ч.2_7. Концепция теории образования и эволюции звезд: карлики,туманности, сверхновые

Часть_2 статьи_7. Концепция теории образования и эволюции звезд.

Белые карлики. Планетарные туманности. Сверхновые звезды.

п.п.2.3 и 2. 4 ( Термодинамический этап, Теория звездных ядер)

***

Аннотация

            Рассмотрена эволюция звезд в зависимости от их массы, от исходного газового облака до образования сверхновых звезд и черных карликов.

***

Содержание

1. Введение ……………………………………………………………….     1
2. Этапы эволюции звездного вещества ……………………………….      3
   1. Стартовый этап ……………………………………………………..    3
   2. Гравитационный этап ………………………………………………  18
   3. Термодинамический этап ………………………………………….   26
   4. Теория звездных ядер ……………………………………………..    28
   5. Термоядерный этап ……………………………………………….     43
   6. Структура звезд главной последовательности диаграммы Г-Р ..     52
3. Магнитные поля звезд …………………………………………………    63
4. Эволюция звезд ……………………………………………………….      68
5. Воздействие звездной радиации на космические объекты …………..    83
6. Методика определения параметров звезд …………………………….    84
   
   
   
   

   
   

   2.3.  Термодинамический этап

   
   

         Начиная с размера, когда средняя плотность вещества газовых облаков повышается до величины   кг/  , определяемой формулой 124 :

   
   

            (129)

   
   

    

   
   

     газовые облака переходят  в квазистационарное термодинамическое состояние, которое характеризуется следующими факторами:

   
   

   1. Средняя температура звездного вещества достигает такого значения, при котором внутреннее тепловое давление начинает уравновешивать силу внешнего давления, создаваемого гравитационным сжатием звездного вещества.
   2. Уменьшение размера газовых облаков происходит из-за потери ими их внутренней энергии, которая излучается с поверхности облака в окружающее космическое пространство в виде электромагнитных волн. Одновременно происходит рост средней температуры вещества звезды.
   3. Энергия в газовых облаках вырабатывается за счет потенциальной энергии их гравитационного сжатия.
             На этом этапе газовые облака преобразуются в звезды. Получим выражение для гравитационной потенциальной энергии газового облака. Среднее давление, сжимающее вещество газового облака, определяется выражением 9:
                 (130)
       
           Потенциальная энергия сжатия газового облака оправляется следующим выражением:
              (131)
          Где:   W -  обьем облака.
               (132)
       
          Проинтегрируем полученное уравнение:
            (133)
       
       
         В соответствии с теоремой вириала половина энергии идет на нагрев вещества облака, а вторая на излучение электромагнитной энергии в окружающее пространства:
              (134)
       
             При     :
             (135)
       
           Тепловая энергия в звездах распространяется от вещества, находящегося в центральном объёме звезд к их поверхности через то вещество, которым представлена звезда, поэтому градиент температуры вдоль радиуса, в частности, определяется теплопроводностью звездного вещества, которое преимущественно представлено либо газообразным, либо газообразно-плазменным водородом. В целом, механизм теплопроводности внутри звезд является весьма многоплановым.
           Введем следующее эмпирическое соотношение, связывающее радиусы космических объектов с температурой их поверхности:
              (136)
       
            Светимость звезды определяется следующим выражением:
              (137)
       
      Где:   - коэффициент излучения.
            Потенциальная энергия звезд определяется выражением 135:
             (138)
       
              (139)
       
       
                (140)
       
               (141)
       
       
          Проинтегрирует полученное уравнение в пределах от :
       
              (142) 
       
               (143)
       
       
              (144)
       
       
      2.4. Теория звездных ядер
           Рассмотрим состояние атома водорода, входящего в состав водородного вещества, которое находится в твердом состоянии.
          Электроны в атоме водорода вращаются вокруг положительно электрически заряженного ядра. На электроны действует сила:
      - центробежная отталкивания, вызванная орбитальным вращением электрона;
      - электростатического притяжения, действующая со стороны ядра.
            При сжатии вещества на электрон действует также сила внешнего давления, сжимающая атом, уменьшая его объём.
            Центробежная сила:
              (145)
               (146)
       
      Где:          - масса электрона.
                   v    - орбитальная скорость движения электрона,
                   r   - радиус орбиты,
                  ħ  - постоянная Планка-Дирака.
          Кулоновская сила:
              (147)
       
      Где:          - абсолютная диэлектрическая проницаемость,
                  e     - электрический заряд электрона.
          Сила внешнего давления:
             (148)
       
          В случае статичного состояния физического объекта эти силы уравновешены:
               (149)
       
                (150)
       
          При росте, давление изменяется от нуля до Р, а радиус от      до  r , он уменьшается. При       записанное выражение должно обратиться в ноль.
            Второе алгебраическое слагаемое примем за константу, отсюда получим:
               (151)
          Отсюда:
               (152)
       
            Запишем результирующее выражение для внешнего давления, действующего на атом водорода.
                (153)
       
               (154)
       
