Юлия Мизун - Мыслящая Вселенная

Когда период сжатия подходит к концу и внутри звезды начинают протекать температурные реакции, все звезды оказываются на главной последовательности диаграммы спектр — светимость. В термоядерной реакции водород превращается в гелий. При этом четыре протона (четыре ядра атома водорода) образуют ядро атома гелия. Получившийся излишек массы превращается в энергию: примерно 0,007 массы вещества при этой реакции превращается в энергию излучения.

Несложно подсчитать, через какое время наша звезда — Солнце израсходует на излучение всю свою массу. Расчеты дают величину 1011лет. Это сто миллиардов лет.

Сжатие звезды прекращается потому, что от термоядерных реакций поступает энергия, которая противодействует сжатию. Она компенсирует расход энергии на излучение. Пока все будет происходить именно таким образом, звезда будет сохранять постоянными свои основные физические характеристики — радиус, температуру, светимость. Она будет оставаться на диаграмме спектр — светимость на линии главной последовательности. Но через какое-то время водород в центральной части звезды кончится. В результате радиус звезды должен увеличиться, а температура ее уменьшится. Светимость при этом несколько увеличится. Это значит, что звезда начнет смещаться с главной последовательности вправо и вверх. Скорость этого смещения зависит от скорости выгорания водорода, которая, в свою очередь, в очень сильной степени зависит от температуры. Скорость протекания термоядерных реакций приблизительно пропорциональна 15-й степени температуры! Поэтому те звезды, у которых в центральных областях достигается более высокая температура, быстрее сходят с главной последовательности и быстрее перемещаются на диаграмме вправо и вверх. С другой стороны, температура центральных областей выше у звезд с большими массами. В этих звездах сильное поле тяготения и больше потенциальная энергия тяготения. Именно эта энергия превращается при сжатии в тепловую энергию.

По указанным причинам звезды больших масс и больших светимостей сходят с главной последовательности вправо и вверх быстрее. При этом они перемещаются в направлении той части диаграммы, где расположена ветвь гигантов. На рисунке 18 показано, что звезды больших масс и, следо-

Рис. 18. Эволюционные перемещения звезд на диаграмме спектр — светимость после исчерпания водорода в центральных областях

вательно, больших светимостей эволюционируют быстрее, превращаясь в красных гигантов, когда звезды меньших масс еще только немного отошли от линии главной последовательности.

Наступает момент, когда весь водород в звезде-гиганте выгорел. При этом они достигнут стадии красного гиганта. Тогда сжатие их ядра, которое состоит из гелия, приведет к дальнейшему повышению температуры. Она увеличивается до значений более 100 миллионов градусов. Тогда начинается новая термоядерная реакция, в результате которой образуются ядра атома углерода из трех ядер атомов гелия. И эта реакция сопровождается потерей массы и выделением энергии излучения. В результате температура звезды увеличивается. Звезда начинает свое новое перемещение на диаграмме спектр — светимость. Но в этом случае она смещается влево.

Эллиптические галактики имеют вид гладких эллипсов или кругов. Яркость звезд постепенно уменьшается по мере удаления от центра галактики к периферии. Эллиптические галактики заселены вторым типом звездного населения. Это красные и желтые гиганты, красные и желтые карлики, а также некоторое количество белых звезд. Светимость белых звезд не очень высокая.

В эллиптических галактиках нет бело-голубых сверхгигантов и гигантов. Поэтому эллиптические галактики не имеют структуры. Именно группировки бело-голубых гигантов и сверхгигантов вырисовываются в виде ярких сгустков. Поэтому звездная система с их участием имеет колоритную структурность. Нет в эллиптических галактиках и пыли (в структуре галактик, в которых есть пыль, присутствуют темные полосы).

Раз у эллиптических галактик нет структурных образований, то они не очень сильно отличаются внешне друг от друга. В основном это отличие состоит в том, что разные галактики сжаты больше или меньше. Под сжатием понимают вытянутость эллипса. Ясно, что у круговой галактики сжатие равно нулю. Если же у галактического эллипса большая полуось вдвое больше малой, то показатель сжатия оказывается равным 5, а когда большая ось намного больше малой, показатель сжатия равен 10. Сам показатель сжатия определяется по формуле