Звёзды. Внутреннее строение Солнца и звёзд» Захарова Е. 11 «Б» презентация

«Звёзды. Внутреннее строение Солнца и звёзд»

Основные характеристики звёзд

Источники энергии звезд Если бы Солнце состояло из каменного угля и источником его энергии было горение, то для при поддержании нынешнего уровня излучения энергии Солнце бы полностью сгорело за 5000 лет. Но Солнце светит уже миллиарды лет! Вопрос об источниках энергии звезд был затронут еще Ньютоном. Он предполагал, что звезды восполняют запас энергии за счет падающих комет. В 1845г. нем. Физик Роберт Мейер (1814-1878) попытался доказать, что Солнце светит за счет падения на него межзвездного вещества. 1954г. Герман Гельмгольц высказал предположение, что Солнце излучает чась энергии, освобождающейся при его медленном сжатии. Из простых расчетов можно узнать, что Солнце полностью исчезло бы за 23 млн. лет, а это слишком мало. Кстати, этот источник энергии в принципе имеет место до выхода звезд на главную последовательность.

Источники энергии звезд При больших температурах и массах более 1,5 массы Солнца доминирует углеродный цикл (CNO). Реакция (4) самая медленная – для нее требуется около 1 млн. лет. При этом выделяется чуть меньше энергии, т.к. больше ее уносится нейтрино. Этот цикл в 1938г. Независимо разработали Ганс Бете и Карл Фридрих фон Вейцзеккер.

Источники энергии звезд Когда горение гелия в недрах звезд заканчивается, при более высоких температурах становятся возможными другие реакции, в которых синтезируются более тяжелые элементы, вплоть до железа и никеля. Это а-реакции, углеродное горение, кислородное горение, кремниевое горение... Таким образом, Солнце и планеты образовались из «пепла» давно вспыхнувших сверхновых звезд.

Модели строения звезд Равновесие налагает на звезду жесткие ограничения, т.е., придя в состояние равноесия, звезда будет иметь строго определенное строение. В каждой точке звезды должен соблюдаться балланс сил гравитации, теплового давления, давления излучения и др. Также градиент температуры должен быть таким, чтобы тепловой поток наружу строго соответствовал наблюдаемому потоку излучени с поверхности. Все эти условия можно записать в виде математических уравнений (не менее 7), решение которых возможно только численными методами.

Модели строения звезд Мехническое (гидростатическое) равновесие Сила, обусловленная разносьтю давлений, направленная от центра, должна быть равна силе тяготения. d P/d r = M(r)G/r2 , где P-давление, -плотность, M(r) – масса в пределах сферы радиуса r. Энергетическое равновесие Прирос светимости за счет источник энергии, содержащихся в слое толщиной dr на расстоянии от центра r, вычисляется по формуле dL/dr = 4r2(r) , где L-светимость, (r) – удельное энерговыделени ядерных реакций. Тепловое равновесие Разность температур на внутренних и внешних границах слоя должна быть постоянна, причем, внутренние слои должны быть горячее.

Внутреннее строение звезд Ядро звезды (зона термоядерных реакций). 2. Зона лучистого переноса выделяющейся в ядре энергии внешним слоям звезды. 3. Зона конвекции (конвективного перемешивания вещества). 4. Гелиевое изотермическое ядро из вырожденного электронного газа. 5. Оболочка из идеального газа.

Строение звезд до солнечной массы Звезды с массой меньше 0,3 солнечной являются полностью конвективными, что связано с их низкими температурами и высокими значениями коэффициентам поглощения. Звезды солнечной массы в ядре осуществляется лучистый перенос, тогда как во внешних слоях – конвективный. Причем, масса конвективной оболочки быстро уменьшается при движении вверх по главной последовательности.