Шаровые и рассеянные звездные скопления не являются бесстолкновительными системами. Вследствие большей плотности скоплений каждая звезда в них испытывает за время существования скопления, по крайней мере, несколько тесных сближений и множество далеких сближений с другими звездами. Время между «столкновениями» все же превышает время обращения звезд по орбитам, размеры которых сравнимы с размерами скопления, так что за один оборот звезда лишь с малой вероятностью испытает сближение с какой-либо другой звездой. Можно сказать, что длина свободного пробега звезды, т. е. путь между двумя сближениями с другими звездами, заметно больше размера всей системы. Эти обстоятельства и определяют характер эволюции звездных скоплений. В звездных скоплениях возможна релаксация посредством парных сближений звезд. Эти системы стремятся к состоянию равновесия и приближаются к нему настолько, насколько это вообще возможно в гравитирующих системах.
Звезды приобретают в результате распределение по скоростям, близкое к универсальному максвелловскому распределению, о котором мы уже упоминали. Но сближения звезд неизбежно приводят к тому, что время от времени какая-то одна из них случайно получает такую большую скорость, что, преодолев притяжение других звезд, оказывается способной уйти из системы. Поэтому, в отличие от газа, в распределении звезд по скоростям не хватает самых быстрых звезд на высокоскоростном «хвосте» их распределения. Дефицит быстрых звезд составляет примерно одну сотую от общего числа звезд системы. Такое неизбежное и неисчезающее отклонение от равновесного состояния, связанное с постоянным «испарением» звезд, — отличительная черта гравитирующей системы. В ходе «испарительной» эволюции звездные скопления становятся все более неоднородными по плотности, в них формируются компактные центральные области, ядра, окруженные сравнительно разреженными гало. Потеря звезд скоплением может завершиться со временем его полным распадом и рассеянием, как это впервые показал В. А. Амбарцумян в 1938 г.
Общая теория динамической эволюции звездных систем, сопровождающаяся релаксацией и «испарением» наиболее быстрых звезд, разрабатывалась в 40-е — 50-е годы Ш. Чандрасекаром, К. Ф. Огородниковым, Л. Э. Гуревичем, Б. Ю. Левиным, Т. А. Агекяном. Один из наиболее важных ее результатов состоит в том, что благодаря «испарительной» эволюции многие звездные скопления или группы, первоначально формировавшиеся в галактике, могли почти полностью разрушиться, а их звезды рассеяться и размешаться по общему объему системы, что и наблюдается в реальных галактиках. Иная судьба ожидала, по-видимому, плотные скопления звезд, формировавшиеся в центральных областях галактик. По мере «испарения» из них наиболее быстрых звезд происходило общее сжатие таких скоплений. Из-за этого парные сближения звезд случались в них все чаще и чаще, причем звезды в таких случаях довольно близко подходили уже друг к другу. Наконец, на определенной стадии эволюции системы стали возможны прямые столкновения звезд друг с другом. При таких столкновениях звезды приходят в непосредственный контакт, и ясно, что при этом может сильно измениться их внутреннее строение: звезды могут деформироваться, разбиться на части или, наоборот, слипнуться. Вероятнее всего «обдирание» внешних слоев звезд; освобождающийся при этом газ сначала рассеивается по системе, а затем должен оседать к ее центру, претерпевая там гравитационную конденсацию и фрагментацию.
В результате становится возможным формирование молодых звезд, образующих яркую и плотную, концентрированную подсистему. При определенных условиях (например, при высокой температуре газа) формируется не звездная подсистема, а единая сверхмассивная звезда. Если исходное звездное скопление было достаточно массивным и содержало, например, 109—1010 звезд, то и сверхмассивная звезда могла иметь массу 109—1010 солнечных масс. Главная особенность такой звезды — очень интенсивное излучение. При массе, например, 108 масс Солнца светимость звезды составляет 1039Вт, так что сверхмассивная звезда, образующаяся, если это оказывается возможным, в центральной плотной области такой звездной системы, как крупная эллиптическая галактика, может увеличить светимость системы в целом в десятки и сотни раз. (Напомним, что светимость нашей Галактики составляет приблизительно 3
1037Вт.) Сверхмассивная звезда светит за счет своей гравитационной потенциальной энергии, постепенно сжимаясь. На заключительном этапе сжатия наступает коллапс, т. е. неудержимое падение вещества к центру, не останавливаемое никаким противодавлением, и образуется черная дыра. Но и после этого центральная область системы может еще долго излучать энергию, которая черпается теперь из энергии газа и звезд, разгоняющихся до больших скоростей и сталкивающихся друг с другом при падении на такую сверхмассивную черную дыру. Картина эволюции звездных систем на стадии контактных столкновений включает в себя и еще целый ряд важных процессов. Так, столкновения звезд, когда они имеют неупругий характер, могут сопровождаться слипанием звезд.
Образующиеся таким путем более массивные звезды быстрее эволюционируют и за время ~106 лет в системе могут, как полагает С. Колгейт, происходить множественные вспышки сверхновых. Это также приводит к значительному повышению светимости системы. Затем вспыхнувшие звезды превращаются в нейтронные звезды, пульсары, а самые массивные из звезд коллапсируют до состояния черных дыр. К светимости системы добавляются при этом излучение пульсаров и поток энергии от аккреции вещества черными дырами. По своим внешним проявлениям центральные области концентрированных звездных систем на стадии контактных столкновений напоминают квазары или активные ядра галактик (см. работы Э. А. Дибая (1977) и Ф. Хойла (1968)). Данная, отличающаяся чрезвычайной сложностью, проблема составляет сейчас предмет многочисленных исследований.
Список литературы
Другие работы по теме:
Реликтовое излучение и первичный нуклеосинтез.
Объединение протонов и нейтронов (нуклонов) в составные ядра атомов протекает с участием ядерных сил, радиус действия которых не превышает 10 см. Для сближения нуклонов на такие расстояния необходимо по крайней мере выполнения двух условий: свободные нуклоны должны обладать энергией, позволяющей им сблизится до указанных расстояний; их энергия не должна при этом превышать энергию нуклонов в ядре, иначе объединение не сможет устойчиво существовать.
Проблемы формального эволюционизма
Путь к эволюционизму. В чём отличие ФГЭ и теологического подхода к началу Мира?. Начало мира и единая теория физических взаимодействийю Антропный принцип и финал мира.
Возникновение и эволюция Вселенной 2
Полушкина Анна 1301 Возникновение и эволюция вселенной Свой доклад о возникновении и эволюции вселенной мне хотелось бы начать с цитаты: «Есть пока что ничто и должно возникнуть нечто. Начало есть не чистое ничто, а такое ничто, из которого должно произойти нечто, бытие» Гегель. Размышления о возникновении вселенной велись и до нашей эры, этим занимались величайшие умы нашей планеты - астрологи , философы и даже церковные служители.
Концепция вселенной
Вселенная – это область пространства, в котором на протяжении определенного времени происходит рождение вещества из первородной материальной субстанции затем по завершению названного процесса последующее превращение в первородную субстанцию.
Метагалактика
Галактики являются гигантскими звездными системами, содержащими от нескольких миллионов до многих сотен миллиардов звезд. Помимо звезд в состав галактик входят межзвездный газ, межзвездная пыль, космические лучи.
Внегалактическая астрономия
Внегалактическая астрономия — раздел астрономии, изучающий небесные тела и их системы, находящиеся за пределами нашей звёздной системы — Галактики.
Астрономия в 20 веке
Астрономия в 20 веке характеризуется огромным развитием техники наблюдений. Строят большие рефлекторы, в которых быстро темнеющие металлические зеркала заменены стеклянными, посеребрёнными химическим путём либо покрытыми слоем алюминия.
Другие галактики
Гершель в XVIII веке открыл и занес в каталоги тысячи наблюдаемых на небе туманных пятен. У многих из них впоследствии была обнаружена спиральная структура.
Созвездие Стрелец
Наблюдая галактики, сходные по строению с нашей звездной системой, мы убеждаемся, что в их центральных областях количество звезд в единице объема гораздо больше, чем на периферии.
Галактики: цепочки и пустоты
Многие, а может быть, и почти все галактики собраны в различные коллективы, которые называются группами, скоплениями и сверхскоплениями - смотря по тому, сколько их там.
Вселенная
Когда говорят о Вселенной, обычно понимают под этим понятием небесные тела, космическое пространство и все то, что его заполняет: газ, пыль, электромагнитное излучение и т. д.
Начало вселенной. Рождение галактик
Начало Вселенной. Рождение сверхгалактик и скоплений галактик. Рождение галактик. Газово-пылевые комплексы - колыбель звезд. Звездные ассоциации. Кратко о всем процессе рождения.
Парадокс Ольберса
Всё небо должно быть сплошным образом заполнено яркими светящимися точками звезд. То есть, в ночи небо должно ярко светиться. А мы почему-то наблюдаем сплошное черное небо лишь с отдельными звездами.
