і) щільність речовини стає настільки високою, що властивості газу кардинально змінюються. Подібний газ називається виродженим, а зірки, з нього складаються виродженими зірками.
Після утворення виродженого ядра термоядерний горіння триває в джерелі навколо нього, що має форму кульового шару. При цьому зірка переходить в область червоних гігантів на діаграмі ГерцшпрунганРесселла. Оболонка червоного гіганта досягає колосальних розмірів - в сотні радіусів Сонця - і за це час порядку 10-100 тис. років розсіюється в простір. Скинута оболонка іноді видно як планетарна туманність. Залишилося гаряче ядро ​​поступово остигає і перетворюється на білий карлик, в якому силам гравітації протистоїть тиск виродженого електронного газу, забезпечуючи тим самим стійкість зірки. При масі близько сонячної радіус білого карлика становить лише кілька тисяч кілометрів. Середня щільність речовини в ньому часто перевищує 10 9 кг м 3 (Тонну на кубічний сантиметр!). p> Ядерні реакції усередині білого карлика НЕ йдуть. А світіння відбувається за рахунок повільного остигання. Основний запас теплової енергії білого карлика міститься в коливальних рухах іонів, які при температурі нижче 15 тис. кельвінів утворюють кристалічну решітку. Образно кажучи, білі карлики - це гігантські гарячі кристали. Поступово температура поверхні білого карлика зменшується і зірка перестає бути білою (за кольором) - це скоріше вже бурий або коричневий карлик.
Маса білих карликів не може перевищувати деякого значення - це так званий межа Чандрасекара (по імені американського астрофізика, індійця за походженням, Субрахманьяна Чандрасекара), він дорівнює приблизно 1,4 маси Сонця. Якщо маса зірки більше, тиск вироджених електронів не може протистояти силам гравітації і за лічені секунди відбувається катастрофічне стиск білого карлика - колапс. У ході колапсу щільність різко зростає, протони об'єднуються з виродженими електронами і утворюють нейтрони (це називається нейтронізаціей речовини), а звільняється гравітаційну енергію забирають в основному нейтрино. Чим же закінчується цей процес? За сучасними уявленнями, колапс може або зупинитися при досягненні густин порядку 10 17 кг м 3 , коли нейтрони самі стають виродженими, - і тоді утворюється нейтронна зірка; або виділяється енергія повністю руйнує білий карлик - і колапс по суті справи перетворюється на вибух.
Нейтронні зірки
Більшість нейтронних зірок утворюються при колапсі ядер зірок масою більше 10 сонячних. Їх народження супроводжується грандіозним небесним явищем - спалахом наднової зірки. Знаючи зі спостережень, що спалахи наднових в нормальній галактиці відбуваються приблизно раз на 25 років, легко обчислити, що за час існування нашої Галактики (10-15 млрд. років) у ній мало утворитися кілька сот мільйонів нейтронних зірок! Як же вони повинні проявляти себе?
Молоді нейтронні зірки швидко обертаються (Періоди обертання вимірюються мілісекундами) і володіють сильним магнітним полем. Обертання разом з магнітним полем створюють потужні електричні поля, які виривають заряджені частинки з твердої поверхні нейтронної зірки і прискорюють їх до дуже високих енергій. Ці частинки випромінюють радіохвилі. p> З втратою енергії обертання нейтронної зірки гальмується, електричний потенціал, створюваний магнітним полем, падає. При деякому його значенні заряджені частинки перестають народжуватися і радіопульсар В«загасаєВ». Це відбувається за час близько 10 млн. років, тому діючих пульсарів у Галактиці повинно бути кілька сот тисяч. В даний час спостерігається приблизно 700 пульсарів.
Як і для білих карликів, для нейтронних зірок існує гранично можлива маса (вона носить назву межі Оппенгеймера - Волкова ). Проте будова матерії при настільки високих щільностях відомо погано. Тому межа Оппенгеймера - Волкова точно не встановлений, його величина залежить від зроблених припущень про тип і взаємодії частинок усередині нейтронної зірки. Але в кожному разі вона не перевищує трьох мас Сонця.
Якщо маса нейтронної зірки перевершує це значення, ніякий тиск речовини не може протидіяти силам гравітації. Зірка стає нестійкою і швидко колапсує. Так утворюється чорна діра.
Чорні діри
Термін В«чорна діраВ» був вельми вдало введений у науку американським фізиком Джоном Уілер в 1968 р. для позначення сколлапсировать зірки. Як відомо, для того, щоб подолати силу тяжіння небесного тіла з масою М і радіусом R, частка на поверхні повинна придбати другу космічну швидкість
V II = 2GM/R
де G - постійна тяжіння Ньютона. Якщо при постійній масі радіус зменшується, то ця швидкість зростає і може досягти швидкості світла (с) - граничної швидкості для будь-яких фізичних об'єктів, коли радіус тіла стає рівним 2GМ/с 2 . Це так званий гравітаційний радіус - Rg. Оскільки інформація може передават...
