2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 О размерах звезд.
Сообщение28.12.2016, 16:45 


30/11/15
12
Интересно, до каких размеров может "вырасти" звезда? Существуют ли гигантские звезды немыслимых размеров( в стационарном состоянии), если нет, то что ограничивает их рост? Читал где-то, что кто-то когда-то( вроде речь шла о гершеле, не помню) предполагал существование настолько огромных звезд, что свет не покидает их, и они находятся в космосе невидимыми для наблюдателя.
пс. Верните мою предыдущую тему на форум- там была не задача, а вопрос!

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение28.12.2016, 16:53 
Заслуженный участник


28/12/12
3692
Хорошо бы, конечно, конкретизировать, что означает "гигантский, немыслимых размеров".
Например, радиус Бетельгейзе пять с хвостиком а.е. в максимуме - это уже "гигантские" или еще нет?

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение28.12.2016, 16:58 


30/11/15
12
DimaM в сообщении #1180655 писал(а):
Хорошо бы, конечно, конкретизировать, что означает "гигантский, немыслимых размеров".
Например, радиус Бетельгейзе пять с хвостиком а.е. в максимуме - это уже "гигантские" или еще нет?

Ну, если конкретизировать, то может ли существовать звезда, на фоне которой бетельгейзе был бы незаметен, или же звезда размером с галактику? А вообще, хотел узнать, что ограничивает рост звезд, видимо это имеет место, да?

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение28.12.2016, 18:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
60290
Теоретически пределы размеров звёзд ожидаются где-то в районе $100\,M_\odot.$ Но эти оценки приблизительные, с точностью до порядка величины. Фактически рекордсмен где-то в Магеллановых Облаках, примерно $270\,M_\odot.$

Почему речь о массе? Потому что для звезды масса первична, а размер может меняться на разных стадиях жизни. Размер звезды меняется за счёт раздувания внешних слоёв, практически невесомых, но непрозрачных, а главная масса сосредоточена всё равно центре - в небольшой области. У Солнца, например, ядро в 3 раза меньше, чем внешний диаметр. Но когда Солнце вырастет в красного гиганта, это соотношение будет примерно 1/100.

----------------

Что ограничивает рост звёзд? Это вопрос многогранный. С одной стороны:
- что фактически приводит к тому, что во время образования звёзд их размер оказывается в указанных пределах?
С другой стороны:
- что было бы со звездой, если бы мы каким-то образом увеличивали её размер?

Первый вопрос сложней, поскольку детали процесса образования звёзд ещё не до конца ясны. Но главная идея такая:
1. Сначала сжимается огромное газовое облако - например, миллион $M_\odot.$
2. В центре этого облака плотность и температура достигают таких величин, что начинается термоядерная реакция.
3. И поток энергии из центра - останавливает сжатие и отбрасывает прочь всё лишнее вещество, не успевшее упасть в центр. Возникает такая структура:
    - в центре плотный и горячий газовый шар, удерживаемый своей тяжестью, и в ядре которого горит термоядерная реакция - это сама звезда;
    - на границе шара поток энергии настолько силён, что вещество там уже не удерживается своей тяжестью, а "сдувается" наружу - это зона звёздного ветра;
    - и дальше этот звёздный ветер дует по инерции очень далеко, и где-то на огромных расстояниях останавливается и сталкивается со спокойным неподвижным межзвёздным газом.
4. И получается, что из всего исходного облака получается звезда массой всего-навсего одна $M_\odot.$

Теперь видно, что граница массы звезды обусловлена тем, насколько быстро может сжиматься газ, чтобы его успело набраться побольше до того момента, когда он "зажжётся".

----------------

Теперь с другой стороны. Что будет, если добавлять в звезду вещество? Ну, она будет становиться крупней и ярче, но в какой-то момент превратится в чёрную дыру. Это всё равно размеры намного меньше галактики.

Считается, что галактические сверхмассивные чёрные дыры образовались именно так: первичный газ сжимался слишком уж большими массами, и никакая термоядерная реакция не успевала зажечься, и остановить его от сжатия, до момента образования чёрной дыры.

