그의 인생에서 적어도 한 번은 별이 빛나는 하늘을 보았습니다. 누군가는이 아름다움을보고 낭만적 인 감정을 경험했고, 다른 하나는이 모든 아름다움이 어디서 오는 것인지 이해하려고했습니다. 우리의 행성에서의 삶과 달리 우주에서의 삶은 다른 속도로 흐릅니다. 우주 공간에서의 시간은 우주에서의 거리와 크기가 엄청납니다. 우리는 눈 앞에서 은하와 별들을 끊임없이 진화시키고 있다는 사실을 거의 생각하지 않습니다. 끝없는 공간에있는 모든 물체는 특정 물리적 과정의 결과입니다. 은하, 별, 그리고 심지어 행성은 개발의 주요 단계를 가지고 있습니다.
우리의 행성과 우리 모두는 우리의 명예에 달려 있습니다. 태양은 얼마나 오래 태양계에 생명을 불어 넣는 따뜻함으로 우리를 기쁘게 할 것입니까? 앞으로 수백만 년과 수십억 년 동안 우리를 기다리고있는 것은 무엇입니까? 이와 관련하여 천문학적 인 물체의 진화 단계, 별이 어디서 왔는지, 그리고 밤하늘에있는이 멋진 빛의 수명이 어떻게 끝나는 지에 대해 더 많이 알게되는 것은 흥미로운 일입니다.
별들의 기원, 출생 및 진화
우리 은하계와 우주 전체에 서식하는 별들과 행성들의 진화는 대부분 잘 연구되어 왔습니다. 우주의 물체의 기원을 이해하는 데 도움이되는 물리 법칙은 우주에서 불안정하게 작동합니다. 이 경우의 기본은 우주의 기원 과정에서 지배적 인 교리 인 빅뱅 이론에 근거를두고있다. 우주를 흔들고 우주 표준에 따라 우주의 형성을 이끌어 낸 사건. 우주에서, 별의 탄생부터 죽음까지, 순간이지나갑니다. 거대한 거리는 우주의 불변의 환영을 만듭니다. 그 거리에서 번쩍이는 별이 우리를 수십억 년 동안 빛나게하고 그 당시에는 그렇지 않을 수도 있습니다.
은하와 별의 진화 이론은 빅뱅 이론의 발전이다. 별들의 탄생과 항성계의 출현에 대한 교리는 규모와시기가 다르다. 우주와는 달리 현대 과학의 수단으로 관찰 될 수있다.
별의 생명주기를 연구하는 것은 우리에게 가장 가까운 빛의 예에서 가능합니다. 태양은 우리의 시야에서 수조조에 달하는 별들 중 하나입니다. 또한 지구에서 태양까지의 거리 (1 억 5 천만 km)는 태양계의 한계를 벗어나지 않고 대상을 탐험 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 얻은 정보는 어떻게 다른 별이 배열되는지,이 거대한 열원이 얼마나 빨리 소진되었는지, 별이 발전하는 단계는 무엇인지 그리고이 화려한 삶의 끝이 될 것인가 - 조용하고 어둡거나 반짝이는 폭발성을 자세히 이해할 수 있습니다.
빅뱅 (Big Bang) 후에, 작은 입자들은 성간 구름을 만들었고, 그것은 수조조의 별을위한 "병원"이되었습니다. 모든 별들이 수축과 팽창의 결과로 동시에 태어났다는 것이 특징입니다. 우주 가스의 구름 속에서의 압축은 이웃에있는 새로운 별에서 그 자체의 중력 및 유사한 과정의 영향으로 일어났다. 성간 가스의 내부 압력과 가스 구름 내부의 자기장의 작용으로 팽창이 일어난다. 동시에, 구름은 질량 중심을 중심으로 자유롭게 회전했습니다.
폭발 후 형성된 가스 구름은 원자와 분자 수소와 헬륨으로 98 %가 구성되어있다. 이 어레이의 2 %만이 먼지와 단단한 미세 입자를 설명합니다. 이전에는 어떤 별의 중심에 100 만 도의 온도로 가열 된 철분이 놓여 있다고 믿었습니다. 이 측면은 명사의 엄청난 질량을 설명했습니다.
