В третьей части темы (см.
"Эволюция звезд. (часть 3-я)" ) мы выяснили, что любая звездная система, в том числе и наша, рано или поздно погибнет. Происходит это посредством последовательного превращения планет в звезды, которые, в большинстве своем, покинут материнскую звезду и отправятся путешествовать в далекий космос, постепенно превращаясь в звезды гиганты.
Вообще все звезды: и те, что образовались из остывшего до абсолютного нуля газового скопления (далее - ГС), и те, что возникли в процессе накопления водорода на поверхности планет, - в момент своего рождения имеют массу, равную массе Солнца, но заканчивают свою жизнь гигантами с массой, превышающей солнечную в сотни и тысячи раз.
Разберем этот вопрос поподробнее.
Примем условное обозначение для звезд, возникших из холодных ГС - звезды газового происхождения (далее - ЗГП), а для звезд, образованных на основе планет - звезды планетарного происхождения (далее - ЗПП)
Итак, мы выяснили, что первым солнечную систему покинет ЗПП Эрида, ранее бывшая планетой-карликом Эридой.
Какова же будет её дальнейшая судьба?
Двигаясь в космическом пространстве, заполненном сильноразреженным газом, ЗПП Эрида будет его поглощать, постепенно увеличивая свою массу. Поскольку большая часть ГС - это водород, то, попав внутрь звезды, он ионизируется. Вследствие этого, увеличение массы звезды ни как не повлияет на её размеры.
Однако, увеличение концентрации ионов водорода (протонов) на единицу объема звезды неизбежно приведет к ускорению синтеза гелия. Так как, ядерный синтез вещества идет с поглощением энергии, ускорение синтеза гелия в обязательном порядке повлияет на температуру звезды в сторону её понижения.
Таким образом, если перед нами две звезды одинаковых размеров, то более горячая звезда должна иметь меньшую массу.
Минимальная масса, которую может иметь звезда - это масса Солнца (см.
"Эволюция звезд. (часть 1-я)" ), следовательно, солнцеподобные звезды, или ЗГП - самые горячие. Равные им по величине звезды, образованные из планет, или ЗПП, обязательно будут иметь большую, чем у ЗГП массу, за счет поглощенного, в процессе космических путешествий, водорода, и меньшую температуру.
Во второй части темы (см.
"Эволюция звезд.(часть 2-я)" ) мы рассчитали процент гелия и водорода в составе Солнца, исходя из предположения, что вся видимая часть звезд образуется за счет гелия, имеющего плотность жидкого гелия, а оставшаяся часть массы - это водород. Таким образом можно рассчитать процентный состав всех ЗГП, поскольку нам известна их масса, равная массе Солнца.
Но этот способ не подходит для ЗПП, так как нам не известна их масса. Мы не знаем, сколько "лишнего" водорода они поглотили.
Однако, есть все основания предположить, что процентное соотношение водорода-гелия в ЗПП такое же, как и в ЗГП, при условии равенства их температур. Теперь мы можем узнать соотношение водород-гелий в ЗПП, а следовательно вычислить их массу.
Приведем пример.
Ближайшая к Солнцу звезда - Альфа Центавра. Это система, состоящая из трех звезд. Две звезды (А, В) находятся друг от друга на расстоянии 23,4 а.е., вращаясь вокруг общего центра масс. Третья (С) вращается вокруг первых двух, находясь от них на расстоянии 15 тыс. а.е.
Звезды А, В близки по своим размерам и температуре к Солнцу.
Температура Альфа Центавра А - 5750°К, т.е. практически такая же как и у Солнца (5780°К), следовательно можно считать соотношение водород-гелий обеих звезд одинаковым. По известному (1,23 солнечного) радиусу Альфа Центавра А определяем массу гелия. Зная массу гелия и соотношение водород-гелий, рассчитываем массу водорода. Складываем массу водорода и гелия, получаем массу Альфа Центавра А. Оказалось, что она больше солнечной в 2,034 раза.
Альфа Центавра В - немного холоднее Солнца. Её температура - 5250°К. Но и её радиус меньше (0,87 солнечного). Для такой величины звезд, такая температура - максимальна, следовательно масса Альфа Центавра В, равна массе Солнца.
Таким способом можно рассчитать массу звезд радиусом больше 0,3 солнечных и температурой выше 3000°К. Для слишком маленьких, или слишком холодных звезд методика дает очень большую погрешность.