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение28.12.2016, 18:37 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


27/04/09
18203
Уфа
Насколько понимаю, сравнение радиусов всё-таки привести здесь стоит. UY Щита, щитающаяся считающаяся наибольшей по размерам, имеет радиус $(1{,}7\pm0{,}2)\cdot10^3 R_\odot\approx (8\pm1)\text{ а. е.}$. При этом её масса оценивается в 7…10 солнечных. Несмотря на кажущуюся громадной на разных видео на ютубе разницу в размерах, на деле в астрономических масштабах она оказывается весьма скромными тремя порядками.

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение28.12.2016, 18:50 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
60290
Ну, три порядка - это не так уж "весьма скромно". Просто надо напомнить ещё и масштабы Галактики:
- расстояние между звёздами - порядка парсека - это $10^5\text{ а.е.}$;
- толщина диска - порядка 300 парсек;
- диаметр диска - ещё в 100 раз больше, то есть порядка 30 килопарсек.

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение29.12.2016, 01:54 
Аватара пользователя


29/03/12
10/03/17
1522
Munin в сообщении #1180671 писал(а):
первичный газ сжимался слишком уж большими массами, и никакая термоядерная реакция не успевала зажечься

На сколько это было быстро? До нейтронных плотностей успевал уплотниться и раскрутиться перед тем как в серхмассивная чёрная дыра образовалась?

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение29.12.2016, 02:18 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
60290
Вроде как нет. Точно не скажу.

(До нейтронных плотностей и в звёздах не успевает уплотниться же! Так что, конечно нет!)

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение29.12.2016, 15:21 
Аватара пользователя


29/03/12
10/03/17
1522
Коллапс такого крупного объекта в миллиард солнечных масс, должен бы дать всплеск излучения. И на больших расстояниях может ещё быть сейчас наблюдаем как "гига-бабах"?

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение29.12.2016, 16:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
60290
Это должны быть расстояния больше, чем те, на которых уже видны "готовые" галактики и квазары, то есть больше $z\approx 1\text{-}10.$ Дотуда современные средства наблюдения ещё не "добивают". Впрочем, насколько я слышал, есть всякие загадочные гамма-всплески и радиовсплески...

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение29.12.2016, 20:30 
Аватара пользователя


29/03/12
10/03/17
1522
Можно ведь приблизительно сравнить длительность этих всплесков со временем сжатия водородного :?: облака размером в треть :?: галактики до чёрной дыры в $20\text{ а.е.}$

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение29.12.2016, 22:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
60290
А, верно. Да, наверное, это ставит крест на такой интерпретации. 1 а.е. = 8 световых минут.

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение30.12.2016, 01:36 
Аватара пользователя


29/03/12
10/03/17
1522
Munin в сообщении #1180912 писал(а):
это ставит крест на такой интерпретации.

А может и необязательно? Ведь образование чёрной дыры только начало, продолжением может стать аккреция близких облаков, плавно переходя в фазу номер два(может похоже громкую). Резкий импульс(до релятивистских скоростей атомам ещё разогнаться надо) за ним короткий релакс и длительное послесвечение(иное чем первое).

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение30.12.2016, 04:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
60290
Облако тем более меньше чем за те же самые минуты аккрецировать не сможет. Вообще это самая известная астрофизическая прикидка: событие длительностью $\tau$ порождается объектом не более чем $c\tau$ в поперечнике. Именно отсюда оценки на размеры пульсаров и (центральных объектов) квазаров.

 Профиль  
                  
 
 Re: О размерах звезд.
Сообщение30.12.2016, 14:36 
Аватара пользователя


07/02/12
765
Питер
Металличность исходного газового облака, вроде как, также влияет на размер. Чище облако - медленнее остывает - больше успеет собраться до начала реакции.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: Парджеттер, Pphantom, whiterussian, Aer, photon, Jnrty, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group