Kuanguka kwa mvuto ni nini. Kuanguka kwa mvuto

Ugunduzi wa vyanzo vikali vya utoaji hewa wa redio nje ya galaksi yetu kumezua maswali mengi ya kuvutia kwa unajimu wa kisasa. Muhimu zaidi kati yao unaweza kutayarishwa kama ifuatavyo: "Vyanzo hivi vya uzalishaji wa redio hupata nishati yao kubwa kutoka wapi?" Mahesabu yanaonyesha kuwa wakati wa uhai wake, chanzo cha utoaji wa redio hutumia kiasi cha nishati ya utaratibu wa 1060 erg - hii ni sawa na hifadhi ya nishati ya nyuklia ya takriban mamia ya mamilioni ya jua.

F. Hoyle na W. Fowler waliweka mbele dhana ya ajabu, kulingana na ambayo chanzo cha nishati hii ni kuanguka kwa mvuto (mgandamizo wa haraka) wa nyota huyo. Kitu kama hicho, kilicho na misa kubwa - karibu mara milioni mia ya misa ya Jua, kilipaswa kuwa katikati ya gala.

Muda mfupi baadaye, juhudi za pamoja za unajimu wa macho na redio zilifunua kuwa vitu viwili vyenye kung'aa sana, kama nyota vilikuwa vyanzo vya uzalishaji wa redio. Mojawapo, chanzo kilichoorodheshwa katika katalogi ya tatu ya Cambridge ya vyanzo vya uzalishaji wa redio chini ya nambari ya 3S 273, ndicho kinachong'aa zaidi kati ya vitu vyote vinavyojulikana Ulimwenguni. Baadaye, vitu vingine kadhaa sawa vilipatikana. Sasa vyanzo tisa kama hivyo vya utoaji wa redio, sawa na nyota, tayari vinajulikana.

Kongamano la kimataifa kuhusu tatizo la kuporomoka kwa uvutano liliitishwa. Ilikuwa ni lazima kujadili maswali mengi mapya yaliyotokea mbele ya wanasayansi; Je! vitu hivi visivyo vya kawaida ni matokeo ya mgandamizo wa mvuto unaotokea kwa kasi ya mlipuko? Nishati ya uvutano inabadilishwaje kuwa mawimbi ya redio? Na mwisho kabisa, kwa mtazamo wa wananadharia, ni swali; Je, kuanguka kwa mvuto husababisha ukandamizaji usio na kikomo na kuonekana kwa mali isiyo ya kawaida ya muda wa nafasi?

Nakala hii imejitolea kwa mwisho wa maswali haya. Uwezekano wenyewe kwamba vitu vilivyo na wingi mkubwa kama huo vinaweza kuwepo katika asili uliwalazimisha wananadharia kufikiria upya maoni yao kulingana na uhusiano wa jumla.

ILI KUSIKITISHA USIO NA KIKOMO

Hebu wazia wingu la duara la vumbi, kila chembe ambayo huvutia nyingine kwa mujibu wa Newtonian. Wingu kwa ujumla litaanza kupungua. Utaratibu huu utaendelea hadi nguvu zingine zitakapoingia. Wacha tuchukue kwa muda kuwa hakuna nguvu zingine. Kisha, kama hesabu rahisi inavyoonyesha, wingu litapungua hadi kiwango katika muda mfupi. Ikiwa msongamano wa awali wa wingu ni gramu moja kwa kila sentimita ya ujazo, basi itachukua kama nusu saa kwa wingu kupungua hadi ukubwa usio na kikomo.

Swali linatokea kwa kawaida: kwa nini vitu vyote tunavyoona karibu nasi havikumbwa chini ya ushawishi wa nguvu zao za mvuto? Jibu la swali hili ni dhahiri: hatua ya nguvu nyingine huingilia kati. Mvuto ni nguvu dhaifu sana ikilinganishwa na nguvu zingine. Kwa mfano, nguvu za mwingiliano wa umeme kati ya elektroni mbili ni kubwa zaidi ya mara 1040 kuliko nguvu za mwingiliano wao wa mvuto. Kwa hiyo, kuanguka kwa mvuto hakutokea katika miili ya kawaida.

Hali tofauti kabisa hutokea, hata hivyo, katika kesi ya vitu vilivyo na wingi mkubwa, kama vile vinavyozingatiwa na Fowler na Hoyle. Misa kubwa zaidi, nguvu za mvuto zitakuwa na nguvu zaidi. Kwa hakika, kwa vitu hivyo nguvu za uvutano zina nguvu sana hivi kwamba hakuna nguvu inayojulikana inayoonekana kuwa na uwezo wa kuzuia kuanguka kwa mvuto.

Kwa mujibu wa nadharia ya Newtonian, ikiwa kuanguka kwa mvuto hakuna kikomo, basi, kwa hiyo, jambo lote linapaswa kuzingatia kwa uhakika na kufikia hali ya msongamano wa juu sana. Je, tuna haki ya kutegemea nadharia ya Newton katika kesi hii?

EXCUSION KATIKA NADHARIA YA UHUSIANO

Nadharia ya Newton ya mvuto, licha ya ukweli kwamba inaelezea kikamilifu matukio ya mvuto duniani na katika mfumo wa jua, sio huru kabisa na matatizo ya kimantiki. Kwa hiyo, kwa mfano, kulingana na Newton, mwingiliano wa mvuto ni wa papo hapo: huenea kwa kasi isiyo na kipimo, na matokeo yake hujifanya kujisikia mara moja. Hitimisho hili linapingana na nadharia maalum ya uhusiano, kulingana na ambayo hakuna nguvu inayosafiri kwa kasi zaidi kuliko mwanga. Takriban miaka hamsini iliyopita, Einstein alipendekeza nadharia ya uvutano ambayo inapatana na nadharia maalum ya uhusiano na katika mambo mengi sawa na nadharia ya Newton. Tunazungumza juu ya nadharia ya jumla ya uhusiano.

Uhusiano wa jumla hutumia sifa ya ajabu ya mvuto ambayo haiwezi "kuzimwa." Mvuto daima upo na huathiri chembe zote za nyenzo. Katika suala hili, mvuto hutofautiana na nguvu nyingine zote zinazojulikana katika fizikia. Vikosi vya umeme hufanya kazi tu kwenye chembe za kushtakiwa. Elektroni (chembe iliyo na chaji hasi), protoni (chembe iliyo na chaji chanya), na neutroni (chembe isiyo na malipo) itatenda tofauti katika uwanja wa umeme. Katika uwanja wa mvuto watasonga sawa kabisa. Hii ilieleweka zaidi ya miaka mia tatu iliyopita wakati alisema kwamba miili yote, bila kujali wingi wao, huanguka kwa kasi sawa.

Einstein, akielezea mali hii ya mvuto, aliamini kuwa mvuto unahusiana kwa karibu na asili ya nafasi na wakati. Sheria ya kwanza ya Newton inasema kwamba mwili uko katika hali ya mwendo wa mstari unaofanana isipokuwa kutekelezwa na nguvu ya nje. Hebu tuchukulie kwamba tulipiga risasi kutoka kwa kanuni iliyowekwa kwa pembe ya 45 ° hadi wima. Ikiwa hapakuwa na nguvu ya mvuto, projectile ingeendelea kusonga kwa mstari wa moja kwa moja, iliyoelekezwa kwa pembe ya 45 ° hadi wima. Hata hivyo, hatua ya mvuto hulazimisha projectile kusogea kwenye trajectory ya kimfano. Kwa kuwa mvuto ni kitu ambacho hakiwezi kuondolewa, haina maana kuzungumza juu ya sheria za mwendo nje ya mvuto. Mfano huu unaonyesha kuwa mbele ya mvuto - na kwa kukosekana kwa nguvu zingine zozote - chembe husogea kando ya mikunjo, sio mistari iliyonyooka. Walakini, tunaweza kuita mistari hii iliyopindika "mistari iliyonyooka" ikiwa tutabadilisha sheria za jiometri. Hivi ndivyo nadharia ya jumla ya uhusiano inalenga. Uwepo wa mvuto unatoa sababu za kusema kwamba jiometri ya muda wa nafasi sio Euclidean. Hitimisho hili linaonyeshwa kwa kiasi katika milinganyo ya Einstein.

SULUHISHO LA SWARZSCHILD

Milinganyo ya Einstein inaelezea jinsi mkunjo wa muda wa anga (asili yao isiyo ya Euclidean) inavyohusiana na usambazaji wa mata. Ingawa mawazo yaliyo chini yake ni rahisi na ya kifahari, na milinganyo yenyewe inaweza kuandikwa kwa fomu fupi, suluhu halisi la tatizo lolote katika uhusiano wa jumla ni gumu sana, kwa kiasi kikubwa kutokana na hali isiyo ya Euclidean ya muda wa anga. Kama matokeo, iliwezekana kupata suluhisho kamili kwa shida chache tu za nadharia. Mmoja wao alipatikana mnamo 1916 na Karl Schwarzschild.

