Эволюции звезды в ходе термоядерного горения и после него

Звездами с низкой и средней массой (0.08М_Q<М_O<8М_Q) можно называть звезды, которые заканчивают свою жизнь без процесса углеродного горения и горения более массивных элементов в ядре. Внутри этой группы звезд также реализуются разные сценарии эволюции в зависимости от массы. Так, звезды с массами меньше 0.08 солнечной (М_O<0.08М_Q) никогда не будут иметь достаточной температуры в ядре, чтобы водород загорелся. Строго говоря, это вообще не звезды, раз в них нет ядерного горения (однако, это вопрос определения). Их называют коричневыми карликами, или иногда водородными вырожденными карликами, т.к. газ в них вырожден. Медленно остывая, они превращаются в чёрных карликов.

Красные карлики с массами 0.08М_Q<М_O<0.5М_Q достигают в ядре температур, достаточных для горения водорода, но при этом они полностью конвективны, что предотвращает загорание водорода в слоевом источнике вокруг гелиевого ядра, заставляя звезду сжиматься и нагреваться. Это приводит ее к перемещению влево на диаграмме ГР, превращая звезду в вырожденный гелиевый белый карлик.

В звездах средних масс ~0.5М_Q<М_O<8М_Q будут гореть как водород, так и гелий. Они заканчивают свою жизнь как углеродно-кислородные белые карлики, также состоящие из вырожденного газа. Когда у звезд средних масс кончается водород в ядре, происходит его загорание в слоевом источнике вокруг гелиевого ядра. Звезды перемещаются на диаграмме ГР в ветвь красных гигантов. Для масс ~0.5М_Q<М_O<3М_Q гелий в ядре загорится взрывным путем, испытав так называемую гелиевую вспышку (из-за вырожденности газа в ядре). Для масс ~3М_Q<М_O<8М_Q загорание гелия в ядре произойдет спокойно, так как температура в ядре достаточно высока и газ не успевает дойти до стадии вырождения. Звезда вступает в фазу горения гелия в непрерывно растущем конвективном ядре, вокруг которого горит тонкая водородная оболочка (горение водорода вносит значительный вклад в общую светимость звезды). На диаграмме ГР горение гелия у звезд этих масс происходит в двух различных областях: на ветви красных гигантов и на более голубой горизонтальной ветви. Когда гелий в ядре закончится, то его горение начнется в слоевом источнике вокруг ядра. Углеродно-кислородное ядро будет сжиматься и нагреваться, в то время как водородная оболочка будет охлаждаться и расширяться и звезда на диаграмме ГР попадет на ветвь сверхгигантов. Температура в ядрах звезд с массами ~0.5М_Q<М_O<~3М_Q недостаточно высока, чтобы поджечь углерод после выгорания гелия. В недрах звезды формируется углеродно-кислородное ядро с вырожденным газом, очень похожее на белый карлик, да оно в сущности и есть белый карлик. При этом оболочка продолжает расширяться и в конце концов звезда и оболочка разделяются. Оболочка постепенно расширяется, формируя так называемую планетарную туманность. Оставшееся ядро и есть углеродно-азотный белый карлик с вырожденным газом, расположенный на диаграмме ГР в левом нижнем углу.

Резюме: все звезды с М_O<~8М_Q превратятся в белые карлики. Их ядра должны быть М_ядра<~1.4М_Q (предел Чандрасекхара). Лишняя масса теряется, по-видимому, со звездным ветром и на последней стадии сбрасывается с планетарной туманностью.

Дата добавления: 2014-01-14