Образование химических элементов в космических телах 1 | страница 62

Когда в центре звезды водород полностью превращается в гелий, то она претерпевает резкие изменения в своей структуре и переходит из гомогенной в гетерогенную.

Схематически новое состояние звезды изображено на рис. 37. Такая звезда состоит из гелиевого ядра и водородной оболочки. Ядерные реакции протекают только в тонком слое вблизи выгоревшего ядра Резко изменяется и химический состав звезды: в центре находится преимущественно гелий, далее смесь гелия и водорода и, наконец, чистый водород. Такие звезды называются гетерогенными.

Рис. 36. Диаграмма «светимость — температура». Кружком обозначено положение Солнца в настоящее время. Стрелкой указан путь эволюции Солнца.

Интересна дальнейшая судьба таких звезд. Детальные расчеты с применением электронных вычислительных машин показали весьма интересные результаты. Оказалось, что в ходе дальнейшей эволюции звезды ее ядро должно сжиматься, уплотняться, а оболочка расширяться. Таким образом радиус звезды резко увеличивается, а величина ядра уменьшается. И звезда, при условии, что ее масса больше чем 1,5 соленной массы, превращается в красный гигант и покидает главную последовательность.

Другие звезды с меньшей массой претерпевают иные превращения. Когда в их центре заканчивается процесс выгорания водорода, ядро начинает сжиматься, что сопровождается постепенным разогреванием всей массы звезды.

Рис. 37. Схема строения красного гиганта.

Это, как мы указывали выше, приводит к увеличению скорости углеродно-азотного цикла, который протекает в промежуточном слое звезды. Из рис. 35 (кривая 2) видно, что тепловыделение в этом центре очень быстро растет с увеличением температуры. Это обстоятельство и может явиться причиной теплового взрыва оболочки звезды, который мы, по-видимому, и наблюдаем при вспышках Новых звезд. В связи с тем, что в углеродно-азотном цикле имеется два процесса β^>+ — распада с периодами полураспада 10 мин для Ν^>13 и 115 сек для О^>15, которые, как мы знаем, остаются постоянными при любых температурах и давлениях, скорость цикла лимитируется именно этими процессами. Поэтому быстрое ускорение процессов превращения водорода наружного слоя ядра звезды в гелий прекращается очень скоро после начала взрыва, когда все ядра С^>12, захватив протон, должны превращаться в ядро С^>13 по цепочке

Это положение в общих чертах соответствует явлениям, наблюдаемым при вспышках Новых звезд, и объясняет аномальный химический состав, наблюдаемый, например, у Новой Геркулеса 1934 (см. рис. 18).