Кроме того, в этом нет особой необходимости, поскольку такие звезды - это совсем молодые, недавно сформировавшиеся объекты, а значит вероятность того, что их масса сильно отличается от солнечной, крайне мала.
Итак, мы пришли к выводу, что все звезды делятся на два типа, на ЗГП и ЗПП.
Необходимо отметить, что ЗГП, такие как Солнце, в процессе своей эволюции сохраняют постоянную массу, но постепенно увеличивают свой объем, вследствие синтеза гелия. Так же постепенно растет их температура.
Существование таких звезд достаточно стабильно, что является необходимым условием наличия жизни на одной из их планет.
Внутри ЗПП так же постоянно растет содержание гелия, а значит и объем. Но в этот процесс вмешивается периодическое поглощение звездой попутных ГС, которое увеличивает их массу и снижает температуру. Вследствие этого, свечение ЗПП в процессе эволюции меняется самым непредсказуемым образом, что делает невозможным существование рядом с ними жизни, даже если у них имеются планеты-спутники.
Таким образом, господам горе-ученым, желающим найти братьев по разуму, следует исследовать не любые звезды, а главным образом ЗГП, каковые можно отличить от ЗПП по сочетанию параметра температура-радиус.
И еще один вывод из вышесказанного необходимо сделать, прежде чем мы перейдем к изучению следующего этапа эволюции звезд. Это касается их возраста.
С момента своего возгорания, внутри звезды запускается процесс синтеза гелия, который продолжается на протяжении всей её жизни. Следовательно, количество образовавшегося гелия, о котором свидетельствуют её размеры, напрямую указывает на возраст звезды.
Говоря проще, чем звезда больше, тем она старше.
Вернемся к ЗПП Эриде. Интересно, а есть ли какая-нибудь закономерность в том, в какую сторону она полетит, простившись с Солнцем?
Ранее (см.
"Эволюция звезд. (часть 3-я)" ) мы выяснили, что с момента возгорания Солнце, как и прочие ЗГП, начинает движение в сторону центра масс галактики. Очевидно, что именно с этой стороны планета-карлик Эрида встретится с ГС и станет на каждом витке зачерпывать очередную порцию водорода. Тогда, согласно законам механики, эффект от увеличения массы планеты проявится с прямо противоположной стороны, а значит именно в ту сторону, т.е. на периферию галактики, ЗПП Эрида направится, когда навсегда покинет Солнечную систему.
Таким образом, мы открыли очередную закономерность, суть которой состоит в том, что все ЗПП, покидая материнские ЗГП, направляют свободный полет от центра галактики к её окраине. А поскольку, при этом они продолжают испытывать притяжение к центру галактики, то двигаться они будут не по прямой, а по расходящейся спирали.
Отсюда следует два вывода:
- во-первых, рисунок спиральных галактик получается не потому, что все звезды по какой-то неизвестной причине движутся по сходящейся к центру спиральной траектории, а наоборот, потому, что ЗПП, получив импульс от ЗГП, летят от центра к периферии по спиральной расходящейся траектории, собирая по дороге газ из попутных ГС.
- во-вторых, очевидно, что количество ЗПП в несколько раз больше, чем ЗГП. Масса ЗПП также больше массы ЗГП. Следовательно, процесс движения ЗПП приводит к тому, что вещество галактики переносится от центра к периферии, т.е. спиральные галактики постоянно расширяются.
Вопрос: до каких пор они будут расширяться?
Ответ: до тех пор, пока не столкнутся с соседними галактиками и в точках столкновения образуются новые галактики.
Этот процесс повторяется циклически и длится бесконечно.
Итак, наша ЗПП Эрида покинула Солнце и отправилась в свободный полет. При этом, её радиус будет расти постоянно с определенной скоростью, зависящей от концентрации в ней ионов водорода.
Это процесс системный.
Масса же её будет увеличиваться случайным образом, в зависимости от наличия и количества газа встречаемого ею по пути.
Это процесс несистемный.
Сочетание вышеуказанных факторов определяет состояние ЗПП в любой момент её жизни.
Ранее (см.
"Эволюция звезд. (часть 1-я)" ) мы выяснили, что жизнь любой звезды начинается с того момента, когда внутри ГС создаются условия для ионизация атомов водорода. Логично предположить, что в процессе увеличения массы и объема звезды должен наступить такой момент, когда станет возможна ионизация атомов гелия.
Поскольку, устойчивое атомарное состояние гелия - основа сохранения звездой её размеров, утрата хотя бы некоторой части гелия данного свойства, неизбежно приведет к резкому уменьшению её радиуса.