Kulingana na suluhisho hili, uwanja wa mvuto kwa umbali mkubwa kutoka kwa mwili unaelezewa kwa usahihi zaidi au chini na nadharia ya Newton. Kwa maneno mengine, inakubaliana kwa karibu na sheria ya uwiano kinyume na mraba wa umbali. Walakini, unapokaribia misa inayovutia, tofauti inakuwa muhimu zaidi na zaidi. Kama unavyoweza kutarajia, mvuto wa mvuto unazidi kuwa na nguvu. Lakini - na hii haijazingatiwa na nadharia ya Newton - uwanja wenye nguvu wa mvuto unaambatana na mkunjo mkali wa jiometri ya muda wa nafasi.

Hebu fikiria kesi ya kushangaza zaidi, wakati molekuli ya kuvutia imejilimbikizia kwa uhakika. Katika kesi hii, curvature ya muda wa nafasi husababisha hali ya kuvutia sana. Inabadilika kuwa nyanja iliyo na radius ya mwisho, inayojulikana kama radius ya Schwarzschild (radius ya mvuto), inaweza kujengwa kuzunguka misa, ambayo itatumika kama aina ya kizuizi kwa ishara. Hakuna hata ishara moja ya kimwili inayoweza kutoka ndani hadi nje, zaidi ya kizuizi hiki, lakini ishara kutoka nje zitaweza kupenya ndani ya nyanja hii!

Je, hali kama hiyo inaweza kutokea kwa vitendo? Ndiyo, inaweza, mradi mwili ni mdogo sana kwamba iko ndani ya tufe iliyoelezwa na radius ya mvuto. Miili inayotuzunguka haikidhi hali hii. Kwa mfano, radius ya mvuto wa Jua ni takriban kilomita 3, wakati radius yake halisi ni takriban kilomita 700,000.

Hata hivyo, katika kesi ya kuanguka kwa mvuto, mwili unaweza kupungua kwa ukubwa mdogo sana kwamba hatimaye utaishia ndani ya nyanja ya mvuto. Kinachotokea katika kesi hii kinaweza kutengeneza riwaya nzuri ya kisayansi.

Itaendelea.

P.S. Wanasayansi wa Uingereza wanazungumza nini kingine: kwamba mada ya kuanguka kwa mvuto, upanuzi au, kinyume chake, compression ya Ulimwengu wetu wakati mwingine huvutia sio tu wanasayansi wa nyota, lakini pia wanafalsafa na takwimu za umma, kama vile, kwa mfano, Vyacheslav Moshe Kantor - Rais wa Baraza la Kiyahudi la Ulaya.

Sehemu kuu ya binary ya kupatwa ina ukubwa kamili wa kuona; urekebishaji wa bolometriki unaolingana na wigo wake ni kuhusu , ili: Jua linatoa nishati zaidi kuliko Jua, 2.5121484 = mara 860,000, lakini uzito wake ni mara 19 zaidi kuliko Jua na kwa hiyo kwa 1 g ya suala hutoa mara 45,000 zaidi ya Jua. Jua hutoa mionzi kwa 1 g ya uzito. Kwa njia hiyo hiyo, tunaona kwamba sehemu B ya nyota inayoonekana mara mbili Kruger 60 hutoa maada 80 kwa g 1 kuliko Jua, i.e. kwa hiyo. Mionzi maalum ya Sirius B, kibete nyeupe, ni ya chini zaidi:. Wakati huo huo, halijoto ya wastani ya T ya nyota hubadilika kidogo sana kwa nyota zile zile (isipokuwa, pengine, kwa kibete nyeupe) (ona uk. 196). Ni vigumu kudhani mapema kwamba katika matukio yote matatu utaratibu wa kizazi cha nishati ni sawa, lakini ikiwa ni sawa, basi, ni wazi, ni nyeti sana kwa mabadiliko ya hali ya kimwili ndani ya nyota, hasa, joto. Kati ya aina mbalimbali zinazowezekana za uzalishaji wa nishati katika nyota, zifuatazo mbili ni muhimu:

a) shinikizo la mvuto;

b) michakato ya nyuklia.

SHINIKIZO LA MVUTO

Iwapo mpira usio na alama nyingi umebanwa, basi uwezo wake wa nishati hupungua [ona. (15.8)]; kupungua huku huenda kwa ongezeko la nishati ya kinetic ya chembe za mpira, yaani, kwa ongezeko la joto wakati mpira ni gesi (tazama (15.9)).

Nishati ya ndani ya mafuta ya gesi bora ambayo imefikia joto ni sawa na g 1. Kwa nyota nzima hii itakuwa.

Muhimu ni sawa na . Kubadilisha hapa badala ya usemi kutoka (15.9), ambapo , na kuongeza usemi wa nishati inayoweza kutokea kutoka (15.8), tunaweza kupata kwa urahisi

Jumla ya Nishati

Kwa gesi ya monatomiki na, kwa hivyo, kupuuza shinikizo la mionzi ya nyota (ambayo), tutakuwa na

yaani, nishati jumla ni sawa na nusu ya nishati inayoweza kutokea na mabadiliko yake ni nusu tu ya mabadiliko ya nishati inayoweza kutokea.

Mfano wa polytropic, ambayo ni pana kabisa katika utumiaji, ina nishati inayowezekana

Hapa n kuna darasa la polytropy (ambapo nishati inakuwa chanya, i.e. mpira una vipimo vikubwa sana) na kwa mfano wa convective.

na kwa mfano wa kawaida

Kiwango cha mabadiliko ya nishati kinapaswa kutambuliwa wazi na mwangaza wa nyota katika hatua ya mgandamizo:

Kama inavyoonekana kutoka kwa usawa (17.4). mabadiliko ya jumla ya nishati, ambayo tunalinganisha (17.8) na mwangaza, huchangia nusu tu ya mabadiliko katika nishati inayoweza kutokea ya nyota. Nusu nyingine inakwenda kuwasha moto.

Ikiwa tutabadilisha katika upande wa kulia wa (17.9) badala ya L mionzi ya Jua, na badala ya R wingi na radius ya Jua, basi tutakuwa na

(17.10)

Kuchukua njia rasmi ya hesabu ya mwisho, tunaweza kusema kwamba ikiwa tunadhani Jua linapungua, basi kwa sifa za sasa za Jua, radius ya Jua "inatosha" kwa miaka tu kufidia upotezaji wa joto. mionzi. Kimsingi, lazima tuseme kwamba chini ya mgandamizo wa mvuto, Jua hubadilika sana kwa zaidi ya miaka milioni 25. Lakini historia ya kijiolojia ya Dunia inatufundisha kwamba Jua huwasha Dunia zaidi au kidogo kila mara kwa takriban miaka bilioni 3 na, kwa hivyo, kiwango cha wakati kilichoonyeshwa cha karibu miaka milioni 20, kinachojulikana kama kiwango cha wakati wa contraction ya Kelvin-Helmholtz. haifai kwa kuelezea mageuzi ya kisasa ya Jua. Inafaa kabisa kwa mageuzi ya nyota za kufupisha wakati zinapokanzwa wakati wa kukandamiza, mpaka inapokanzwa inakuwa na nguvu sana kwamba athari za thermonuclear zinaanza kufanya kazi.

Vitu vingi vya kushangaza hufanyika angani, kama matokeo ambayo nyota mpya zinaonekana, za zamani hupotea na shimo nyeusi huunda. Moja ya matukio ya ajabu na ya ajabu ni kuanguka kwa mvuto, ambayo inamaliza mageuzi ya nyota.

Mageuzi ya nyota ni mzunguko wa mabadiliko ambayo nyota hupitia katika maisha yake (mamilioni au mabilioni ya miaka). Wakati hidrojeni ndani yake inapokwisha na kugeuka kuwa heliamu, msingi wa heliamu huundwa, na yenyewe huanza kugeuka kuwa giant nyekundu - nyota ya madarasa ya marehemu ya spectral ambayo ina mwanga wa juu. Uzito wao unaweza kuwa mara 70 ya uzito wa Jua. Supergiants mkali sana huitwa hypergiants. Mbali na mwangaza wa juu, wana sifa ya maisha mafupi.

Kiini cha kuanguka

Jambo hili linachukuliwa kuwa hatua ya mwisho ya mageuzi ya nyota ambazo uzito wake ni zaidi ya misa tatu ya jua (uzito wa Jua). Kiasi hiki kinatumika katika unajimu na fizikia kuamua uzito wa miili mingine ya ulimwengu. Kuanguka hutokea wakati nguvu za mvuto husababisha miili mikubwa ya cosmic yenye wingi mkubwa kufinya haraka sana.

Nyota zenye uzani wa zaidi ya misa tatu ya jua zina nyenzo ya kutosha kwa athari za muda mrefu za nyuklia. Dutu hii inapoisha, mmenyuko wa thermonuclear huacha, na nyota huacha kuwa imara kwa mitambo. Hii inasababisha ukweli kwamba wanaanza kushinikiza kuelekea katikati kwa kasi ya juu.

