По истечению 7 миллиардов лет от настоящего времени, когда возраст Солнца станет равным 11,6 млрд лет Солнце станет перейдёт на следующий этап по делению размерностей звёзд, то есть станет субгигантом. Далее в промежутке 7,67,8 миллиардов лет от настоящего времени, к возрасту около 12,2 млрд лет, когда почти весь водород в ядре уже истёк и в ближайших областях также, Солнце перейдёт на крайние меры начнёт сжигать водород на своей окружающей оболочке. Это приведёт как это привело к расширению внутренних оболочек, к расширению уже внешних оболочек, а это уже не останется без последствий.
Одной из самых основных последствий в таком случае будет то, что Солнце покинет своё местоположение, на котором оно находилось вплоть со своего рождения. Солнце уже станет красным гигантом и соответственно перейдёт на вершину ветви красных гигантов по диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Достаточно лишь упомянуть, что такое расширение находится в том соотношение, что Солнце в виде красного гиганта по размерам (в радиусе) в 256 раз, а по светимости в 2700 раз больше и мощнее современного Солнца, но и к понижению температуры поверхности до 2650 К.
Здесь уместно предположить, что Солнце поглотит Землю, но тут есть такое допущение, что такое увеличение размеров светила приведёт к усилению солнечного ветра, о котором ранее говорилось, а они будут уносить приличное количество составляющего вещества, а именно к потере 28% от общей массы. Это уже приведёт к увеличению орбиты Земли, но вместе, как показывают исследования 2008 года, к большому сожалению, к тому моменту усилятся и способности притяжения светила, что увы является доказательством будущего прямого поглощения Земли Солнцем.
Даже если Земля сможет спастись от поглощения, то это будет не более чем твёрдая материя, ибо жидкость вся уже будет испарена, а атмосфера сдута солнечным ветром. Такая фаза будет продолжаться на протяжении 10 млн лет и за это время реакции будут продолжаться уже с гелием, до того момента, что температура ядра будет подниматься и достигнет 100 млн К и именно в этот момент произойдёт гелиевая вспышка. Откроется возможность синтеза углерода и кислорода, то есть звезда получит топливо и соответственно уменьшит свой размер вплоть до 9,5 радиуса Солнца. А когда уже и запасы гелия иссякнут, то есть через 100110 млн лет, вновь восстановится сжигание запасов на внешних оболочках, то есть Солнца опять станет красным гигантом активно увеличивая свои размеры.
Из-за того, что в данном случае более важным станет именно гелий, при включении и нахождении любых его запасов по всему Солнцу будут происходить активные вспышки, поэтому этот этап сопровождается активными вспышками, а также ростом светимости, которая будет мощнее от настоящего в 5200 раз. Этот этап длится целых 20 млн лет. Если бы масса Солнца была чуть большей, то можно было бы утверждать, что конец жизни этой звезды будет взрывом и образованием сверхновой, но масса недостаточна, а гравитация будет продолжать ослабевать.
В результате вся внешняя оболочка просто снесётся, вырвется из звезды и превратится в планетарную туманность космическую пыль, а на месте Солнца останется ядро, то есть белый карлик очень горячий и плотный объект. Его размеры будут сравнимы с Землёй, сначала его светимость будет в 3500 раз больше солнечного, а температура будет порядка 120 000 К, но в результате по прошествии времени этот белый карлик, если не произойдёт иных изменений будет продолжать остывать и угасать. В целом, это типичный исход для всех звёзд средней или малой массы.
Использованная литература
1. Мартынов Д. Я., Курс общей астрофизики, 3 изд., М., 1978.
2. Мензел Д. Г., Наше Солнце, пер. с англ., М., 1963; Солнечная и солнечно-земная физика. Иллюстрированный словарь терминов, пер. с англ., М., 1980
3. Шкловский И. С., Физика солнечной короны, 2 изд., М., 1962.
4. Северный А. Б., Магнитные поля Солнца и звезд, «УФН», 1966, т. 88, в. 1, с. 350 с.
5. Гибсон Э., Спокойное Солнце, пер. с англ., М., 1977.
6. Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Цытович В. Н., Физика плазмы солнечной атмосферы, М., 1977.
7. Общий курс астрономии. Кононович Э. В., Мороз В. И. 2-е изд., испр. М.: Едиториал УРСС, 2004. 544 с.
8. Общая астрофизика. А.В.Засов, К. А. Постнов. 2006г 496 с.
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ КАК СВЕРХМАССИВНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ
Мирзажонов Махмуд Ахмедович
5. Гибсон Э., Спокойное Солнце, пер. с англ., М., 1977.
6. Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Цытович В. Н., Физика плазмы солнечной атмосферы, М., 1977.
7. Общий курс астрономии. Кононович Э. В., Мороз В. И. 2-е изд., испр. М.: Едиториал УРСС, 2004. 544 с.
8. Общая астрофизика. А.В.Засов, К. А. Постнов. 2006г 496 с.
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ КАК СВЕРХМАССИВНЫЕ КОСМИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ
Мирзажонов Махмуд Ахмедович
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры естественных наук Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммада Аль-Хорезми
Абдуллаев Жамолиддин Солижонович
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры естественных наук Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммада Аль-Хорезми
Базанов Ахмад Базанович
Студент 65420 группы Ферганского филиала Ташкентского университета информационных технологий им. Мухаммада Аль-Хорезми
Ферганский филиал Ташкентского университета информационной технологии им. Мухаммада ал-Харезми, Фергана, Узбекистан
Аннотация. В работе анализируется история открытия, образования, эволюция нейтронных звёзд. Рассматривается строение нейтронных звёзд, основные характеристики и свойств, а также основные виды данных сверхмассивных космических объектов.
Ключевые слова: Нейтронные звёзды, белые карлики, пульсары, магнитары, предел Чандрасекара.
Annotation. The paper analyzes the history of the discovery, formation, and evolution of neutron stars. The structure of neutron stars, the main characteristics and properties, as well as the main types of data of supermassive space objects are considered.
Keywords: Neutron stars, white dwarfs, pulsars, magnetars, Chandrasekhar limit.
Так называемая нейтронная звезда это сверхмассивный астрономический объект, которая является конечным продуктом эволюции звёзд и состоящая из нейтронной сердцевины, покрытой относительно тонкой (около 1 км) корой особого вещества с преобладанием ядер железа и никеля. Масса нейтронной звезды практически такая же, как и наше Солнца, но радиус её, всего порядка 10 20 км. Поэтому средняя плотность вещества такой звезды в несколько раз превышает плотность атомного ядра (которая для тяжёлых ядер составляет в среднем 2,8×1017 кг/м³). Предполагается, что эти сверхмассивные нейтронные звезды рождаются во время вспышек сверхновых.
Первые предположения о существовании звёзд сверхвысокой плотности были опубликованы советским учёным Львом Ландау, до открытия нейтрона Джеймсом Чедвиком 24 февраля 1932 года [1], в статье [2], написанной в январе 1931 года, но опубликованной 29 февраля 1932 года [1]. В данной статье он вычислил верхний предел массы белых карликов и получил значение 1,5 солнечных масс (так называемый «Предел Чандрасекара»), масса при которой выраженный электронный газ способен сдерживать коллапс. Известно [3], что предел Чандрасекара верхний предел массы, при котором звезда может существовать как белый карлик. Если масса звезды превышает этот предел, то она становится нейтронной звездой. Существование предела было доказано индийским астрофизиком Субраманьяном Чандрасекаром. В зависимости от химического состава белого карлика значение предела Чандрасекара варьируется в диапазоне от 1,38 до 1,44 солнечных масс. Субраманьян Чандрасекар американский астрофизик и физик-теоретик индийского происхождения,, внесший значительный вклад в теоретическую физику и астрофизику, за открытие предела, названного его именем, в 1983 году удостоен Нобелевской премии по физике.
В декабре 1933 года [1] двое учёных Вальтер Бааде и Фрицем Цвикки на съезде Американского физического общества в Стэнфорде 1516 декабря 1933, пытались объяснить колоссальное энерговыделение при взрыве сверхновых. Тем самым они также предсказали существование нейтронных звезд и предположили, что эти звезды образуются при взрыве сверхновых.
В 1937 году Г. Гамов основываясь на ранних работах Чандрасекара и Ландау в свой книге [4] писал следующее: «Массивные звёзды являются объектами, внутри которых на определённом этапе их существования образуется ядерная материя», а объяснил он это образование тем, что когда протоны превращаются в нейтроны, ядро атома захватывает электрон бета захватом. В 1938 г. Цвикки совей статье [5] написал «Если сверхновая это переход от обычной звезды к нейтронной, то мы должны наблюдать красное смещение в центральной звезде сверхновой, что должно доказывать гипотезу.» и это подтвердилось. Германо-Американский астрофизик Рудольф Минковский, наблюдая за сверхновой в галактике IC4182 заметил красное смещение равное 100 ангстрем, исходя из предыдущей гипотезы это красное смещение ничто иное как «гравитационное красное смещение».