Источники энергии звезд

Как и все тела в природе, звёзды не остаются неизменными, они рождаются, эволюционируют, и, наконец "умирают". Чтобы проследить жизненный путь звёзд и понять, как они стареют, необходимо знать, как они возникают. Современная астрономия располагает  большим количеством аргументов в пользу утверждения, что звезды образуются путем конденсации облаков  газово-пылевой межзвездной среды. Процесс образования звезд из этой среды продолжается и в настоящее  время. Выяснение этого обстоятельства является одним из крупнейших достижений современной астрономии. Еще сравнительно недавно считали, что все звезды образовались почти одновременно иного  миллиардов лет назад. Крушению этих метафизических представлений способствовал, прежде всего, прогресс наблюдательной астрономии и развитие теории строения и эволюции звезд. В результате стало  ясно, что многие наблюдаемые звезды являются сравнительно молодыми объектами, а некоторые из них возникли тогда, когда на Земле уже был человек.

Центральным в проблеме эволюции звезд  является вопрос об источниках их энергии. В самом деле, откуда, например, берется  огромное количество энергии, необходимой  для поддержания излучения Солнца примерно на наблюдаемом уровне в  течение нескольких миллиардов лет? Ежесекундно Солнце излучает 4*10³³эрг, а за 3 млрд. лет оно излучило 4*10⁵⁰ эрг. Несомненно, что возраст Солнца около 5 млрд. лет. Это следует хотя бы из современных оценок возраста Земли различными радиоактивными методами. Вряд ли Солнце "моложе" Земли.

Успехи ядерной физики позволили  решить проблему источников звездной энергии еще в конце тридцатых  годов нашего столетия. Таким источником являются термоядерные реакции синтеза, происходящие в недрах звезд при  господствующей там очень высокой  температуре (порядка десяти миллионов  градусов). В результате этих реакций, скорость которых сильно зависит  от температуры, протоны превращаются в ядра гелия, а освобождающаяся  энергия медленно "просачивается" сквозь недра звезд и в конце  концов, значительно трансформированная, излучается в мировое пространство. Это исключительно мощный источник. Если предположить, что первоначально Солнце состояло только из водорода, который в результате термоядерных реакций целиком превратился в гелий, то выделившееся количество энергии составит примерно 10⁵² эрг.

Таким образом, для поддержания  излучения на наблюдаемом уровне в течение миллиардов лет достаточно, чтобы Солнце "израсходовало" не свыше 10% своего первоначального  запаса водорода.

Теперь мы можем представить  картину эволюции какой-нибудь звезды следующим образом. По некоторым  причинам (их можно указать несколько) начало конденсироваться облако межзвездной  газово-пылевой среды. Довольно скоро (разумеется, по астрономическим масштабам!) под влиянием сил всемирного тяготения  из этого облака образуется сравнительно плотный непрозрачный газовый шар. Строго говоря, этот шар еще нельзя назвать звездой, так как в  его центральных областях температура  недостаточна для того, чтобы начались термоядерные реакции. Давление газа внутри шара не в состоянии пока уравновесить силы притяжения отдельных его частей, поэтому он будет непрерывно сжиматься.