Nyota za nyutroni

Wakati nyota zinapunguza, hii inajenga shinikizo la ndani. Ikiwa inakua na nguvu ya kutosha ili kuacha ukandamizaji wa mvuto, basi nyota ya neutron inaonekana.

Mwili kama huo wa cosmic una muundo rahisi. Nyota ina msingi, ambao umefunikwa na ukoko, na hii, kwa upande wake, huundwa kutoka kwa elektroni na viini vya atomiki. Ni takriban kilomita 1 unene na ni nyembamba ikilinganishwa na miili mingine inayopatikana angani.

Uzito wa nyota za nyutroni ni sawa na uzito wa Jua. Tofauti kati yao ni kwamba radius yao ni ndogo - si zaidi ya 20 km. Ndani yao, viini vya atomiki vinaingiliana, na hivyo kutengeneza vitu vya nyuklia. Ni shinikizo kutoka upande wake ambalo huzuia nyota ya nyutroni kuambukizwa zaidi. Aina hii ya nyota ina kasi ya juu sana ya mzunguko. Wana uwezo wa kufanya mamia ya mapinduzi ndani ya sekunde moja. Mchakato wa kuzaliwa huanza kutoka kwa mlipuko wa supernova, ambayo hutokea wakati wa kuanguka kwa mvuto wa nyota.

Supernova

Mlipuko wa supernova ni jambo la mabadiliko makali katika mwangaza wa nyota. Kisha nyota huanza polepole na polepole kuisha. Hivi ndivyo hatua ya mwisho ya kuanguka kwa mvuto inavyoisha. Cataclysm nzima inaambatana na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha nishati.

Ikumbukwe kwamba wenyeji wa Dunia wanaweza kuona jambo hili tu baada ya ukweli. Nuru hufikia sayari yetu muda mrefu baada ya kuzuka kutokea. Hii imesababisha ugumu katika kuamua asili ya supernovae.

Upoezaji wa nyota ya nyutroni

Baada ya mwisho wa contraction ya mvuto ambayo ilisababisha kuundwa kwa nyota ya nutroni, joto lake ni la juu sana (juu zaidi kuliko joto la Jua). Nyota hiyo hupoa kutokana na kupoa kwa neutrino.

Ndani ya dakika chache, joto lao linaweza kushuka mara 100. Zaidi ya miaka mia ijayo - mara nyingine 10. Baada ya kupungua, mchakato wa baridi hupungua kwa kiasi kikubwa.

Kikomo cha Oppenheimer-Volkoff

Kwa upande mmoja, kiashiria hiki kinaonyesha uzito wa juu iwezekanavyo wa nyota ya nyutroni ambayo mvuto hulipwa na gesi ya neutroni. Hii inazuia kuanguka kwa mvuto kutoka kwa shimo nyeusi. Kwa upande mwingine, kinachojulikana kikomo cha Oppenheimer-Volkoff pia ni kizingiti cha chini cha uzito wa shimo nyeusi ambayo iliundwa wakati wa mageuzi ya nyota.

Kutokana na idadi ya usahihi, ni vigumu kuamua thamani halisi ya parameter hii. Walakini, inakadiriwa kuwa kati ya 2.5 hadi 3 za jua. Kwa sasa, wanasayansi wanasema kwamba nyota nzito zaidi ya neutron ni J0348+0432. Uzito wake ni zaidi ya misa mbili za jua. Shimo jeusi jeusi zaidi lina uzito wa misa 5-10 ya jua. Wanajimu wanasema kwamba data hizi ni za majaribio na zinahusiana tu na nyota za neutroni zinazojulikana kwa sasa na mashimo meusi na kupendekeza uwezekano wa kuwepo kwa kubwa zaidi.

Mashimo nyeusi

Shimo jeusi ni mojawapo ya matukio ya kushangaza zaidi yanayopatikana angani. Inawakilisha eneo la muda wa nafasi ambapo mvuto wa mvuto hauruhusu vitu vyovyote kutoroka kutoka humo. Hata miili inayoweza kusonga kwa kasi ya mwanga (pamoja na quanta ya mwanga yenyewe) haiwezi kuiacha. Kabla ya 1967, shimo nyeusi ziliitwa "nyota waliohifadhiwa", "collapsars" na "nyota zilizoanguka".

Shimo nyeusi ina kinyume chake. Inaitwa shimo nyeupe. Kama unavyojua, haiwezekani kutoka kwenye shimo nyeusi. Kuhusu wazungu, hawawezi kupenyezwa.

Mbali na kuanguka kwa mvuto, uundaji wa shimo nyeusi unaweza kusababishwa na kuanguka katikati ya galaxy au jicho la protogalactic. Pia kuna nadharia kwamba shimo nyeusi zilionekana kama matokeo ya Big Bang, kama sayari yetu. Wanasayansi wanawaita msingi.

Kuna shimo moja nyeusi kwenye Galaxy yetu, ambayo, kulingana na wanajimu, iliundwa kwa sababu ya kuanguka kwa mvuto wa vitu vya juu. Wanasayansi wanasema kwamba mashimo hayo hufanyiza kiini cha galaksi nyingi.

Wanaastronomia nchini Marekani wanapendekeza kwamba ukubwa wa mashimo meusi makubwa huenda ukapunguzwa sana. Mawazo yao yanategemea ukweli kwamba ili nyota kufikia kasi ya kusonga mbele kupitia gala ya M87, iliyoko miaka milioni 50 ya mwanga kutoka kwa sayari yetu, wingi wa shimo jeusi katikati ya gala la M87 lazima iwe angalau. 6.5 bilioni nishati ya jua. Kwa sasa, inakubaliwa kwa ujumla kuwa uzani wa shimo nyeusi kubwa zaidi ni raia bilioni 3 za jua, ambayo ni zaidi ya nusu.

Mchanganyiko wa shimo nyeusi

Kuna nadharia kwamba vitu hivi vinaweza kuonekana kama matokeo ya athari za nyuklia. Wanasayansi wamewapa jina la zawadi nyeusi za quantum. Kipenyo chao cha chini ni 10 -18 m, na uzito wao mdogo ni 10 -5 g.

Collider Kubwa ya Hadron ilijengwa ili kuunganisha shimo nyeusi ndogo. Ilifikiriwa kuwa kwa msaada wake itawezekana sio tu kuunganisha shimo nyeusi, lakini pia kuiga Big Bang, ambayo ingewezekana kuunda upya mchakato wa malezi ya vitu vingi vya nafasi, pamoja na sayari ya Dunia. Hata hivyo, majaribio hayakufaulu kwa sababu hapakuwa na nishati ya kutosha kuunda mashimo meusi.

GK ya nyota - compression yake ya haraka ya janga chini ya ushawishi wake mwenyewe. nguvu za mvuto - zinaweza kutokea baada ya kusimama katikati. maeneo ya nyota ya athari za nyuklia. Kwa kupungua kwa hifadhi ya nishati ya nyuklia katika nyota na kutoweka kwa chanzo kikuu cha nishati, usawa wake wa joto na kisha hydrostatic (mitambo) huvunjwa moja kwa moja. Katika kesi hiyo, nguvu zinazopinga mvuto zinapungua, na hali hutokea kwa ukandamizaji wa haraka wa nyota. G.K. inachukuliwa kuwa mojawapo ya njia zinazowezekana za kukamilisha (na 1.2 \mathfrak M_\odot$" align="absmiddle" width="90" height="17">), na kusababisha kuundwa kwa nyota za neutroni au hata (katika Katika kesi ya relativistic GC) mashimo nyeusi, ejection ya tabaka za nje za nyota, ambayo inawezekana wakati wa GC ya kanda yake ya kati, inaongoza kwa kuonekana kwa .

Athari za nyuklia hutumika kama chanzo cha nishati kwa nyota na hutoa nishati ya hidrostatic ndani yake. na usawa wa joto hadi malezi katikati yake. maeneo ya nuclei ya atomiki ya kundi la chuma. .Viini hivi vina idadi kubwa zaidi kwa nucleon, kwa hiyo awali ya nuclei nzito kuliko nuclei ya chuma haiambatani tena na kutolewa kwa nishati, lakini, kinyume chake, inahitaji matumizi ya nishati. Kunyimwa kutoka wakati huu wa vyanzo vya nishati ya nyuklia, nyota haiwezi kulipa fidia kwa hasara za nishati kwa anga ya nje, hasa tangu mwisho wa hatua ya "thermonuclear" ya mageuzi hasara hizi zinaongezeka sana. Kwa kuongezea upotezaji wa kawaida wa nishati kutoka kwa uso wa nyota (utoaji wa picha kutoka kwa picha ya nyota), upotezaji wa nishati ya volumetric kwa sababu ya mionzi mikali huongezwa hapa ( v) na kituo cha antineutrino (). eneo la nyota. Upotevu wa nishati ya ujazo, kama inavyoonyeshwa na hesabu za mabadiliko ya nyota, huwa kubwa juu ya hasara kutoka kwa uso kwenye temp-pax katikati ya nyota. Kwa hatua ya marehemu ya mabadiliko ya nyuklia ya nyota kubwa ya kutosha, hali hii inatimizwa kwa wingi - wakati wa usanisi wa viini vya kikundi cha chuma, kiwango c katikati ya nyota hufikia 3. . 10 9 K. Katika nyota za chini, na wingi karibu na kikomo cha chini , temp-pa katikati mwishoni mwa mageuzi ya nyuklia pia hufikia thamani na hasara za nishati za volumetric kwa namna ya mionzi ya neutrino kuwa kubwa.