물리적 힘의 반대에서, 압축력은 에너지의 방출로 인한 빛이 가스 구름으로 침투하지 않기 때문에 우세했다. 빛은 방출 된 에너지의 일부와 함께 바깥쪽으로 퍼져서 밀도가 높은 가스 내부에 음의 온도와 저압 영역을 만듭니다. 그러한 상태에 있기 때문에, 우주의 가스는 빠르게 압축되고, 중력의 힘의 영향은 입자들이 항성 물질을 형성하기 시작하게 만든다. 가스 클러스터가 고밀도 일 때, 강렬한 압축은 별 클러스터의 형성을 유도합니다. 가스 구름의 크기가 중요하지 않은 경우 압축하면 단일 별이 형성됩니다.
일어나는 일에 대한 간략한 설명은 별의 미래가 원 스타의 상태에 대한 빠른 압축과 느린 압축의 두 단계를 거친다는 것입니다. 간단하고 이해할 수있는 언어로 말하면, 빠른 압축은 원시 자료의 중심으로 항성 물질이 떨어진다. 느린 압축은 원시 별의 형성 중심의 배경에서 발생합니다. 그 후 수십억 년 동안 새로운 지층의 크기가 줄어들었고 그 밀도가 수백만 배가되었습니다. 점차적으로 원시 별은 고밀도의 항성 물질로 인해 불투명 해지고 계속되는 압축은 내부 반응 메커니즘을 촉발시킵니다. 내부 압력과 온도의 성장은 미래의 별에서 미래의 중력 중심을 형성하게합니다.
이 상태에서 원생 동물은 천천히 열을 방출하고 점차적으로 수축하여 수백만 년 동안 머무름으로써 크기가 줄어든다. 결과적으로 새로운 별의 윤곽이 나타나고 그 물질의 밀도는 물의 밀도와 비슷하게됩니다.
평균적으로 우리 별의 밀도는 1.4 kg / cm3입니다. 이것은 짠 죽은 바다의 물의 밀도와 거의 같습니다. 태양의 중심에는 100kg / cm3의 밀도가 있습니다. 항성 물질은 액체 상태가 아니지만 플라즈마 형태입니다.
엄청난 압력과 약 1 억 K의 온도의 영향으로 수소 사이클의 열 핵 반응이 시작됩니다. 압축이 끝나면 중력의 에너지가 수소 핵의 열 핵으로 바뀔 때 물체의 질량이 증가합니다. 이 시점부터, 에너지를 방출하는 새로운 별이 질량을 잃기 시작합니다.
위에서 언급 한 스타의 형성은 별의 진화와 출생의 초기 단계를 설명하는 원시적 인 계획입니다. 오늘날 우리 은하와 우주 전체에서 그러한 과정은 항성 물질의 격렬한 고갈 때문에 거의 눈에 띄지 않습니다. 우리 은하의 관측에 대한 의식의 역사 전체에 대해 새로운 별들의 고립 된 모습 만 주목 받았다. 우주의 규모에서,이 수치는 수백, 수천 번 증가 될 수 있습니다.
그들의 삶의 대부분은 원시 별이 먼지 껍질로 인간의 눈에서 숨겨져 있습니다. 핵의 방출은 별의 탄생을 보는 유일한 방법 인 적외선 범위에서만 관찰 될 수 있습니다. 예를 들어, 1967 년 Orion Nebula에있는 천문 과학자들은 새로운 별을 발견했다.이 별의 복사 온도는 켈빈 700도였다. 그 결과, 원시 별의 출생지는 우리 은하뿐만 아니라 우리와 멀리 떨어져있는 우주의 다른 부분에서도 이용할 수있는 초소형 소스라는 것이 밝혀졌습니다. 적외선 복사 외에도 새로운 별이 탄생하는 장소에는 강렬한 무선 신호가 표시됩니다.
별의 연구와 진화 과정
별을 아는 전 과정은 여러 단계로 나눌 수 있습니다. 맨 처음 별과의 거리를 결정하십시오. 별이 우리에게서 얼마나 멀리 떨어져 있는지, 얼마나 오래 지속되는지에 대한 정보는이 시간 동안 별에 무슨 일이 일어 났는지를 알려줍니다. 한 사람이 먼 별까지의 거리를 측정 한 후에, 별들은 서로 다른 크기와 다른 운명의 동일한 태양 일 뿐이라는 것이 명백 해졌다. 빛의 레벨과 방출되는 에너지의 양에 따라 별과의 거리를 알면 별의 열 핵융합 과정을 추적 할 수 있습니다.
별과의 거리를 결정한 후에 스펙트럼 분석을 사용하여 별의 화학적 성분을 계산하고 그 구조와 나이를 확인할 수 있습니다. 스펙트로 그래프의 출현 덕분에 과학자들은 별빛의 본질을 연구 할 수있었습니다. 이 장치는 항성 물질의 존재 단계가 다른 항성 물질의 기체 조성을 결정하고 측정 할 수 있습니다.
태양과 다른 별들의 에너지에 대한 스펙트럼 분석을 연구 한 과학자들은 별과 행성의 진화는 공통 뿌리를 가지고 있다는 결론에 도달했습니다. 모든 우주 몸체들은 같은 종류와 비슷한 화학 성분을 가지고 있으며, 빅뱅의 결과와 같은 것으로부터 파생됩니다.
항성 물질은 지구와 동일한 화학 원소 (철까지)로 구성됩니다. 유일한 차이점은 이러한 요소 또는 다른 요소의 수와 태양 및 지구의 창공 내부에서 발생하는 프로세스에 있습니다. 이것은 별을 우주의 다른 물체와 구별합니다. 별의 기원은 다른 물리학 분야, 양자 역학의 맥락에서 고려되어야한다. 이 이론에 따르면, 항성 물질을 결정 짓는 문제는 원자와 기본 입자를 끊임없이 나누어 자신의 소우주를 만드는 것으로 구성됩니다. 이 점에서 관심의 대상은 별의 구조, 구성, 구조 및 진화입니다. 그것이 밝혀 졌을 때, 우리 별과 다른 많은 별들의 주요 질량은 수소와 헬륨이라는 두 가지 요소만을 설명합니다. 별의 구조를 설명하는 이론적 모델은 다른 우주 물체와의 주요 차이점과 구조를 이해할 수 있습니다.
주요 특징은 우주의 많은 물체가 특정 크기와 모양을 가지고있는 반면, 별은 크기가 변화함에 따라 크기가 변할 수 있다는 것입니다. 고온 가스는 서로 약하게 결합 된 원자들의 화합물입니다. 별 형성 후 수백만 년, 항성 표면의 표면층의 냉각이 시작됩니다. 별은 크기가 줄어들거나 증가하면서 대부분의 에너지를 우주 공간에 제공합니다. 열과 에너지의 전달은 별의 내부 영역에서 표면으로 진행되어 방사선의 강도에 영향을줍니다. 다른 말로하면, 존재하는 각기 다른시기의 동일한 별이 다르게 보입니다. 수소주기의 반응을 기반으로하는 열 핵 과정은 수소 원자의 가벼운 수소 원자 (헬륨 및 탄소) 로의 변환에 기여합니다. 천체 물리학 자들과 핵 과학자들에 따르면 그러한 열 핵적 반응은 방출되는 열의 양 측면에서 가장 효과적이다.
왜 핵의 열 핵융합은 그러한 원자로의 폭발로 끝나지 않습니까? 것은 중력장의 힘이 안정된 부피의 한계 내에서 항성 물질을 담을 수 있다는 것입니다. 이것으로부터 우리는 모호하지 않은 결론을 도출 할 수있다 : 어떤 별이라도 중력과 열 핵 반응의 에너지 사이의 균형 때문에 크기를 유지하는 거대한 몸체이다. 이 이상적인 자연 모델의 결과는 장시간 작업 할 수있는 열원입니다. 지구상의 최초 생명체는 30 억 년 전에 출현했다고 가정합니다. 그 당시 태양은 우리 행성을 지금처럼 따뜻하게했습니다. 결과적으로, 우리의 별은 방출 된 열과 태양 에너지의 크기가 엄청나 다 - 매초 3-4 백만 톤 이상에도 불구하고 거의 변하지 않았습니다.
수년 동안의 존재를 계산하는 것은 쉽습니다. 우리 스타는 무게를 잃었습니다. 이것은 거대한 숫자가 될 것입니다. 그러나 거대한 질량과 높은 밀도 때문에 우주를 가로 지르는 그러한 손실은 중요하지 않게 보입니다.
별의 진화 단계
별의 운명은 별의 초기 질량과 그 화학적 조성에 달려 있습니다. 수소의 주요 예비가 핵심에 집중되어있는 한, 별은 소위 주 계열 (main sequence)에있다. 별의 크기가 커지 자마자 열 핵융합의 주원인이 말라 버렸다는 것을 의미합니다. 천체의 변형의 길고 긴 마지막 길을 시작했습니다.
광휘에서 형성된 발광체는 처음에 세 가지 가장 일반적인 유형으로 나뉘어집니다.
- 정상적인 별 (노란 난장이);
- 왜소한 별들;
- 거대한 별.
질량이 적은 별 (왜성)은 천천히 수소 저장고를 태우고 평온하게 삶을 산다.
그런 별들은 우주의 대다수이고 우리 별은 황색 왜성입니다. 노년기가 시작되면서, 황색 왜성은 적색 거성 또는 초 거대하게 변합니다.
별들의 기원 이론을 바탕으로 우주에 별을 형성하는 과정은 끝나지 않았습니다. 우리 은하계에서 가장 밝은 별은 태양과 비교했을 때 가장 크며 막내도 가장 크다. 천체 물리학 자들과 천문학 자들은이 별들을 파란색 supergiants라고 부릅니다. 결국, 그들은 다른 수조의 별을 경험하는 동일한 운명에 직면하게됩니다. 첫째, 급속한 탄생, 화려하고 열렬한 삶. 그 후 느린 부식이 일어난다. 태양과 같은 별에는 긴 수명주기가 있으며, 중간 순서로 (주 부분) 있습니다.
별의 질량에 대한 데이터를 사용하여 우리는 진화의 발전 경로를 추측 할 수 있습니다. 이 이론의 실례는 우리 별의 진화이다. 영원한 것은 없습니다. 열 핵융합의 결과로 수소는 헬륨으로 전환되므로 초기 매장량이 소비되고 줄어 듭니다. 언젠가, 곧,이 주식은 다 떨어질 것입니다. 우리 태양이 크기가 변하지 않고 50 억년 이상 빛을 발하고 있다는 사실로 판단하면 스타의 성숙한 나이는 거의 같은 기간 지속될 수 있습니다.
수소 매장량의 고갈은 중력의 영향으로 태양의 핵이 급속히 줄어들 기 시작할 것이라는 사실로 이어질 것입니다. 코어 밀도가 매우 높아져서 열 핵 프로세스가 코어에 인접한 레이어로 이동하게됩니다. 그러한 상태는 붕괴 (collapse)라고 불리며, 이는 별의 상층에서 열 핵 반응에 의해 야기 될 수 있습니다. 고압의 결과로, 헬륨을 포함하는 열 핵 반응이 유발된다.
별의이 부분에서 수소와 헬륨의 공급은 수백만 년 동안 지속될 것입니다. 수소 매장량의 고갈로 방사선의 강도가 증가하고 껍질의 크기가 증가하며 별 자체의 크기가 커지는 것은 아닙니다. 결과적으로 태양은 매우 커질 것입니다. 수십억 년이 지난이 그림을 상상해 보면, 눈부신 밝은 디스크 대신 거대한 크기의 뜨거운 빨간 디스크가 하늘에 매달릴 것입니다. 붉은 자이언트는 스타의 진화의 자연스러운 단계이며, 변이 상태를 가변성 별 범주로 분류합니다.
