EWOLUCJA GWIAZD

Obłok materii międzygwiazdowej
- zapadanie wskutek samograwitacji, jeśli spełnia warunek Jeansa
$M\geq a\sqrt{\frac{T^{3}}{\varrho}}$ gdzie M - masa obłoku, T - temperatura, $\varrho$ - gęstość, a - stała
- dzielenie się na wiele obłoków i tworzą się pojedyńcze gwiazdy ($M<50M_{SUN}$)
- może utworzyć układ planetarny (znamy ponad 100 układów)

$M<0.08M_{SUN}$

$M>0.08M_{SUN}$

Brązowy karzeł

Gwiazda ciągu głównego(karzeł)

- nigdy nie zapłoną reakcje

- najdłuższy okres z życia gwiazdy

- powoli gaśnie

- czas życia: $t=10^{10}\left( \frac{1}{M}\right)^{3}$ gdzie M - masa (w $M_{SUN}$)

- gwiazda od rozpoczęcia reakcji jądrowych (spalanie wodoru w hel)

Cykl	Reakcja	Temp. jądra	Masy
p-p	$\cf4{^{1}_{1}H} = \cf{^{4}_{2}He} +2 e^{+}+2\nu_{e}+2\gamma$	$1.5*10^{7}K$	małe
CNO	$\cf{^{12}_{6}C}+4{^{1}_{1}H} = \cf{^{12}_{6}C}+\cf{^{4}_{2}He} +2 e^{+}+2\nu_{e}+3\gamma$	$1.85*10^{7}K$	duże

- Słońce: 86% energii z cyklu p-p, łącznie spala $600 mln ton/s$

- energia grawitacyjna Słońca starczyłaby na $10^{7} lat$ - wiemy, że reakcje termojądrowe, bo mamy strumień neutrin ( $7*10^{14}/{(m^{2}s)}$)

- najbardziej stabilny okres, stała moc promieniowania

$M<0.7M_{SUN}$

$M>0.7M_{SUN}$

Czerwony karzeł

Czerwony olbrzym(lub nadolbrzym)

- czas spalania>wiek Wszechświata

- wypalenie wodoru w jądrze, kurczenie się gwiazdy (palenie wodoru w otoczce) aż do zapłonięcia helu (reakcja 3$\alpha$)

- sądzimy, że b.wolno

- rozszerzenie się gwiazdy ok.100 razy

gasną

- jak się w jądrze skończy hel to kolejne reakcje (do którego pierwiastka

dojdzie zależy od masy gwiazdy), najdalej może powstać jądro żelazne (dalej synteza wymaga dodatkowej energii)

r0.39

Substrat	Produkt	Temp.
He	C,O	$10^{8}K$
Si	Fe(Co,Ni)	$3*10^{9}K$

$M<8M_{SUN}$

$M>8M_{SUN}$

- powolne odrzucanie

Supernowa typu II

materii i zapadanie się

- koniec reakcji w jądrze (nagle próżnia) i kolaps w ułamku sekundy po czym wybuch

- takie energie, że powstają pierwiastki cięższe od żelaza (od Fe do U),

Mgławica Planetarna

jedyny znany nam taki proces w przyrodzie

- odrzucona materia

- w Galaktyce zanotowano 6 wybuchów (ostatni 1604r. przez Keplera)

- wyrzucenie od 0.1 do 0.9 masy gwiazdy

Biały karzeł

Pozostałość po supernowej

- odrzucona w wybuchu materia

Nic		Gwiazda Neutronowa		Czarna dziura
		(mniejsze masy)		(większe masy)

Późne etapy ewolucji gwiazd:               

 

Biały karzeł	Gwiazda neutronowa	Czarna dziura
- masy $M\leq1.4 M_{SUN}$	- zbudowane głównie z neutronów	- nic nie zatrzyma grawitacji i zapadanie się aż
- promienie $R\simeq R_{Earth}$	(ogromne ciśnienie stąd reakcje	do tzw.. osobliwości (kwantowa grawitacja)
- $M\nearrow \Longrightarrow R\searrow$	$p+e \rightarrow n +\ldots$)	- masy od $3 M_{SUN}$
$\left( R\sim\frac{1}{\sqrt[3]{M}}\right)$	- promienie$R\simeq10 km$	- nie ma fizycznego promienia, tylko promień
	- masy rzędu $1.4 M_{SUN}$	horyzontu zdarzeń (prędkość ucieczki = c)
- gaz zdegenerowany	(ogólnie $M<3-4 M_{SUN}$)	promień Schwarzschilda
$\left( \varrho\simeq 10^{9}\frac{kg}{m^{3}} = 1\frac{tona}{cm^{3}}\right)$	- gęstość w centrum $\varrho\simeq10^{18}\frac{kg}{m^{3}}$	- Przykłady: Dla $M=10 M_{SUN} R=30 km$,
	- silne pole mag. $B=10^{8} T$	$M=M_{SUN} R=3 km$, $M=M_{Earth} R=9 mm$
	(Ziemia $B=10^{-4} T$)	- obserwujemy ich działanie na otaczającą
	- szybka rotacja, okresy rzędu sekund	materię
	PULSARY
	- wysyłają silny strumień elektronów,	Inne czarne dziury: centra galaktyk
	jak Ziemia na drodze stożka to	(masy rzędu $10^{6}-10^{9}M_{SUN}$)
	"widzimy" pulsy	Część bardzo aktywna (np. kwazary)
	- najsłynniejszy: Mgławica Krab	- energie 10 tys. razy przeciętna galaktyka
	(wybuch 1054r., $T=1.3 s$)	- rozmiary rzędu 20 AU
	- był widoczny bez teleskopów przez: za dnia (23 dni), w nocy (2 lata)
	- znane są 2 posiadające planety

 
 
 
 
 
Czasy trwania poszczególnych faz:

M($M_{SUN}$)	Formowanie	Ciąg główny	Faza olbrzyma
1	$10^{8}$	$9*10^{9}$	$10^{9}$
5	$5*10^{6}$	$6*10^{7}$	$10^{7}$
10	$6*10^{5}$	$10^{7}$	$10^{6}$

Ewolucja na diagramie HR:

[Gwiazdy o małych masach]

 
 

[Gwiazdy o dużych masach]

 
 
 
 
Cykl życia Słońca:
 
 
 

Twinkle Twinkle little star,
I don't wonder what you are;
For by spectroscopic ken,
I know that you're hydrogen;