Hasara za nishati ambazo hazijafidiwa huvuruga usawa wa nyota. Masharti huundwa kwa ukandamizaji wa kituo chake. maeneo yaliyo chini ya ushawishi wao wenyewe. nguvu za mvuto. Nyota sasa hutumia nishati iliyotolewa wakati wa mgandamizo. Tempo katika nyota ya kuambukizwa huongezeka (tazama). Mara ya kwanza, ukandamizaji wa nyota ni polepole, hivyo hali ni hydrostatic. usawa bado unatimia. Mwishowe, hali ya joto hufikia viwango vya juu sana, "(5-10) . 10 9 K, kwamba viini vya kundi la chuma hupoteza utulivu. Wanaoza kuwa viini vya heliamu, nyutroni na protoni (katika hatua ya kwanza ya kuoza 56 26 Fe ® 13 4 2 He + 4n - 124.4 MeV, na kwa ongezeko zaidi la joto, Yeye pia huharibika: 4 2 He ® 2n + 2p - 26.21 MeV). Kuoza kwa viini kunahitaji njia. gharama za nishati, kwani inawakilisha, kama ilivyokuwa, mlolongo mzima wa athari za mchanganyiko wa nyuklia kutoka kwa hidrojeni hadi chuma, lakini kwenda kinyume (sio kwa kutolewa, lakini kwa kunyonya kwa nishati). Hali ya joto katika mambo ya ndani ya nyota bado inaongezeka (kutokana na ukandamizaji wa mvuto), lakini kutokana na kuoza kwa nuclei za chuma, ambayo inahitaji nishati, sio haraka kama ingekuwa muhimu kuacha compression. Kama matokeo ya upotezaji wa nishati kwa mionzi ya neutrino na kuoza kwa viini, aina ya mlipuko wa nyota hufanyika - mlipuko wa ndani (wakati mwingine katika fasihi ya kisayansi inaitwa implosion, tofauti na mlipuko - mlipuko wa nje unaosababishwa na haraka. kutolewa kwa nishati). Wakati wa implosion, dutu hii ni katikati. eneo la nyota huanguka kuelekea katikati kwa kasi karibu na kasi ya kuanguka bure. Wimbi linalotokana na mabadiliko ya hali ya juu ya hydrodynamic polepole huvuta tabaka za nyota mbali zaidi na zaidi kutoka katikati hadi katika hali ya kuanguka. Mara tu mzunguko wa utumbo umeanza, chini ya hali fulani inaweza kupungua au hata kuacha, lakini katika baadhi ya matukio inaweza kuendelea bila kuacha, na kugeuka kuwa kinachojulikana. .

Ufafanuzi wa mchanganyiko mzima wa hali zinazoongoza kwa G. to. ni kazi ngumu sana. Moja ya hatua muhimu katika kutatua tatizo hili ni utafiti wa hali ya hydrostatic. usawa katika hatua za baadaye za mageuzi ya nyota na matumizi ya mlingano wa hali ya maada katika nyota.

Katika kipindi chote cha mageuzi. maendeleo ya nyota inayohusishwa na athari za nyuklia katikati yake. mkoa, katika nyota, isipokuwa nadra, hydrostatic inadumishwa. usawa. Iko katika usawa (katika kila hatua ya nyota na wakati wowote kwa wakati) wa nguvu za mvuto na nguvu za kurudisha nyuma chembe za maada kutokana na shinikizo. R, F - = -D r/D r [abs. ukubwa wa nguvu hizi, r ni umbali kutoka katikati hadi hatua inayozingatiwa ya nyota, ni wingi ndani ya nyanja ya radius r, p ni msongamano wa jambo, -D p/D r ni takriban usemi wa sehemu ya radial ya gradient ya shinikizo karibu na hatua inayozingatiwa]. Mlinganyo wa hydrostatic ulikuwa wastani wa nyota nzima kwa ujumla. usawa unaweza kuandikwa kama:

ambapo na R ni jumla ya misa na radius ya nyota, r c na p c ni msongamano na shinikizo katikati ya nyota. Mlinganyo huu unaruhusu, haswa, kukadiria halijoto T c karibu na katikati ya nyota. Ikiwa tunakubali kwamba jambo hapo linatii mlinganyo wa hali ya gesi bora, basi ambapo m ni molekuli ya molekuli ya suala la nyota, R 0 ni molekuli ya ulimwengu wote. Kwa nyota za aina ya jua Tc ~10 7 K, kwa nyota zinazoanguka (zaidi kubwa) ni kubwa zaidi. Katika Mtini. 1 inaonyesha mpango unaowezekana wa mageuzi. njia ya nyota kubwa () kutoka wakati wa kuzaliwa kwake kutoka kwa wingu la vumbi la gesi hadi wakati wa uchovu kamili hadi katikati yake. maeneo ya mafuta ya nyuklia na mwanzo wa mitambo ya joto (hatua ya matawi).

Mageuzi ya nyota baada ya "kuzima" vyanzo vya nishati ya nyuklia, kwa kusema madhubuti, inaweza kwenda kwa njia mbili: wakati wa kudumisha hydrostatic. usawa na hidrodynamic. njia, wakati nguvu za uvutano zinapotawala sana (F + >F -). Njia ambayo mageuzi ya nyota itachukua inategemea jinsi shinikizo la suala la nyota linabadilika na mabadiliko ya joto na wiani, yaani, kwa kiwango cha hali ya jambo hilo. Ikiwa ongezeko la wiani wakati wa kukandamizwa kwa jambo na nguvu za mvuto haziambatana na ongezeko la kutosha la shinikizo, basi mahitaji yanaundwa katika nyota kwa usumbufu wa hydrostatic. usawa na ukuzaji wa muundo wa kijiofizikia Uhusiano kati ya shinikizo na msongamano katika kesi ya mgandamizo wa haraka wa dutu (kuwa na tabia) ina fomu: p c ~ r g c (g inaitwa kipeo cha adiabatic).

Kwa upande mwingine, msongamano wa maada huamuliwa na saizi ya nyota r c ~ ​​​​1/R 3 . Kwa hivyo usemi wa nguvu za kuchukiza unaweza kuandikwa kama:

Utegemezi wa nguvu za mvuto kwenye radius ya nyota hutolewa na uhusiano:

Kutoka kwa mahusiano (2) na (3) ni wazi kuwa nguvu za mvuto huongezeka kwa kasi na kupungua kwa radius ya nyota ikilinganishwa na nguvu za shinikizo, ikiwa

5 > 1 + 3g au g< 4 / 3 (4),

Katika g< 4 / 3 любое случайное малое гидродинамич. возмущение типа сжатия будет нарастать. Упругость вещества в этом случае недостаточна для предотвращения Г. к. В противном случае (при g >4 / 3) hidrostatic usawa ni thabiti: michanganyiko inayoonekana kwa bahati mbaya itayeyuka na kuisha. Kwa nadharia kali, hydrostatic. Utulivu wa nyota huzingatia tofauti katika g kwa tabaka tofauti za nyota. Kwa kweli, hali ya G. K. hutokea wakati katikati. eneo g< 4 / 3 , а во внеш. слоях ещё выполняется условие g >4/3. Katika Mtini. 2 inaonyesha matokeo ya kinadharia. mahesabu ya thamani ya g kulingana na wiani na joto la dutu hii. Mistari iliyochorwa ya kiwango g = 4/3 inaangazia kwa uwazi "gully ya kutokuwa na utulivu" (eneo lenye g< 4 / 3). Когда в процессе эволюции в "овраг неустойчивости" попадает значит. часть центр. области звезды, начинается её Г. к.

Mchele. 2. Mchoro wa mabadiliko ya pamoja ya chembe mbalimbali za suala la nyota na mali zake za elastic kulingana na wiani (r) na joto (T c). Mikoa yenye elasticity ndogo ya dutu (pamoja na fahirisi ya adiabatic g min = 1.0 na 1.06) iko karibu na makutano ya mistari ya viwango sawa vya uzani X: I - chuma na heliamu (viini vya chuma vinatawala upande wa kushoto wa mstari; heliamu upande wa kulia, kwenye mstari wa X yenyewe Fe = X He); II - jozi za elektroni-positron na elektroni za atomiki (juu ya mstari huu elektroni hutawala); III - neutroni na protoni (neutroni hutawala juu ya mstari); IV - viini vya chuma na nyutroni (nyutroni hutawala juu na upande wa kulia wa mstari). Mchoro unaonyesha njia za pointi za kati za nyota: na mstari wa molekuli - dashed AA` na mwanzo wa kuanguka kwa mvuto kwenye hatua A; na mstari wa molekuli - dashed BB` na mwanzo wa kuanguka kwa mvuto katika hatua B; kwa wingi - mstari wa dashi-dotted СС (hatua C - mwanzo wa mlipuko wa nyuklia ya kaboni). Mistari iliyofungwa iliyofungwa yenye thamani ya g = 1.1 maeneo ya kuzunguka ya kuongezeka kwa kutokuwa na utulivu; mstari wa dashed unaonyesha "bonde la kutokuwa na utulivu" na g< 4 / 3 . Верхняя часть "оврага неустойчивости" проведена условно из-за трудностей учёта бета-превращений.