Таким образом, мы открыли природу такого явления, как "Пульсирующие звезды".
Согласно определению из Википедии, пульсирующие звезды - это класс переменных звёзд, которые меняют свою светимость из-за поочерёдного расширения и сжатия внешних слоёв и изменения их температуры.
Читатель не должен воспринимать это определение буквально, поскольку в нем имеет место ошибка, обусловленная полным непониманием горе-учеными процессов, происходящих в звездах.
Поясню.
Пульсирующие звезды действительно меняют свою светимость. И поскольку светимость определяется температурой внешних слоев звезды, то температура внешних слоев тоже периодически меняется. Однако, происходит это не из-за сжатия, или расширения внешних слоев, поскольку вещество звезды находится в жидком состоянии, а следовательно не может ни сжиматься, ни расширяться.
Периодическое уменьшение размеров звезд происходит, как мы выяснили выше, вследствие утраты частью звездного вещества (гелия) его атомарного состояния, т.е вследствие его (гелия) полной ионизации.
Однако, термин "пульсирующие" в названии означает, что такие звезды не только уменьшают свои размеры, но, впоследствии, увеличивают, т.е. возвращаются в исходное состояние. Это может означать только то, что процесс ионизации гелия прекращается, во-первых, а во-вторых, ионизированный гелий рекомбинирует, т.е. возвращается в свое первоначальное атомарное состояние.
Возникает вопрос: если, в момент рождения звезды, водород, начав ионизацию, не прекращает её до тех пор, пока ГС размером несколько миллионов км не уменьшается до шарика радиусом 19 км, то почему то же самое не происходит в случае ионизации гелия?
Дело в том, что процесс ионизации водорода начинается при температуре абсолютного нуля и фактором, обусловливающим начало процесса, является только гравитационное давление, каковое, в процессе ионизации, только усиливается.
Когда же приходит очередь ионизации гелия, то, наряду с фактором гравитации, на процесс влияет так же фактор температуры, причем влияние его не однозначно.
Проанализировав физические характеристики некоторого количества пульсирующих звезд, я пришел к выводу, что для начала процесса пульсации звезда должна иметь массу, превышающую массу Солнца в два раза и температуру более 7 тыс. °К.
Не пульсируют звезды массой меньше 2-х солнечных, например все ЗГП, но имеющие температуру более 7 тыс. °К. Точно так же, звезда может быть тяжелее Солнца в десятки и даже сотни раз, но если её температура меньше 7 тыс. °К, то она не пульсирует.
Необходимо понять, что, говоря о температуре, я имею в виду температуру внешней поверхности звезды. Процесс же ионизации гелия запускает температура в её центре, которая конечно больше, чем на поверхности, но, естественно, не на миллионы градусов, как об этом говорят горе-ученые. Возможно в 2-3 раза, в зависимости от размеров звезды, но что бы об этом говорить более предметно, необходимо провести отдельное исследование.
Зададимся вопросом: почему звезды не начинают пульсировать при низких температурах, по достижении ими критической массы?
Очевидно причина состоит в том, что низкие температуры, в данном случае, препятствуют процессу гравитационного сжатия вещества, которое запускает процесс разрушения электронных оболочек гелия. Когда же температура достигнет критической, отрицательное влияние температуры компенсируется высокой кинетической энергией движения молекул, и процесс ионизации начинается.
Почему же, начавшись, процесс ионизации гелия останавливается практически сразу же?
Дело в том, что в зоне реакции, а это центр звезды, в результате ионизации гелия резко возрастает концентрация ионов водорода, что, в свою очередь, приводит к ускорению процесс синтеза гелия. Мы знаем, что синтез гелия поглощает большое количество энергии и его ускорение немедленно охладит зону реакции, а это остановит ионизацию гелия. Затем, поскольку температура понижается ниже критической, начинается рекомбинация ионов гелия, а значит размеры звезды восстанавливаются до первоначальных. Далее цикл повторяется.
Наружные слои звезды работают несколько в ином режиме.
Ионизация гелия в центре звезды приводит к резкому (в 100 тысяч раз) уменьшению его объема. Фигурально выражаясь, ионизированное вещество как бы исчезает и на его месте образуется полость, в которую падает неионизированный гелий. Внешне, это выглядит как уменьшение звездой её размеров.
Падение вещества приводит к выделению энергии, вследствие чего увеличивается температура внешних слоев звезды. Далее, в процессе восстановления исходных размеров, температура внешних слоев снижается до первоначальной.
(Продолжение)