Созвездия Журавль и Тукан
Может быть, потому, что журавли обычно летят косяком, так названо одно из очень красивых созвездий южного полушария - оно напоминает стаю летящих журавлей. А еще больше оно похоже на единицу.
Расширяющаяся Вселенная
Одной из основных концепций современного естествознания является учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной (Метагалактике) как части целого - космология.
Стихи о родине
Сохраняя любовь и гордость, и вечно храня воспоминания к своему, к родимой деревушке, городу, тайным местам детства, мы тем самым сохраняем любовь к отчизне.
Бенгальский календарь
Бенгальский календарь (бенг. বঙ্গাব্দ) — солнечный календарь, который используется в Бангладеш и некоторых восточных штатах Индии (Западная Бенгалия, Ассам, Трипура).
Кэмпбелл, Джозеф
Введение 1 Биография 2 Джозеф Кэмпбелл и Джордж Лукас 3 Библиография 4 Фильмография 5 Издания на русском языке Введение Джозеф Джон Кэмпбелл (англ. Joseph John Campbell; 26 марта 1904, Нью-Йорк — 31 октября 1987, Гонолулу) — американский исследователь мифологии, наиболее известный благодаря своим трудам по сравнительной мифологии и религиоведению.
Аукштайты племена
Введение 1 Этимология термина 2 Первое упоминание 3 Эволюция Список литературы Введение Аукштайты ― группа балтийских племен, выделившаяся в I в. н. э. на территории Литвы. Ныне этнографическая группа литовцев, живущих главным образом в юго-восточной части Литвы.
Авиация ВМФ США
Введение 1 История 2 Организационная структура 3 Пункты базирования 4 Боевой состав 5 Техника и вооружение 6 Опознавательные знаки 6.1 Эволюция опознавательных знаков
Процесс эволюции Вселенной
Исследованием Вселенной стал заниматься еще самый древний Человек. Небо было доступно для его обозрения – оно было для него интересным. Недаром астрономия – самая древняя из наук о природе – и, по сути, почти самая древняя наука вообще.
Харлоу Шепли
Американский астроном Харлоу Шепли вовсе не помышлял о научной деятельности. После окончания школы, проработал некоторое время газетным репортером, он решил поступить на отделение журналистики в университете штата Миссури в городе Колумбия.
Джеймс Хопвуд Джинс
Английский физик и астроном Джеймс Хопвуд Джинс родился в Лондо- не. В 1900 г. он окончил Кембрджский университет и в течении ряда лет преподавал там математику . Астрономические работы Джинса посвящены проблеме строения и эволюции звезд.
Эволюция Вселенной
План: Космологические модели Вселенной. Строение Вселенной: Структура Вселенной. Тёмная сторона Вселенной. Эволюция Вселенной: Стандартная модель эволюции Вселенной.
Проблемные вопросы вселенной
РАСШИРЯЮЩАЯСЯ ВСЕЛЕННАЯ Звёздное небо над головой долгое время было для человека символом вечности и неизменности. Лишь в Новое время люди осознали, что “неподвижные” звёзды на самом деле движутся, причём с огромными скоростями. В XX в. человечество свыклось с ещё более странным фактом: расстояния между звёздными системами — галактиками, не связанными друг с другом силами тяготения, постоянно увеличиваются.
Звёздные скопления и туманности
Реферат на тему: Введение. Для людей далекого прошлого Вселенная была, если и не всегда безопасным, но и все же устойчивым миром, созданным, казалось бы, единственно для удобства рода человеческого. Едва ли человек тогда сомневался, что его обитель - Земля - занимает главенствующее, центральное положение, тогда как Солнце оправдывает свое существование, снабжая человечество светом и теплом.
Строение и эволюция Вселенной
Министерство образования Российской Федерации Московский государственный открытый университет Кафедра Менеджмента и экономической политики Контрольная работа
Расширение Вселенной
Звёздное небо над головой долго время было для человека символом вечности и неизменности. Лишь в Новое время люди осознали, что «неподвижные» звёзды на самом деле движутся, причём с огромными скоростями. В ХХ веке человечество свыклось с ещё более странным фактом: расстояния между галактиками постоянно увеличиваются.
Звёзда 2
Звезда́ — небесное тело, в котором идут, шли или будут идти термоядерные реакции. Но чаще всего звездой называют небесное тело, в котором идут в данный момент термоядерные реакции[1]. Солнце — типичная звезда спектрального класса G. Звёзды представляют собой массивные светящиеся газовые (плазменные) шары.