Utambulisho wa kimwili michakato inayoongoza kwa maadili ya kiashiria cha g< 4 / 3 представляет собой одну из важных проблем теории Г. к. При высоких темп-pax и давлениях, характерных для стадии полного прекращения термоядерных реакций в звезде, плотность вещества в центре звезды превышает в миллионы или даже в миллиарды раз плотность твёрдых тел на поверхности Земли. Несмотря на это, звёздное вещество по св-вам близко к идеальному газу, т. к. кинетич. энергия образующих его частиц значительно превышает потенц. энергию их взаимодействия. От обычного идеального газа вещество центр. области звезды отличается тем, что образующие его разнородные частицы (фотоны, электроны, позитроны, протоны, нейтроны и разнообразные сложные атомные ядра) при взаимодействии могут испытывать различные превращения. При столкновении электрона с позитроном происходит их , и рождаются фотоны. В свою очередь, фотоны высоких энергий при столкновении с др. частицами могут рождать пары электрон - позитрон или путём фотоядерных реакций вызывать диссоциацию сложных ядер. Протоны и нейтроны участвуют в разнообразных ядерных реакциях со сложными ядрами, к-рые также могут взаимодействовать между собой. Нуклоны и ядра испытывают ещё различные бета-превращения (см. ). Подобные взаимные превращения частиц при определённой достаточно высокой темп-ре достигают динамич. равновесия (ядерного статистич. равновесия), и это состояние определяет равновесные концентрации всех частиц и все св-ва звёздного вещества, в т. ч. границы и глубину "оврага неустойчивости".

Pamoja na mabadiliko ya chembe, ambayo hutokea kwa uwezekano sawa katika mwelekeo wa mbele na wa nyuma (ili waweze kusawazisha kila mmoja), mwisho wa hatua ya nyuklia ya mageuzi ya nyota inamaanisha. nguvu hufikia mabadiliko ya beta. Neutrinos na antineutrinos lazima kushiriki katika mabadiliko ya beta, ambayo mara baada ya kuzaliwa huacha nyota (kwao unene wa nyota ni wazi). Kwa hiyo, mabadiliko ya beta ni ya upande mmoja katika asili - athari za mwingiliano wa neutrinos na antineutrinos na chembe. chembe nyingine (kwa mfano, neutrino kukamata na protoni) haitokei kwenye nyota. Asili ya upande mmoja ya mabadiliko ya beta inamaanisha kuwa hakuna kamili . Kwa kiasi, mchango wa mabadiliko ya beta ni muhimu sana katika sehemu ya juu kushoto ya "gully of insebility", ambapo nyota ndogo sana zinaweza kuanguka, na . Kutokana na ukosefu wa thermodynamic usawa ulioonyeshwa katika sehemu hii ya Mtini. Mistari 2 ni ya masharti tu (kwa kweli ilihesabiwa kwa ukadiriaji mbaya sana). Ufafanuzi mkali wa kimwili hali na mchango mkubwa wa mabadiliko ya beta inahitaji hesabu thabiti ya kinetics yao, binafsi sambamba na hesabu ya mageuzi na mienendo ya kijiometri ya nyota. Hata hivyo, kinachojulikana kinetiki usawa, ambapo mabadiliko yote ya beta yatasawazishwa, isipokuwa yale yanayoweza kusababishwa na neutrino na antineutrino kutoroka kwa uhuru. Katika usawa kama huo, kwa usumbufu wa haraka wa hydrodynamic, ambao haufuatwi na mabadiliko ya beta, "bonde la kutokuwa na utulivu" huwa duni na nyembamba. Hii ina maana kwamba kukosekana kwa utulivu na wakati maalum wa mabadiliko ya beta kunaweza kuendeleza. Kwa hiyo, katika nyota za chini, resonance ya magnetic inapaswa kuendeleza polepole. Kwa ujumla, shida ya maendeleo ya mabadiliko ya beta inapaswa kutatuliwa kwa kuzingatia kinetics ya mabadiliko yote ya beta.

Kwa hali yoyote, dutu ya nyota, ikianguka kwenye "bonde la kutokuwa na utulivu," inapoteza elasticity yake, na nyota, hatimaye, haiwezi kupinga nguvu za mvuto, ambayo inaongoza kwa maendeleo ya mvuto. wingi (uzito wa msingi wa chuma , iliyobaki ni oksijeni. shell) kuonyesha kusimamishwa kwa nyota ya mvuke wakati msongamano r c ~ ​​10 13 g/cm 3 na joto T c ~ 10 11 K unafikiwa katikati ya nyota. Baada ya kituo cha gesi kusimama, mchakato wa kuunda nyota ya neutroni ya moto huanza. Wakati huo huo, ongezeko la polepole linaendelea (hatua nzima ya haraka ya pampu ya hydrodynamic hadi kuacha kunajulikana na wakati wa hydrodynamic wa ~ 0.1 s) katikati. msongamano hadi r s ~ 10 15 g/cm 3 na joto T s ~ 10 12 K (kwa muda wa » 3 s). Kisha mchakato wa baridi wa polepole zaidi wa nyota ya nyutroni ya moto hutokea, na kuishia na kuundwa kwa nyota ya neutroni baridi, ambayo wingi wake bado unakubalika (tazama).

Hesabu sawa (ndani ya mfano sawa wa mwili) wa wingi wa nyota kubwa, ambayo (ambayo wingi wa msingi wa chuma ni wingi wa msingi wa chuma, iliyobaki ni ganda la nje la oksijeni), husababisha matokeo tofauti. . Haiwezekani kuacha pampu ya hydrodynamic, na hydrodynamic ya haraka. Hatua ya GC inaendelea na GC ya relativistic, ambayo ni, nyota inageuka kuwa shimo nyeusi. Katika Mtini. 2 njia za katikati zimepangwa. alama za nyota kwa hesabu zote za G.K. zilizojadiliwa: (BB`) na (AA`). Inaweza kuonekana kuwa katika kesi ya BB` kusimamishwa kwa mfumo wa kijiometri hutokea baada ya trajectory ya kituo cha nyota kuingiliana na mpaka wa kulia (wa nje) wa "gully ya kutokuwa na utulivu", ambapo index ya adiabatic g = 4/3 . Katika hatua ya kuacha, kiashiria g >> 4/3. Katika kesi ya AA`, trajectory hupita (Kielelezo 2) kwa haki ya trajectory BB`, na, licha ya ukweli kwamba g > 4/3 baada ya kuvuka "gully ya kutokuwa na utulivu", G.K. chini. Kwa hivyo, mbele ya mionzi yenye nguvu ya neutrino, ongezeko la elasticity ya vitu vya nyota bado haitoshi kuzuia mgongano wa joto la ardhi.

Kwa kimwili Sababu zinazosababisha kusitishwa kwa gyrations katika kesi ya , lazima ni pamoja na, kwanza kabisa, kusitishwa kwa michakato yote ya mabadiliko ya pande zote ya chembe zinazohusisha matumizi ya nishati, na malezi ya idadi kubwa ya nucleons kutoka kwa nuclei ya chuma. kundi na viini vya heliamu. Gesi ya nucleon inayotokana (pamoja na ziada ya neutroni zilizopungua kwa kiasi) huongeza kwa kiasi kikubwa elasticity ya dutu, na giza ya mambo ya ndani T c> 10 10 K (thamani ya g kwa gesi hiyo inakaribia 5/3). Jambo muhimu sawa linapaswa kuzingatiwa uwazi wa unene wa nyota kwa mionzi ya neutrino ambayo hutokea katika hatua fulani ya compression. Neutrinos na antineutrinos, ambazo hapo awali zilitoroka bila kizuizi kutoka kwa nyota, zitachukuliwa na suala la nyota chini ya hali mpya. Matokeo yake, hasara ya jumla ya nishati ya nyota itapungua, pamoja na uhamisho wa wakati huo huo wa nishati na mionzi ya neutrino kutoka katikati ya nyota hadi kwenye uso wake wa nje. tabaka zinaweza kutatiza moja kwa moja G. hadi nje. tabaka za nyota. Inaweza kudhaniwa kuwa kuonekana kwa opacity ya neutrino katika hatua kama hiyo ya opacity ya neutrino, wakati elasticity ya kutosha ya dutu imerejeshwa (g> 4/3), inachangia kusimamishwa kwa upotezaji wa nishati ya neutrino. upotezaji wa nishati, pamoja na maswala ya uwazi na uhamishaji wa nishati kwa mionzi ya neutrino, yavl. moja ya kazi kuu katika utafiti wa G. Kimsingi, kusimamisha G. kunaweza pia kuwezeshwa na mzunguko na sumaku. uwanja wa nyota, lakini bado ni ngumu sana kuzingatia athari hizi muhimu kwa kiasi.

