Внутреннее строение звезд презентация

Содержание

3.1 Уравнение гидростатического равновесия

Слайд 1Глава 3 Внутреннее строение звезд


Слайд 23.1 Уравнение гидростатического равновесия


Слайд 3Звезда – сферически симметричная газовая конфигурация
Теорема Рассэла-Фойгта: для звезды заданного химического

состава и массы существует только одна равновесная конфигурация, удовлетворяющая граничным условиям (в общем случае не доказана)

Слайд 4Стационарные звезды. Гидростатическое равновесие
 


Слайд 6Теорема вириала
 


Слайд 8Тепловая устойчивость звезд. Отрицательная теплоемкость
 


Слайд 103.2 Источники энергии звезд
А. Эддингтон, 1920 – идея о зависимости энерговыделения

от температуры

Р. Аткинсон, Ф. Хоутерманс, 1929

Г. Гамов, Э. Теллер, К. Вайцзекер

Ханс Бете, 1939 – звездные термоядерные циклы

Слайд 11Гравитационная и химическая энергия звезды
Теорема вириала для самогравитирующего газового шара
E∞=0
время Кельвина-Гельмгольца


Слайд 12Термоядерные источники энергии звезд
Артур Эддингтон (1920): If, indeed, the sub-atomic energy

in the stars is being freely used to maintain their great furnaces, it seems to bring a little nearer to fulfillment our dream of controlling this latent power for the well-being of the human race - or for its suicide.

запас ядерной энергии Солнца

В реальности лишь около 10 % массы Солнца может участвовать в термоядерных реакциях


Слайд 13Энергия ядерного «горения» в расчете на один нуклон


Слайд 14(точнее 1.3*107 К)
(кулоновский барьер термоядерной реакции 1 МэВ)
(в Солнце ~ 1057

частиц)

вероятность прохождения через барьер за счет туннельного эффекта (Гамов)

T = 107, E = kT, Z1 = Z2 = 1, A1 = A2 = 1 для p-p реакции в Солнце


Слайд 15«Горение» водорода
 


Слайд 16«Горение» водорода
p-p цикл:

CNO цикл:
p-p цикл
Нейтринный поток: σν ~ 10−43

см2, lν = (nσν)−1 = 1017 см, n = 1026 см−3.

Следовательно, нейтрино покидают Солнце не вступая в реакции и их можно использовать для проверки моделей внутреннего строения Солнца



Слайд 18Реакции в детекторах нейтрино (все солнечные нейтрино - электронные)
осцилляции нейтрино


Слайд 19CNO цикл
В CNO-цикле нейтрино уносят несколько больше энергии, чем в водородном

(т. к. реакции идут при более высокой температуре).
T = 107 K, ρ = 102 г/см3, типичное время – 107 лет
В Солнце порядка 1 % энергии выделяется за счет CNO цикла



Слайд 20Температурные зависимости энерговыделения p-p и CNO циклов


Слайд 21Горение элементов тяжелее водорода


 


Слайд 22T > 108 K
реакция-поставщик медленных нейтронов для образования более тяжелых

элементов в s-процессах

T > 6*108 K

 


Слайд 23T > 109 K
T > 2*109 K
T > 4*109

K (горение кремния)

Более тяжелые элементы могут образовываться только путем захвата нейтронов и последующих бета-распадов


Слайд 243.3 Перенос энергии в теле звезды


Слайд 25Радиативный механизм переноса
В непрозрачном веществе основной механизм переноса – рассеяние
τ =

κlγ = 1

условие на среднюю длину свободного пробега (κ = κ(ρ,T) – коэффициент поглощения)

Непрозрачность: свободно-свободные и свободно-связанные переходы в атомах и рассеяние на свободных электронах


диффузионное приближение


Слайд 26закон Фика

 


Слайд 27Конвективный перенос энергии
ρi > ρa – стабильное разделение по плотности
ρi

ρa – возникновение конвекции

условие существования конвекции

v « vsound – медленная конвекция

критерий Шварцшильда существования конвекции


Если элемент массы – оптически толстый, то заметный теплообмен с окружением отсутствует. Процесс можно рассматривать как адиабатический (нарушается на поверхности).

условие существования конвекции

Для получения безразмерной формы домножим на




Слайд 28для одноатомного газа γ = 5/3

конвекция


остановка конвекции
Для адиабатического процесса:

Если перенос лучистой

энергии приводит к

высокая теплоемкость стимулирует возникновение конвекции



Слайд 29Конвективные зоны в теле звезды
разделив (4) на (1) из системы
уравнений

описывающих звезду

 

 

холодные звезды
радиативное ядро, конвективная оболочка
энерговыделение в p-p цикле слабо возрастает к центру
полностью конвективны при M < 0.3MSun

горячие звезды
конвективное ядро, радиативная оболочка
энерговыделение в CNO цикле сосредоточено в центре
давление излучения играет большую роль при M > 20MSun

условие возникновения конвекции

критерий конвективной нестабильности




Слайд 30Полностью конвективные звезды
Полностью конвективные звезды:
звезды с M < 0.3MSun
звезды

на ветви гигантов
звезды до зажигания термоядерных реакций

для полностью конвективных звезд

Правее линии Хаяши гидростатическое равновесие в звезде не может установиться (такие звезды нестабильны!)


Слайд 31Полная система уравнений структуры звезды


Слайд 32уточненный расчет
t = τnuc : звезда покидает главную последовательность
слоевое горение

водорода
горение гелия (при достаточной массе)

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика