Техника - молодёжи 1955-04, страница 13

Наличие внутри звезды весьма высокой температуры вызывает перемещу ние тепла к ее поверхности, естественно, более холодной.

Пока мы еще ничего не говорили о процессах, создающих энергию внутри звезд. Тем не менее звезда излучала бы энергию, даже если бы внутри нее и не создавалась энергия за счет термоядерных реакций. Основанием для столь неожиданного вывода является описанный выше процесс гравитационного сжатия. Сживаясь и разогреваясь, звезда будет излучать некоторое количество энергии со своей поверхности. Однако подоодый источник энергии недолговечен. Если бы солнце счетило только за счет гравитационного сжатия, то оно смогло бы существовать не более 20—30 миллионов лет. Для поддержания излучения Солнца на Золее длительное время необходимы дополнительные внутренние источники энергии, которыми являются яд( :рные реакции в его недрах.

В настоящее время считается, что термоядерные реакции, создающие энергию внутри Солнца и звезд, достаточно хорошо изучены. Это реакции, в результате которых четыре протона объединяются в одно ядро гелия, сопровождаются выделением огромных количеств энергии.

Наличие внутреннего . источника энергии у Солнца и звезд позволяет им ппддерживагь свое существование и видимые размеры в течение очень дли гельного времени. По крайней мере, наше Солнце в его наблюдаемом состоянии существует hjck( лько миллиардов лет и смо,кет еще просуществовать более 10 миллиардов лет.

После того как весь водород в центральной части звезды уже преобразовался в гелий, звезда может начать сжиматься, так как вес вышележащих слоев уже не будет поддерживаться давлением газа изнутри (поскольку источники энергии иссяг-ли) Такое сжатие сопровождаете*» повышением температуры в недрах звезды. Если масса звезды достаточно велика и температура повысится до 100 митлионов градусов, то в центральных частях звезды могут начаться другие ядерные реакции — реакции между атомными ядрами гелия, которые также сопровождаются выделением энергии. Это реакции превращения гелия в углерод, кислород и неон. При них фи ядра гелия 4 соединяются и образуют ядро углерода 12. Добавление еще одного ядра гелия превращает углерод в кислород 16, доЗахшение

Т1«ПЕРЛТ) РЛ И ДАВЛЕНИЕ

ядра гелия к кислороду дает неон 20. Все эги реакции выделяют энергию в виде мощных гамыа-лучей.

За счет этих новых источников энергии звезда может излучать еще сотни миллиардов лет Однако количество энергии, выделяемое в течение этих реакций при прочих равных условиях, меньше, чем при реакциях преобразования водорода в гелий, Поэтому звезда, находящаяся на этом более позднем этапе развития, будет лзлучать энергии меньше (то-

есть ее светив петь бу- _ _______

дет меньше), чем в более ранний период, когда водорода в ней оыло много Изученные за последнее время некоторые белые и голубые звезды низ кой светимости, повидимому, как раз переживают такой «-гелиевый» период. Об этом говорит и спектроскопическое исследование их атмосфер, согласно которому гели* в них иного, а водорода мало. Такие звезды в астрофизике называются «гелиевыми:...

Возможно, что у звезд этого класса процесс образования энергии протекает по двум путлм: во внешних с ноях происходит соединение ядер водорода в гелий, в глубоких внутренних ело IX - соедине ние ядер гелия в ядра более тяжелых элементов

Образование *олее тяжел! -х, чем неон, элементов возможно лишь при значительном повышении температуры. Так, при 600 млн. градусов ядерные реакции происходгт уже между углеродом, натрием, магнием и неоном. Температура, завная &00 млн. градусов, создает условия для превращения неона в магний и кислород.

При дальнейшем росте температуры до 1500 м^н. градусов кислород и магний могут преобразоваться в алюминий, кремний, серу, фосфор, хлор, аргон, кший и кальций

И, наконец, при температуре порядка 2000 млн. градусов возможно превращение всех этих элементов в элементы группы железа — титан, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь и пинк.

Возможно ли на самом деле существование звез^ с термодинамике-

щ

Изошутна В. НЛЩЕНН0

ской температурой в 200U млн. градусов? Все современные данные о строении звезд не говорят в пользу этч го предположения. Тем не менее все вышеперечисленные элементы существуют в звездах. Значит, они должны Пыли образоваться раньше самих звезд на некотором дозвезд-нон ^тапе развития космического вещества, в условиях, отличающихся от тех, какие мы сейчас наблюдаем в известной нам части вселенной. Скорее всего в других, неисследованных еще частях бесконечной вселенной и сейчас существуют физические условия (температуры и плотности), необходимые для того, чтобы могли происходить реакции, приводящие к построению ядер тяжелых элементов. Проблема г-роисх«ждения тяжелых элементов является одной из важнейших, пока еще не решенных проблем современной астрофизики.

Таков краткий итог путешествия в мире давлений и температур. Упомянутыми нами крайними степенями разрежения и уплотнения материи, медленным, почти не обнаруживаемым передвижением частиц и бешеным вихрем их движения не ограничивается бесконечное разнообразие форм существования и движения материи, одновременно находящейся и в стадии разрушения и в стадии созидания самых разнообразных своих элементов. Этот процесс вполне закономерен, И чем оольше человек изучает э гот увлекательный, величественный, беспредельный и бесконечный мир, тем больше он овладевает его тайнами

гьлии

ТЕНМОЯ 0.ЕИНАЯ РЕАКЦИЯ ГЕЛИЯ

В НЕДРАХ САМЫХ ГОРЯЧИХ ЗВЕЗД 1

СТОЛКНОР, -АЛАКТИМ

X JOnhU'*

999999727