Kufikia wakati kimbunga cha jotoardhi kinasimama, nyota inakuwa imeunda muundo tofauti tofauti uliobainishwa: msingi ulioshinikizwa sana na ganda na ganda dogo lililobanwa tangu mwanzo wa kimbunga, ambacho kina sehemu nyingine ya nyota. Kama mahesabu yanavyoonyesha, baada ya eneo la kati la nyota kuacha, ext. tabaka zinaendelea kuanguka kuelekea katikati na, baada ya kukutana na msingi mnene, haraka polepole. Kupungua kwa kasi ya kuanguka au accreting (tazama) jambo hutokea katika eneo la mshtuko wa mshtuko kwenye mpaka wa msingi na shell inayoanguka. Kwa kusimamishwa kwa ghafla kwa kutosha katika ukandamizaji wa msingi, kuruka hii inaweza kubadilishwa kuwa yenye nguvu, kueneza kutoka kwenye mpaka wa msingi hadi pembezoni mwa nyota. Katika Mtini. Kielelezo cha 3, kilichojengwa kwa msingi wa moja ya hesabu za mshtuko wa jotoardhi na kuacha kwa kasi sana kwa nyota iliyo na, inaonyesha jinsi, wakati wimbi la mshtuko linaenea, harakati ya jambo kuelekea kituo hupunguzwa na kubadilishwa na upanuzi wa nje. . Hapo awali (Mchoro 3) wimbi la mshtuko liliundwa kama mshtuko wa mshtuko kwa 0.56s. Inaendelea kuwepo hadi 1.75 s kwa namna ya kuruka kwa mshtuko, wakati jambo nyuma ya mbele yake limepungua kabisa. Baadaye, wimbi la mshtuko huenea. Kasi yake huongezeka kadiri mawimbi ya mbele yanapokaribia uso wa nyota, kwa kuwa husogea kutoka kwenye tabaka mnene hadi tabaka zinazozidi kufidiwa nadra za maada. Wimbi la mshtuko pia huharakishwa kwa sababu ya mlipuko wa mafuta ya nyuklia kwenye mazingira ya nje. tabaka za nyota. Msingi mchakato wa aina hii kuzingatiwa katika hesabu, yavl. mabadiliko ya viini 2 16 8 O ® 32 16 S + 16.54 MeV. Hatimaye, wimbi la mshtuko linaweza kusababisha sehemu ya ganda kung'olewa kutoka kwa nyota. Hivi ndivyo mlipuko wa supernova unavyoweza kuonekana.

Mchele. 3. Usambazaji wa kasi na miondoko ya tabaka za nyota yenye uzito kulingana na thamani ya , (yaani, sehemu ya wingi wa nyota iliyo ndani zaidi ya safu fulani) katika nyakati mbalimbali za kuanguka kwa mvuto. Kuanza kwa hesabu ya wakati ni kwa masharti. Sehemu yenye mwinuko zaidi ya mikunjo inawakilisha sehemu ya mbele ya wimbi la mshtuko linaloenea kuelekea uso wa nyota. Curve kwa wakati wa 37.6 s inaonyesha kasi ya kimfano (mgawanyo wa tabaka za nje), sawa katika kesi inayozingatiwa hadi 3.5 . 10 3 km / s. Tabaka zote za nyota upande wa kulia wa sehemu hii huunda ganda linalotolewa.

Lakini katika hesabu thabiti zaidi za mshtuko wa jotoardhi kwa kusimamisha wimbi la mshtuko wenye nguvu za kutosha kwa kutumia kinetiki yoyote muhimu. nishati ya utawanyiko wa tabaka zilizojitenga haifanyi kazi. Katika hesabu ya GK kwa nyota yenye wingi (kesi ya BB 'katika Mchoro 2), hakuna ejection ya nje iliyopatikana kabisa. tabaka, hata kuzingatia athari za mzunguko. Uchunguzi, kinyume chake, unaonyesha uhusiano wa karibu kati ya pulsars ya nyota ya neutron na milipuko ya supernova. Kutoka kwa mtazamo huu, ya riba hasa ni masomo ya tata ya kijiometri kwa nyota za chini zinazokaribia kinachojulikana. (kwa nyota ya chuma na nyota ya kaboni). Ukweli ni kwamba tafiti hizi zilifunua utaratibu mzuri sana wa ejection ya bahasha ya nyota (angalia Sehemu ya 4). Katika Mtini. 2 inapanga njia ya SS', inayoonyesha G.K. katikati ya nyota yenye misa ambayo inaambatana na utoaji wa nje. tabaka (upande wa ubora wa athari hii umeelezwa kwenye Mchoro 3).

Ilikuwa tayari imetajwa hapo juu kuwa utaratibu kuu unaosababisha kupoteza kwa hydrostatic. utulivu wa nyota za chini, yavl. mabadiliko ya beta, au kwa usahihi zaidi, kunasa elektroni kwa viini na protoni, i.e. maada. Ni wazi kwamba mchakato wa neutronization utachangia neutronization, kwani wakati elektroni zinakamatwa, shinikizo la elektroni hupungua, na nishati fulani pia hutolewa kutoka kwa nyota kwa namna ya neutrinos. Kumbuka kwamba ndani ya nyota ya chini, shinikizo la elektroni ni la msingi. sehemu ya shinikizo la dutu (tazama mwanzo wa trajectory СС` kwenye Mchoro 2). Gyrations ya nyota za chini hutofautiana na gyros ya nyota kubwa kwa heshima moja zaidi. Baada ya "kuungua" kwa heliamu na kuundwa kwa msingi wa kaboni-oksijeni ya nyota (Mchoro 1), mageuzi yake zaidi yanaendelea tofauti kulingana na wingi wa msingi unaosababisha. Mchanganyiko wa kijiometri wa nyota kubwa, na , huendelea (baada ya kuundwa kwa msingi wa chuma wa nyota) kwa njia sawa na ilivyoelezwa kwa kutumia mfano wa tata ya kijiometri ya nyota na na. Katika nyota za chini, gyrations inaweza kuanza mapema, wakati kaboni inawaka. Mahesabu yanaonyesha kuwa uchovu huu unaendelea, kama sheria, kwa ukali, na usumbufu wa hydrostatic. usawa wa nyota na huenda kwenye mlipuko wa thermonuclear na kutolewa kwa nishati kubwa.

Walakini, licha ya mwako unaolipuka wa kaboni na oksijeni, mchakato huu mgumu bado unaweza kusababisha ukuzaji wa nyota ya gesi, na sio kwa mlipuko wa nyota. Hii inawezeshwa na neutronization kali ya bidhaa za mwako (viini vya kundi la chuma) na zile zinazoambatana nayo. kupoteza nishati kutokana na mionzi ya neutrino. Uzito wa michakato hii huongezeka kwa kasi na kuongezeka kwa msongamano katikati ya nyota. Kutoka kwa mahesabu inafuata kwamba mlipuko wa thermonuclear wa nyota ya kaboni-oksijeni hubadilika kuwa nyota ya gesi ikiwa katikati. Uzito wa nyota kabla ya kuanza kwa kuchomwa moto huzidi thamani r c » 10 10 g/cm 3 . Uwezekano wa kimsingi wa mwendo wa jotoardhi pia unafuata kutokana na ulinganisho wa kikomo cha Chandrasekhar kwa nyota ya chuma () na wingi wa nyota ya kaboni-oksijeni inayozingatiwa (). Kuzidi kwa wingi wa mwisho juu ya kikomo cha Chandrasekhar cha jambo hilo. hali ya lazima kwa G. k., na g/cm 3 ni hali ya kutosha.

Mabadiliko ya mlipuko wa nyuklia kuwa mlipuko wa nyuklia yanaonyeshwa kwenye Mtini. 4, ambayo inaonyesha mabadiliko ya muda wa radii kadhaa. safu za nyota ya kaboni-oksijeni (trajectory ya kituo chake, uhakika CC` imetolewa kwenye Mchoro 2). Wakati t = 3.3 s (muda huhesabiwa kutoka wakati temp-pa katikati ya nyota ilifikia thamani ya 6. . 10 8 K, ya kutosha kwa ajili ya maendeleo ya mwako wa mlipuko wa thermonuclear ya kaboni), radii ya tabaka zote hupungua kwa kasi, ambayo ina maana ya mpito wa mlipuko hadi mwako wa gesi.

