Какие элементы входят в состав звёзд

По определению звезда — это гигантский газовый шарообразный объект, который излучает свет и находится в состоянии равновесия благодаря собственной гравитации и давлению внутри него. Как известно, звёзды формируются из газово-пылевой среды под действием гравитационного сжатия.

Звезда Арктур
Звезда Арктур

Хотя все светила разные, их образуют одни и те же вещества. А вот какие разберёмся вместе.
Итак, химический состав звёзд:

  • водород (73%);
  • гелий (25%);
  • атомы тяжёлых веществ (2%).

Водород

Как видно, в составе звёзд самым распространенным элементом является водород. Кстати, благодаря ему и начинаются ядерные реакции.

Газовые облака
Газовые облака

Во время сжатия газового облака, температура внутри повышается. Так, запускаются термоядерные реакции в уже сформировавшемся ядре. В это время четыре атома водорода, которые преобладают в области, сливаются в один атом гелия. Другими словами, водород начинает гореть, а из него синтезируется гелий. Таким образом вырабатывается основная часть энергии (98% от общей звездной).

Гелий

Стоит отметить, что это второй самый распространённый элемент в химическом составе всех светил. Более того, он является вторым самым лёгким элементом, опять же после водорода. Вероятно, поэтому гелия и водорода больше любых других элементов во всей Вселенной, они входят в состав всего, что есть в нашем космосе.
Гелий, как уже было сказано, образуется во время термоядерного синтеза. И, что важно, под воздействием высокой температуры и горения водорода, он также начинает гореть. Данный процесс приводит к формированию плотного ядра.

Атомы водорода и гелия
Атомы водорода и гелия

Вместе с тем гравитационное сжатие увеличивает плотность гелия, что приводит к повышению температуры (да, она становится всё выше и выше). Тем самым увеличивается излучение и внешняя оболочка, которая при расширении начинает остывать. И вот звезда растёт и эволюционирует. Правда, гелиевый центр тела может догореть до взрыва или же выгореть в углеродное ядро. Все зависит от остального содержания звезды.

Другие атомы тяжёлых веществ

Несмотря на то, что вещества тяжелее гелия составляют всего 2% от всего светила, их значение очень велико. Ведь они влияют на скорость процессов внутри ядра. То есть могут либо ускорять, либо замедлять их. А это обуславливает яркость и длительность жизни звездного тела.

Как известно, чем тяжелее элемент, тем глубже он находится. Потому как тяжёлое сильнее притягивается силами гравитации. Соответственно, лёгкие элементы, наоборот, удерживаются снаружи.
Таким образом, если в химическом составе присутствуют атомы тяжелее водорода и гелия, то они будут располагаться в самом ядре. Если звезда имеет массу выше средней и в ней есть, например, железо или любое другое тяжёлое вещество, то произойдёт взрыв сверхновой. Конечно, не сразу, а на конечном этапе своей эволюции. Но итог очевиден — превращение в нейтронную звезду или чёрную дыру.

Нейтронная звезда
Нейтронная звезда
Чёрная дыра
Чёрная дыра

По данным учёных, существуют светила с богатым содержанием кремния, железа марганца, углерода и других веществ. Очевидно, что преобладание определённых веществ, которые и составляют эти небольшие, но важные 2%, предопределяют её судьбу.

Помимо того, что они образуются в результате термоядерных процессов, на их формирование также влияет межзвездная среда. Потому что первоначальный состав, то есть облако из газа и пыли, может уже содержать какие-либо тяжёлые элементы. И они, собственно, невольно попадут в звёздный состав.

Что интересно, жёлтые и красные карлики богаты на тяжёлые элементы, а вот массивные светила не могут этим похвастаться.
Если в массивной звезде преобладают атомы металлов, то при взрыве сверхновой остаток будет меньше.

Основная структура звёздных тел

внутренняя зона:

  • ядро — центр, где протекают термоядерные реакции;
  • конвективная зона — область, в которой энергия переносится посредством перемешения вещества;
  • лучистая зона — область, где энергия переносится в результате излучения фотонов. Правда, она отсутствует у звезд с малой массой.

В процессе эволюции светила со средней и большой массой, так сказать, наращивают дополнительные слои. В которых, так же как и внутри, происходят ядерные реакции. Чем больше масса, тем больше слоёв. Но в них гореть может уже не водород, а углерод, превращающийся в тяжёлые элементы. К примеру, даже в железо.

внешняя часть — атмосфера.

Она расположена над поверхностью звезды и также, как и внутренняя область, состоит из трёх зон:

  • фотосфера — находится в самом низу, в ней формируется спектр;
  • хромосфера — окружает нижнюю часть, чаще всего красного цвета за счет водородного излучения;
  • корона — внешняя атмосферная зона, состоящая из плазмы и излучающая рентгеновское излучение.
Структура звезды
Структура звезды

Как узнали из чего состоят звезды

Конечно, люди еще в древние-древние времена видели эти прекрасные и сияющие точки на ночном небе. Со временем их научились оценивать по цвету и светимости, даже узнали расстояние до них. Но состав звёзд долго оставался загадкой. Долго человечество строило догадки. И лишь в середине 19 века занавес тайны приоткрылся благодаря появлению методики спектрального анализа.

Как оказалось, любой источник света обладает собственным спектром, который зависит от составляющих веществ. Они могут поглощать и пропускать спектральные линии. Таким образом, анализ спектра звезды помог учёным определить из чего же они состоят.
Что интересно, по химическому составу и массе звезд учёные определяют их возраст и судьбу.

Солнечный спектр
Солнечный спектр

Между прочим, существует целая наука о составе и природе звёзд — Астрофизика. Именно она изучает строение, физические свойства и химический состав космических объектов.

В заключении, ещё раз отметим, что определенный химический состав звёзд определяет их жизненный путь и то, какие этапы эволюции их ожидают. Помимо этого, он влияет на формирование других космических объектов нашей Вселенной. Главным образом, тех, в которые светило будет входить и формировать.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector