Протозвезды

   Существуют два источника образования звезд: ГМО (гигантские молекулярные облака) и глобулы. ГМО являются основными источниками звездообразования.

ГМО

Типичный радиус 10 -- 50 пк
Типичная масса (Солнце=1) 5*104 -- 5*106
Средняя плотность вещества (H2/cm3) 100 -- 1000
Скорость ухода с поверхности 10 -- 20 км/с
Внутренняя температура от 5 до 30 гр K
Характерное время жизни 107 -- 109 лет

   Облака выделяются повышенной яркостью излучения. Обычно в центре облака находится одно или несколько плотных образований - ядер. Происходящие в них процессы самым непосредственным образом связаны с формированием звезд. То, что ядро не одно, легко объяснить: обычно облака имеют сложную форму, далекую от шарообразной, и уже поэтому нельзя ожидать, что сила тяготения будет выделять только одно ядро. К тому же формирование локальных уплотнений может происходить при столкновении сверхзвуковых потоков газа, которые движутся во всем объеме облака. Но особенно интересный случай представляют кратные ядра, происхождение которых связывают с процессом гравитационной фрагментации. Расстояние между ядрами того же порядка, что и их собственный размер (1 пк), поэтому вполне вероятно, что это фрагменты некогда единого ядра, разделившегося при сжатии под влиянием центробежных сил и гравитационной неустойчивости. Температура газа в этих ядрах 30—50 К, плотность молекулярного водорода 106 — 3*106, а поглощение света достигает сотен звездных величин. Ядра в этих парах движутся друг относительно друга со скоростями 1,4—4,0 км/с. Возможно, что это взаимное орбитальное движение, такое же как у звезд в двойных системах.

Основные структурные элементы гигантского молекулярного облака.

   ГМО по многим признакам значительную часть своей жизни проводят в стационарном состоянии, но равновесие в их недрах поддерживается весьма своеобразно. Не газовое давление играет в нем определяющую роль, хотя и оно достаточно велико. Главное противоборство происходит между гравитацией и динамическим давлением крупномасштабных потоков вещества, движущихся со скоростью 2—10 км/с. Это существенно сверхзвуковое движение: при температуре 10 К скорость звука в газе составляет 0,2 км/с. ГМО — единственный сорт межзвездных облаков, расширение которых сдерживается собственной гравитацией, а не давлением окружающего газа.

Глобулы

Типичный радиус 0,005 -- 2 пк
Типичная масса (Солнце=1) 0,01 -- 200
Концентрация частиц 104 -- 106 cм-3

   Глобулы - небольшие темные газо-пылевые туманности, часто правильной сферической формы, видимые на фоне светлых туманностей. Границы глобул всегда резко очерчены. В случае, если глобула подвергается воздействию соседних звезд, возникают яркие ободки, окаймляющие внешнюю поверхность глобулы - римы.

   С конца 40-х годов, когда Барт Бок обнаружил первые глобулы, и до начала 70-х, когда появились радиотелескопы миллиметрового диапазона, крохотные темные облачка обычно находили на фоне ярких эмиссионных туманностей или на фоне густого звездного поля. Позже их стали искать и исследовать радиометодами. Вообще говоря, изолированные глобулы рассеяны по всему Млечному Пути, но концентрируются к тем областям, где много темных туманностей. На нашем северном небе это прежде всего созвездия Телец и Змееносец, а в южном полушарии — созвездие Южный Крест, где находится знаменитый Южный Угольный Мешок — огромная темная область на фоне Млечного Пути, размером 6° Х 6°.

Глобула

   Как мы уже знаем, первые глобулы были обнаружены еще Барнардом, но не выделены в специальный класс. Сделал это и дал им название Б. Бок. Другой американокий астроном — Беверли Ляндс — составила обширный каталог темных туманностей, пользуясь фотографиями всего неба, полученными в конце 50-х годов с помощью широкоугольного телескопа Шмидта на Паломарской обсерватории (США). В начале 70-х годов в списках у астрономов значилось уже более сотни глобул. Одни глобулы концентрируются в областях звездообразования, и на них заметно влияют потоки горячего газа, разлетающиеся от молодых звезд. Другие сконцентрированы в спокойных, холодных облаках, где активность молодых звезд пока не проявляется. Как правило, вблизи областей НИ глобулы невелики по размеру и массе. Своим происхождением они, вероятно, обязаны расширяющемуся горячему газу, который за счет высокого давления обжимает и уплотняет небольшие конденсации холодного газа. В областях же, где звездообразования пока нет, глобулы крупнее и массивнее, вероятно, потому, что там они спокойно могут расти, увеличивая свою массу за счет аккреции окружающего газа.

Протозвезды

   Под термином "протозвезда" обычно понимают такую фазу эволюции звезды, когда она уже освободилась от сжимающейся среды, больше не фрагментирует и сжимается дальше самостоятельно до тех пор, пока не включатся термоядерные источники энергии и звезда не перейдет на главную последовательность.

   Вскоре после начала сжатия распределение плотности в облаке становится очень неоднородным: плотность существенно возрастает к центру. Спустя время, равное 1,3 времени свободного падения, центральная область становится непрозрачной для инфракрасного излучения, и температура в ней начинает быстро увеличиваться. Вскоре формируется ядро, параметры которого в начальный момент следующие: Т = 200 К, М = 0,05 MСолнца, R = 102 RСолнца. Вокруг ядра возникает ударная волна, отделяющая непрозрачную область равновесия от свободно падающей изотермической оболочки.

   Медленное сжатие ядра продолжается до тех пор, пока при температуре около 2000 К не начнется разрушение молекул водорода, а вскоре и ионизация его атомов. Эти процессы поглощают много энергии; равновесие ядра нарушается, и оно стремительно сжимается. Новое состояние равновесия теперь уже у плазменного ядра наступает при следующих параметрах: Т = 2•104 К, М = 1,5•10-3MСолнца, R = 1,3RСолнца. Cкорость падающего па его поверхность вещества около15 км/с.

   На рисунке показано строение протозвездного облака на стадии аккреции вещества из газовой оболочки на образовавшееся ядро. Температура внешней поверхности непрозрачной в оптическом диапазоне пылевой оболочки составляет несколько сотен кельвинов, внутренней - 2000 К.

   К моменту образования плотного ядра основная масса оболочки имеет почти такие же параметры, как и в начале сжатия. Причина в том, что существенное уменьшение плотности от центра к краю протозвезды вызывает перепад давления, который замедляет сжатие. В результате возникает качественно новое состояние: горячее компактное ядро, интенсивно излучающее в оптическом диапазоне, на которое сравнительно долго (около 1 млн лет) происходит аккреция (падение) вещества протяженной оболочки.

   Рост массы ядра за счет аккреции продолжается до тех пор, пока не упадет все вещество. В этот период протозвезда для внешнего наблюдателя выглядит как крайне холодный, инфракрасный объект, поскольку излучение ядра полностью поглощается веществом оболочки и переизлучается в длинноволновом диапазоне спектра.

Cхема формирования протозвезд различной массы.

   Когда же оболочка полностью упадет на ядро и все вешество из молекулярного газа превратится в плазму, протозвезда попадает на траекторию Хаяши. По новой терминологии объекты на стадии Хаяши следует называть молодыми звездами или звездами на стадии приближения к главной последовательности. Переход от протозвезды к молодой звезде происходит при радиусе R всего 2RСолнца.
Hosted by uCoz
Звезды Подробнее К началу Фотогалерея
Возврат к звездам Подробнее о протозвездах Возврат к началу статьи Фотографии обьектов,связанных с эволюцией звезд