Mionzi ya neutrino inayoendelea inaambatana na mtiririko unaoongezeka wa mionzi ya neutrino, ambayo, kwa sehemu kuhamisha nishati yake kwa suala la nje. tabaka za nyota, kwa kiasi kikubwa huharakisha uchomaji wa thermonuclear wa mabaki ya kaboni katika tabaka hizi. Mlipuko wenye nguvu huundwa. wimbi na chanya kasi ya maada nyuma ya mbele ya kutosha kurarua ganda la nje. Akaunti ya kina ya utaratibu huu katika mahesabu inaonyesha kwamba nishati ya ~ 10 50 erg huhamishiwa kwenye shell inayopanua. Kisha kinetic. nishati ya shell inaweza kuongezeka (lakini kwa kasi ndogo zaidi, katika 10 5 -10 6 s) kutokana na athari za mzunguko na shinikizo la magnetic. mashamba kwa thamani ya ~ 10 31 erg, ambayo inalingana na nishati ya shell ya supernova ya kawaida. Ikiwa katika nyota ya kaboni-oksijeni wiani wa kati ni wa chini (g/cm 3), basi wakati wa mwako wa nyuklia msingi wa chuma unaweza kuunda kwa utulivu ndani yake kama matokeo ya kuchomwa kwa sehemu ya jambo, au utawala wa pulsating wa thermonuclear. mwako wa kaboni unaweza kuendeleza, ikifuatiwa na mlipuko wa nyota. Nadharia ya mageuzi ya nyota inaonyesha kuwa tofauti katika maadili ya kituo hicho. Msongamano wa nyota za kaboni-oksijeni, ambayo huamua hatima yao ya baadaye, inaweza kusababishwa na hali ya maendeleo ya nyota katika mifumo ya karibu ya binary.

Nadharia ya nadharia ya kijiofizikia inaongoza, kwa hiyo, kwa hitimisho kwamba milipuko ya supernova inahusishwa na kuanguka kwa nyota za chini za kaboni-oksijeni na wingi wa takriban. . Ziada uchambuzi unaonyesha kwamba G. K. na uundaji wa nyota ya nyutroni moto na ejection (katika hatua mbili) ya nje. makombora yanaweza kutambuliwa na aina ya I supernovae. Wakati huo huo, mlipuko wa nyota bila kuundwa kwa nyota ya neutron inaweza kulinganishwa na aina ya II ya supernovae. Inapaswa bado kuzingatiwa kuwa vitambulisho hivyo sio wazi kabisa na havijumuishi chaguzi nyingine. Kinadharia, cosmos ya jotoardhi inawezekana bila mlipuko wa supernova, kama ilivyoanzishwa katika mahesabu ya geosynthesis ya chembe kubwa za nyota za chuma. Katika mchakato huu, mzunguko wa jotoardhi unaweza kuisha na kuzaliwa kwa nyota za neutroni au mashimo meusi.

Kwa bahati mbaya, bado ni vigumu kusema chochote kuhusu hili. mzunguko wa matokeo mbalimbali ya mageuzi ya nyota, na hasa mzunguko wa mageuzi ya nyuklia.Takwimu zilizopo za nyota zinasema kwamba idadi ya nyota zenye align="absmiddle" width="63" height="16"> zinazoishia zao. mageuzi ya nyuklia huongezeka kwa kupungua kama . Katika Galaxy, kwa mujibu wa takwimu hizi, idadi ya nyota "zinazokufa" kwa mwaka ni » 1. Lakini takwimu hazizingatii taratibu za kupoteza kwa wingi na nyota wakati wa mageuzi, pamoja na idadi ya madhara mengine muhimu; kuna uwezekano mkubwa zaidi kwamba huongeza kasi ya mwendo wa jotoardhi Wakati huo huo, hitimisho kuhusu mchango mkubwa wa nyota zenye uzito wa chini kwa idadi ya nyota zinazokamilisha mageuzi ya nguvu za uvutano. kuporomoka inaonekana kusadikika. Kwa kuongezea, inapaswa kusisitizwa kuwa wingi wa nyota, ambayo inajadiliwa katika nadharia ya hatua za mwisho za mageuzi, kwa kweli inawakilisha wingi wa msingi wa kaboni-oksijeni wa nyota ambayo ina muundo mkubwa wa tofauti na msingi mnene na. ganda adimu. Kutoka kwa mahesabu ya mageuzi ya nyota inajulikana kuwa wingi wa msingi ni kadhaa. mara chini ya wingi wa nyota nzima (kwa mfano, misa ya msingi sawa na inalingana na jumla ya nyota). Bado ni vigumu kuonyesha thamani ya misa ndogo zaidi ya nyota zinazoanguka, lakini ni wazi lazima ipite kikomo cha nyota ya chuma cha Chandrasekhar ().

Ikiwa wingi wa nyota ya nyutroni moto ni nyota ya nyutroni baada ya muda mfupi wa baridi kali ya neutrino (makumi kadhaa ya sekunde) haipaswi kupata G.K. relativistic na inaweza kuzingatiwa katika mfumo wa chanzo cha kudhoofisha mionzi ya joto hatua kwa hatua. mionzi, na pia kwa muda mrefu katika mfumo wa pulsar na mionzi kutoka kwa mawimbi ya redio hadi mionzi ya gamma.

Katika nadharia ya hydrodynamics, swali la mionzi ya neutrino ni ya kuvutia sana. Wakati wa neutrinos, neutrinos hutolewa kwa namna ya mapigo ya kudumu 10-30 s. v na antineutrino na nishati jumla). Pointi F inaonyesha wakati wa kukoma kwa hidrodynamic. kuhesabu mzunguko wa gesi Barua A, B na C zinaonyesha awamu mbalimbali za mzunguko wa gesi, ambazo zina sifa ya data zifuatazo: D t - muda wa awamu inayofanana ya mzunguko wa gesi.

Maana. Muda wa mwanga wa neutrino unaelezewa na ukweli kwamba kuu sehemu ya nishati haitolewa katika mchakato wa hydrodynamic ya haraka. hatua ya G. k., na katika hatua inayofuata ya kuongezeka kwa jambo la nje. tabaka (awamu ya B, Kielelezo 5) na baridi ya nyota ya neutroni yenye usawa wa hydrostatically (awamu C). Mipigo ya neutrino inayotolewa na nyota inayoanguka ndani ya Galaxy yetu inaweza, kimsingi, kutambuliwa na vigunduzi vilivyopo vya mionzi ya neutrino (ona). Ugunduzi wa mpigo wa neutrino ungekuwa mtihani wa uchunguzi wa moja kwa moja wa nadharia ya GC. Hasa, ingewezekana kuthibitisha hitimisho muhimu la nadharia kuhusu uwezekano wa GC kuendelea bila kutolewa kwa ganda na, kwa hivyo, bila athari zinazoonekana kama vile milipuko ya supernova. Michakato kama hii kwenye Galaxy inaweza kutokea, kama ilivyotajwa tayari, »1 kwa mwaka.

Katika mchakato wa muunganisho wa jotoardhi wa chembe za nyota na misa isiyozidi misa ya nyota baridi ya nyutroni (), athari za nadharia ya jumla ya uhusiano (GTR) sio muhimu sana, ingawa zitahitaji kuzingatiwa katika maendeleo ya baadae ya nadharia ya mwendo wa jotoardhi Hata hivyo, athari za uhusiano wa jumla ni muhimu sana kwa mfumo wa kijiofizikia wa relativitiki, mageuzi ya msingi wa nyota kubwa huishia Crimea.

Mwangaza.: Zeldovich Ya. B., Novikov P. D., Nadharia ya mvuto na mageuzi ya nyota, M., 1971; Shklovsky I.S., Supernovae na matatizo yanayohusiana, 2nd ed., M., 1976, p. 398 na mfuatano; Kwenye makali ya unajimu, trans. kutoka kwa Kiingereza, M., 1979; Imshennik V.S., Nadezhin D.K., Hatua za mwisho za mageuzi ya nyota na milipuko ya supernova, katika kitabu: Matokeo ya sayansi na teknolojia. Seva Astronomia, gombo la 21, M., 1982.

