Звезды. Все эти яркие точки, которые можно наблюдать в ночном небе – это очень далекие космические объекты. И все они, на самом деле, имеют внушительные размеры. Они намного больше, чем все, что может представить в голове обычный гражданин. Любая из настоящих звезд определенно намного больше, чем наша Земля. Кроме, конечно, всяких экзотических объектов вроде белых карликов или нейтронных звезд. Это всем очевидно. Однако на этой планете есть люди, которые считают, что звезды имеют диаметр всего несколько километров. Так что стоит, наверное, освежить в памяти такую тему: какие размеры звезды имеют на самом деле?

Дело в том, что звезда непременно должна быть большой, чтобы собственно стать звездой. Почему? Да потому что такое небесное тело отличается от остальных космических объектов тем, что способно производить энергию с помощью термоядерного синтеза. Самостоятельно. И в течение длительных периодов времени. Именно поэтому звезды сияют. И они могут это делать только если имеют определенную минимальную массу.

Для того чтобы атомы водорода, которые являются основным компонентом звездного вещества, сливались в атомы гелия и производили энергию, они должны двигаться достаточно быстро. Если они слишком медленные, то просто отскакивают друг от друга. И ничего не происходит. Лишь только если они достаточно шустрые, между ними случается «биг бада бум». И они сливаются в атомы гелия. А поскольку масса двух атомов водорода больше, чем масса одного атома гелия, вся эта разница в массе выделяется в виде энергии. Именно эта энергия и питает звезды изнутри.

Как стать звездой?

Скорость атомов зависит от температуры. Чем жарче, тем быстрее они двигаются. Для того чтобы стать достаточно быстрым для термоядерного синтеза, необходимо иметь температуру около 10 миллионов градусов. Добиться таких температур не так-то просто. Даже в центре Земли «всего» чуть меньше 5000 градусов по Цельсию. Да и на поверхности Солнца ненамного теплее. Температура, необходимая для ядерного синтеза, достигается только, и исключительно внутри звезд. Только там огромные массы газа давят на центр извне. Это давление и создает высокие температуры.

Относительно легко можно подсчитать, какая масса должна давить на центр звезды, чтобы ее хватило для возникновения реакции термоядерного синтеза. И ученые сделали это. Оказалось, что для этого нужно примерно 75 раз масс планеты Юпитер. Это примерно в 24 000 раз больше массы Земли. Или 7 процентов массы Солнца.

Сфера из водорода, достигшая такой массы, обязательно станет звездой. И начнет светиться.

Но есть и верхние пределы массы звезд. Мы уже выяснили, что чем массивнее звезда, тем горячее она внутри. И чем она горячее, тем интенсивнее происходят реакции термоядерного синтеза. И тем быстрее звезда расходует свое топливо. Чем горячее звезда, тем сильнее так называемое радиационное давление у нее внутри. Ведь энергия, которая вырабатывается в центре звезды в процессе термоядерного синтеза должна куда-то деваться. Эта энергия проникает наружу, и излучение попадает на частицы звездного вещества. Обычно это давление уравновешивается гравитационными силами материи. И если эти силы становятся слабы, от того что материи становиться все меньше, это приводит к коллапсу звезды. Обычная звезда, такая как наше Солнце, находится в устойчивом равновесии. И может поддерживать это состояние в течение миллиардов лет.

Звездные ветры

Однако очень массивные звезды горят намного быстрее. Давление излучения в их недрах гораздо сильнее. И они буквально раздувает звезду. Кроме того, такие объекты намного быстрее расходует свое топливо. И поэтому живут они недолго. Обычно всего несколько миллионов лет. Радиационное давление у них настолько велико, что большие части внешних слоев таких звезд вырываются в космос. Эти звездные ветры тоже сокращают продолжительность жизни звезд.

Такие огромные звезды имеют массу от 200 до 300 масс Солнца. То есть они значительно тяжелее нашей звезды. Однако у таких объектов есть максимальный верхний предел массы. Это ограничение возникает вот почему: каждая звезда образуется из большого газового облака, которое коллапсирует и уплотняется. Если нужная плотность достигнута, начинается термоядерный синтез. И звезда начинает сиять. Однако в случае очень больших звезд, образующихся из очень больших газовых облаков, процесс слияния начинается уже тогда, когда облако еще находится в процессе коллапса. Внезапное появление сильных звездных ветров срывает оставшуюся материю облака, и уносит в космос.

И звезда больше не может расти. Именно поэтому верхний предел массы звезд ограничен.Источник: "Живой космос"