이 변환의 결과로, 지구에서 태양까지의 거리가 줄어들어 지구가 태양 코로나의 영향 지역에 빠지게되고 그곳에서 "굽기"시작합니다. 행성 표면의 온도가 10 배가되면 분위기가 사라지고 물이 증발합니다. 그 결과 행성은 생명이없는 바위 같은 사막으로 변할 것입니다.
별의 진화의 마지막 단계
적색 거성의 위상에 도달 한 정상적인 별은 중력 과정의 영향으로 백색 왜성이됩니다. 별의 질량이 우리 태양의 질량과 거의 같으면 충동과 폭발적인 반응없이 모든 주요 과정이 조용히 일어납니다. 백색 왜성은 오랫동안 죽어 재에 퇴색합니다.
별의 원래 질량이 1.4 배 이상인 경우에는 백색 왜성이 최종 단계가되지 않습니다. 별 안쪽에 큰 질량이있는 상태에서 항성 물질의 압축 과정은 원자 수준의 분자 수준에서 시작됩니다. 양성자는 중성자로 변하고 별의 밀도는 증가하며 크기는 급격히 감소합니다.
과학에 알려진 중성자 별은 직경이 10-15km입니다. 이러한 작은 크기의 중성자 별은 거대한 질량을 가지고 있습니다. 1cm3의 항성 물질은 수십억 톤의 무게를 가질 수 있습니다.
우리가 초기에 큰 질량의 별을 다룰 경우, 진화의 마지막 단계는 다른 형태를 취합니다. 거대한 별의 운명 - 블랙홀 - 미개척의 자연과 예측할 수없는 행동을 가진 대상. 거대한 질량의 별은 압축력을 설정하는 중력의 증가에 기여합니다. 이 프로세스를 일시 중단 할 수 없습니다. 물질의 밀도는 무한대로 변할 때까지 증가하고, 단일 공간을 형성합니다 (아인슈타인의 상대성 이론). 그러한 별의 반경은 결국 0이되어 우주 공간에서 블랙홀이됩니다. 우주 공간에서 우주의 대부분이 거대하고 초신성적인 별들로 가득 차 있다면 블랙홀은 훨씬 더 커질 것입니다.
적색 거성이 중성자 별이나 블랙홀로 변형되는 동안 우주는 새로운 우주 물체의 탄생이라는 독특한 현상에서도 살아남을 수 있다는 점에 유의해야합니다.
초신성의 탄생은 별들의 진화에서 가장 인상적인 최종 단계입니다. Здесь действует естественный закон природы: прекращение существование одного тела дает начало новой жизни. Период такого цикла, как рождение сверхновой, в основном касается массивных звезд. Израсходовавшиеся запасы водорода приводят к тому, что в процесс термоядерного синтеза включается гелий и углерод. В результате этой реакции давление снова растет, а в центре звезды образуется ядро железа. Под воздействием сильнейших гравитационных сил центр массы смещается в центральную часть звезды. Ядро становится настолько тяжелым, что неспособно противостоять собственной гравитации. Как следствие, начинается стремительное расширение ядра, приводящее к мгновенному взрыву. Рождение сверхновой - это взрыв, ударная волна чудовищной силы, яркая вспышка в бескрайних просторах Вселенной.
Следует отметить, что наше Солнце не является массивной звездой, поэтому подобная судьба ее не грозит, не стоит бояться такого финала и нашей планете. В большинстве случаев взрывы сверхновых происходят в далеких галактиках, с чем и связано их достаточно редкое обнаружение.
결론적으로
Эволюция звезд - это процесс, который растянут по времени на десятки миллиардов лет. Наше представление о происходящих процессах - всего лишь математическая и физическая модель, теория. Земное время является лишь мгновением в огромном временном цикле, которым живет наша Вселенная. Мы можем только наблюдать то, что происходило миллиарды лет назад и предполагать, с чем могут столкнуться последующие поколения землян.