(V.S. Asiye na maadili)

KUANGUKA KWA MVUTO
ukandamizaji wa haraka na kutengana kwa wingu la nyota au nyota chini ya ushawishi wa mvuto wake mwenyewe. Kuanguka kwa mvuto ni jambo muhimu sana la astrophysical; inahusika katika uundaji wa nyota, makundi ya nyota na galaksi, na katika kifo cha baadhi yao. Katika nafasi ya nyota kuna mawingu mengi yanayojumuisha hasa hidrojeni yenye msongamano wa takriban. 1000 kwa/cm3, saizi kutoka 10 hadi 100 St. miaka. Muundo wao na, haswa, wiani hubadilika kila wakati chini ya ushawishi wa migongano ya pande zote, inapokanzwa na mionzi ya nyota, shinikizo la uwanja wa sumaku, nk. Wakati msongamano wa wingu au sehemu yake inakuwa kubwa sana kwamba mvuto unazidi shinikizo la gesi, wingu huanza kupungua bila kudhibiti - huanguka. Inhomogeneities ndogo ya wiani huwa na nguvu wakati wa mchakato wa kuanguka; Matokeo yake, vipande vya wingu, i.e. hugawanyika katika sehemu, ambayo kila mmoja huendelea kupungua. Kwa ujumla, wakati gesi imebanwa, joto lake na shinikizo huongezeka, ambayo inaweza kuzuia mgandamizo zaidi. Lakini wakati wingu ni wazi kwa mionzi ya infrared, inapoa kwa urahisi, na ukandamizaji hauacha. Walakini, kadiri msongamano wa vipande vya mtu binafsi unavyoongezeka, baridi yao inakuwa ngumu zaidi na shinikizo linaloongezeka huzuia kuanguka - hivi ndivyo nyota inavyoundwa, na seti nzima ya vipande vya wingu ambavyo vimegeuka kuwa nyota huunda nguzo ya nyota. Kuanguka kwa wingu katika kundi la nyota au nyota hudumu takriban miaka milioni - kwa haraka kwa kiwango cha ulimwengu. Baada ya hayo, athari za nyuklia zinazotokea kwenye matumbo ya nyota hudumisha joto na shinikizo, ambayo huzuia compression. Wakati wa athari hizi, vipengele vya kemikali nyepesi hubadilishwa kuwa nzito zaidi, ikitoa nishati kubwa (sawa na kile kinachotokea wakati bomu la hidrojeni linapolipuka). Nishati iliyotolewa huacha nyota kwa namna ya mionzi. Nyota kubwa hutoa mionzi mikali sana na kuchoma "mafuta" yao katika makumi machache ya mamilioni ya miaka. Nyota zenye uzito mdogo zina mafuta ya kutosha kudumu kwa mabilioni mengi ya miaka ya kuwaka polepole. Hivi karibuni au baadaye, nyota yoyote inaishiwa na mafuta, athari za nyuklia kwenye kituo cha msingi na, ikinyimwa chanzo cha joto, inabaki kwenye rehema ya mvuto wake, na kusababisha nyota kufa.
Kuanguka kwa nyota za chini. Ikiwa, baada ya kupoteza bahasha, mabaki ya nyota yana wingi wa chini ya 1.2 ya jua, basi kuanguka kwake kwa mvuto hakuendi mbali sana: hata nyota ya kupungua iliyonyimwa vyanzo vya joto hupata uwezo mpya wa kupinga mvuto. Katika msongamano mkubwa wa jambo, elektroni huanza kurudishana kwa nguvu; hii si kutokana na malipo yao ya umeme, lakini kwa mali zao za mitambo ya quantum. Shinikizo linalotokana linategemea tu juu ya wiani wa dutu na haitegemei joto lake. Wanafizikia huita mali hii ya kuzorota kwa elektroni. Katika nyota za chini, shinikizo la vitu vilivyoharibika linaweza kupinga mvuto. Mnyweo wa nyota hukoma inapokaribia ukubwa wa Dunia. Nyota kama hizo huitwa vibete nyeupe kwa sababu huangaza dhaifu, lakini mara baada ya kukandamizwa huwa na uso wa moto (nyeupe). Walakini, hali ya joto ya kibete nyeupe hupungua polepole, na baada ya miaka bilioni kadhaa nyota kama hiyo tayari ni ngumu kugundua: inakuwa mwili baridi, usioonekana.
Kuanguka kwa nyota kubwa. Ikiwa wingi wa nyota ni zaidi ya 1.2 ya jua, basi shinikizo la elektroni zilizoharibika haziwezi kupinga mvuto, na nyota haiwezi kuwa kibete nyeupe. Kuanguka kwake kusikoweza kudhibitiwa kunaendelea hadi dutu hii ifikie msongamano unaolinganishwa na msongamano wa viini vya atomiki (takriban 3 * 10 14 g/cm3). Katika kesi hii, vitu vingi hubadilika kuwa nyutroni, ambazo, kama elektroni kwenye kibete nyeupe, huharibika. Shinikizo la maada ya neutroni iliyoharibika inaweza kusimamisha mgandamizo wa nyota ikiwa uzito wake hauzidi takriban misa 2 ya jua. Nyota ya neutroni inayotokana ina kipenyo cha ca tu. 20 km. Mnyauko wa haraka wa nyota ya nyutroni unapokoma ghafla, nishati yote ya kinetiki hubadilika kuwa joto na halijoto hupanda hadi mamia ya mabilioni ya kelvins. Kama matokeo, mwangaza mkubwa wa nyota hufanyika, tabaka zake za nje hutupwa nje kwa kasi ya juu, na mwangaza huongezeka mara bilioni kadhaa. Wanaastronomia huuita "mlipuko wa supernova." Baada ya mwaka mmoja, mwangaza wa bidhaa za mlipuko hupungua, gesi iliyotolewa hupungua polepole, inachanganyika na gesi ya nyota, na katika enzi zinazofuata inakuwa sehemu ya nyota za vizazi vipya. Nyota ya neutroni iliyojitokeza wakati wa kuanguka huzunguka kwa kasi katika mamilioni ya miaka ya kwanza na inaonekana kama emitter ya kutofautiana - pulsar. Ikiwa wingi wa nyota inayoanguka inazidi kwa kiasi kikubwa 2 jua, basi compression haina kuacha katika hatua ya nyota ya neutron, lakini inaendelea mpaka radius yake itapungua kwa kilomita kadhaa. Kisha nguvu ya mvuto juu ya uso huongezeka sana hata hata mionzi ya mwanga haiwezi kuondoka kwenye nyota. Nyota iliyoanguka kiasi hicho inaitwa shimo jeusi. Kitu kama hicho cha angani kinaweza kuchunguzwa kinadharia tu, kwa kutumia nadharia ya jumla ya uhusiano wa Einstein. Mahesabu yanaonyesha kuwa mgandamizo wa shimo jeusi lisiloonekana huendelea hadi jambo hilo lifikie msongamano wa juu sana.
Angalia pia PULSAR; SHIMO NYEUSI.
FASIHI
Shklovsky I.S., Nyota: kuzaliwa kwao, maisha na kifo. M., 1984

Encyclopedia ya Collier. - Jamii ya wazi. 2000 .

Tazama "GRAVITATIONAL COLLAPSE" ni nini katika kamusi zingine:

Mchakato ni hydrodynamic. compression ya mwili chini ya ushawishi wake mwenyewe. nguvu za mvuto. Utaratibu huu kwa asili unawezekana tu katika miili mikubwa, haswa nyota. Hali ya lazima kwa G.K. kupungua kwa elasticity katika VA ndani ya nyota, kwa kundi husababisha ... ... Ensaiklopidia ya kimwili

Ukandamizaji wa haraka wa janga wa miili mikubwa chini ya ushawishi wa nguvu za mvuto. Kuporomoka kwa uvutano kunaweza kukomesha mageuzi ya nyota kwa wingi unaozidi misa mbili ya jua. Baada ya kumalizika kwa mafuta ya nyuklia kwenye nyota kama hizo, hupoteza ... ... Kamusi ya encyclopedic

Mfano wa utaratibu wa kuanguka kwa mvuto Kuanguka kwa mvuto ni mgandamizo wa haraka wa janga wa miili mikubwa chini ya ushawishi wa nguvu za uvutano. Mvuto kwa... Wikipedia

Ukandamizaji wa haraka wa janga wa miili mikubwa chini ya ushawishi wa nguvu za mvuto. Mageuzi ya nyota yenye uzito unaozidi misa mbili ya jua yanaweza kuisha na kuanguka kwa mvuto. Baada ya kumalizika kwa mafuta ya nyuklia kwenye nyota kama hizo, hupoteza ... ... Kamusi ya Astronomia

Kuanguka kwa mvuto- (kutoka kwa mvuto na lat. collapsus iliyoanguka) (katika astrofizikia, unajimu) mgandamizo wa haraka wa nyota katika hatua za mwisho za mageuzi chini ya ushawishi wa nguvu zake za uvutano, zinazozidi nguvu za shinikizo la gesi yenye joto (jambo) .. .... Mwanzo wa sayansi ya kisasa ya asili

Tazama kuporomoka kwa Mvuto... Encyclopedia kubwa ya Soviet

Ukandamizaji wa haraka wa janga wa miili mikubwa chini ya ushawishi wa mvuto. nguvu GK inaweza kumaliza mageuzi ya nyota na wingi wa St. misa mbili ya jua. Baada ya uchovu wa mafuta ya nyuklia katika nyota hizo, hupoteza mali zao za mitambo. uendelevu na... Sayansi ya asili. Kamusi ya encyclopedic

Tazama Kuanguka kwa Mvuto... Kamusi kubwa ya Encyclopedic

Tazama kuanguka kwa mvuto. * * * ANGAMISHA MVUTO WA MVUTO, tazama mporomoko wa uvutano (tazama KUPANGUKA KWA MVUTO) ... Kamusi ya encyclopedic

Vitabu

• Maono ya Einstein. , Wheeler J.A. , Kitabu cha mwanafizikia mashuhuri wa Marekani D. A. Wheeler kimejitolea kwa uwasilishaji wa kimsingi wa geometrodynamics - mfano halisi wa ndoto ya Einstein "kupunguza fizikia yote hadi jiometri." Mwandishi anaanza na... Jamii: Hisabati na Sayansi Mfululizo: Mchapishaji: