Получить теоретические знания по теме урока.

Урок 27-28

Тема: Рождение и жизнь звезды. Эволюция звезд. Черные дыры.

Получить теоретические знания по теме урока.

1. Прочитать учебник. П.3.8. с.204-212. (файлы фото астрономия 204-212)

2. Просмотреть презентацию «Звезды».

3. Прочитать следующий материал.

Теория Большого взрыва - общепринятая модель, согласно которой Вселенная родилась в результате мощнейшего взрыва, с образованием элементарных частиц, а позже – газопылевых облаков.

Вселенная была очень горячей сначала, в процессе расширения остыла, сохранив остаток тепла в виде трехградусного реликтового излучения. В основе этой идеи лежит наблюдаемый факт разбегания галактик, обнаруженный в конце двадцатых годов прошлого века американским астрофизиком Хабблом. Разбегание галактик означает, что в прошлом вселенная была плотной.

Эволюция звезды в астрономии — последовательность изменений, которым звезда подвергается в течение её жизни. (В зависимости от начальной массы, этот процесс может занимать от нескольких миллионов до десятков триллионов лет.)

Звезда начинает свою жизнь как холодное разреженное облако межзвёздного газа, которое сжимается из-за гравитационной неустойчивости и постепенно принимает шарообразную форму, становится протозвездой. При сжатии энергия гравитационного поля переходит в основном в тепло и излучение, и температура протозвезды увеличивается.

Когда температура в центре достигает 15-20 миллионов K, то начинаются термоядерные реакции и сжатие прекращается. Протозвезда становится полноценной звездой и будет ею большую часть своей жизни — Солнце также находится на этой стадии.

В ядрах звёзд происходят термоядерные реакции синтеза гелия из водорода. Когда водород в ядре заканчивается, и оно становится гелиевым, термоядерное горение водорода продолжается уже на границе ядра. В этот период структура звезды начинает меняться.

Звёзды среднего размера, такие как Солнце, остаются в стадии звезды в среднем 10 миллиардов лет. Считается, что Солнце все ещё на ней, так как оно находится в середине своего жизненного цикла. Как только звезда истощает запас водорода в ядре, начнутся термоядерные реакции с участием гелия.

Звезда снова начинает сжиматься. Температура и давление снова растут. Коллапс (сжатие) продолжается до тех пор, пока при температуре приблизительно в 100 млн.К (Кельвинов) звезда «распухает», становясь очень «рыхлой», и её размер увеличивается приблизительно в 100 раз. Так звезда становится красным гигантом.

Подавляющее большинство звёзд, и Солнце в том числе, завершают свою эволюцию, сжимаясь. В этом состоянии, когда размер звезды уменьшается в сотню раз, а плотность становится в миллион раз выше плотности воды, звезду называют белым карликом. Она лишена источников энергии и, постепенно остывая, становится невидимым чёрным карликом.

У звёзд более массивных, чем Солнце, электроны начинают «вдавливаться» в атомные ядра, что превращает протоны в нейтроны, между которыми не существуют силы электростатического отталкивания. Такая нейтронизация вещества приводит к тому, что размер звезды, которая теперь, фактически, представляет собой одно огромное атомное ядро, измеряется несколькими километрами, а плотность в 100 млн. раз превышает плотность воды. Такой объект называют нейтронной звездой.

Если звезда обладает достаточно большой массой, то коллапс такой звезды продолжится, и сами нейтроны начнут обрушиваться внутрь. После этого звезда становится чёрной дырой.

Чёрная дыра — это объект, гравитационное притяжение которого настолько велико, что покинуть его не могут никакие объекты, том числе кванты света.

Изучение звёздной эволюции невозможно наблюдением лишь за одной звездой — изменения в звёздах протекают настолько медленно, что не могут быть замеченными даже по прошествии тысячелетий. Поэтому учёные изучают множество звёзд, каждая из которых находится на определённой стадии жизненного цикла. За последние несколько десятилетий в астрофизике получило распространение моделирование структуры звёзд с использованием вычислительной техники.

Задание.

Найдите и запишите в тетрадь определения понятий и описание явлений, используя учебник и доп.источники.

1. Теория Большого взрыва(этот конспект).

2. Процесс образования протозвезды (этот конспект).

3. Эволюция звезд (этот конспект).

4. Черная дыра (этот конспект ).

На 4

5. Каков срок жизни таких звезд, как Солнце? (этот конспект).

6. В основе какой теории лежит факт разбегания галактик? (этот конспект или интернет).

На 5

7. Что такое гравитационный коллапс? (этот конспект или интернет).

8. От какой характеристики зависит результат эволюции звезды, конец ее жизни? (этот конспект или интернет).

Домашнее задание. П 3.8. Просмотреть презентации «Массы и размеры звезд», «Физическая природа звезд». Повторить возникновение Солнечной системы.