмата) и ще има за известно време. Трябва също да се отбележи, че най-тежките звезди (M> 6M☉) са родени на основната последователност, която е, когато те са оформени от температурата в центъра вече е достатъчно висока, за да предизвика термоядрен изгарянето водород. Поради тази тежки протони (вляво) в диаграмата, не можем да видим.

На графиката дясната показва натрупването на стари (на възраст от 12,7 милиарда години). Вижда се, че повечето звезди са напуснали главната последователност, движещи се "нагоре" на графиката и се превръща в червен гигант. Още подробности за това и хоризонтална страна, ние ще говорим друг път. Въпреки това, следва да се отбележи, че най-тежката звезда напуска главната последователност, преди някой друг (ние вече сме се отбележи, че за повечето от светимостта да плати кратък живот), а най-леките звездите (вдясно на главната последователност) продължават да са на него. По този начин, ако натрупването на известна "инфлексна точка" - мястото, където се отреже главната последователност и гигантски клон започва, може точно да се прецени как преди много години, образувана на звездата, която е да се намери на възраст от клъстера. Ето защо, Херцшпрунг-Ръсел носи полза за идентифициране на много млади и много стари звездни купове.

Свързани статии

• Основни стадии звезди - studopediya