           Объём атома водорода определяется следующим выражением:
              (155)
       
              (156)
       
               (157)
       
              (158)
       
       
       Где:   ∆v     - изменение объёма твердого вещества при его сжатии внешним давлением.
           Полученное уравнение определяет закон изменения объёма твердого водорода для случая его сжатия внешним давлением. Из полученного результата следует, при давлении, сжимающем водородное вещество, превышающего   паскалей, выражение 153      можно переписать в следующем виде:
                 (159)
       
          Таким образом, при давлении, превышающем  паскалей, вкладом начальной плотности водородного вещества при определении его результирующей плотности, уже можно пренебречь. В дальнейшем учтем это обстоятельство.
         Рассмотрим возможность применения разработанной теории для сложных атомов химических элементов.
           В центральном объёме Земли находится нижнее ядро со следующими параметрами (статья 12 «Концепция истории и строения Земли», таблица 1):
              - масса    кг ;
              - радиус  м ;
              - плотность  .
            Предполагается, что преимущественно ядро представлено железом и никелем. Плотность железа при нормальных условиях равна: , никеля:
            Давление, действующее на поверхности внутреннего ядра равна   (статья 12 «Концепция истории и строения Земли», таблица 2):
       
            Среднее давление, сжимающее вещество земного ядра, рассчитанного по формуле 168, равна  .
           Суммарное давление, действующее на вещество земного ядра равно: .
           Атомы представлены положительно заряженными ядрами, вокруг которых вращается электрически отрицательно заряженные электроны по соответствующим орбитам.
            Электрический заряд атомного ядра железа в электронных единицах равен 26е, никеля 28е .
           Количество электронов, находящихся в электронной оболочке атомов, равно электрическому заряду их ядер.
          Для основного энергетического состояния атома водорода справедливо следующее уравнение:
                (160)
      Где:   ħ     - постоянная Планка –Дирака,
                 m    - масса электрона,
                 v   - орбитальная скорость движения электрона,
                 r   - радиус орбиты.
           Оболочка атома водорода представлена одним электроном. Для многозарядных атомов в записанное уравнение необходимо ввести поправочный коэффициент, определяемый количеством электронов, находящихся в их электронной оболочке, т.к. электроны увеличивают суммарный орбитальный момент электронной оболочки атомов следующим образом:
              (161)
       
       Где:      z – электрический заряд атомного ядра в электронных единицах.
                Таким образом, результирующая формула для расчета радиуса атома при его сжатии внешним давлением, примет следующий вид (строка 154):
                 (162)
       
          Масса атома железа равна: ; никеля .
          Для единичного объёма вещества, обьем занимаемый атомом, равен следующей величине:
               (163)
       
                (164)
       
                (165)
      Для железа:
      Для никеля:
      Средняя величина равна 0.91.
      Где:   v  - единичный объём вещества,
               N - количество атомов в единичном объёме,
                m - масса атома,
                r - радиус атома.
          Расчетная величина, приведенного отношения равна следующей величине:
      - для железа:
                (166)
      - для никеля:
                (167)
       
      Средняя величина равна   0.91.
      Сравнив, полученные средние величины, необходимо сделать следующий вывод:      земное ядро действительно преимущественно является  железо-никелевым.
            Вернемся к рассмотрению состояния космических объектов. Среднее давление, сжимающее целостный космический объект, определяется выражением 9:
               (168)
       
         Величина давления определяется выражением:
                (169)
       
         Площадь сферической поверхности атома водорода определяется следующим выражением:
                (170)
              
      Где:       s  - площадь сферической поверхности атома,
                     r   - радиус атома,
                     F  - сила, действующая на поверхность атома,
                    P   - давление, действующая на поверхность атома.
          Сила атома, противодействующая внешнему давлению, определяется орбитальным вращением электрона.
                (171)
         Где:     v - орбитальная скорость движения электрона.
        Квантовое орбитальное вращение электрона определяется выражением:
             (172)
       
          Где:        - масса электрона,
                      z   - зарядовое число атомного ядра,
                      ħ  - постоянная Планка- Дирака.
        Подставим выражение 171   в выражение 170:
                  (173)
       
          Исключим из выражения 173  орбитальную скорость движения электрона 171:
                (174)
       
         Приравняем выражения 168 и 174:
                 (175)
       
          Количество атомов в веществе равно:
               (176)
          Где:  M   - масса вещества,
                      - масса протона.
        Объём одного атома равен:
                 (177)
       
      Где:      R   - радиус космического объекта.
         Приравняем выражения для объёма атома (177) и исключим параметр N:
                (178)
       
               (179)
       
          Подставим значение радиуса атомов в выражение 175:
                  (180)
       
               (181)
       
                  (182)
       
            В полученном уравнении радиус и масса космического объекта связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью. Это уравнение определяет состояние космического объекта, представленного водородным веществом с внутренним давлением, превышающим миллион атмосфер.
           Определим плотность вещества космического объекта, как функцию от его массы;
                (183)
       
               (184)
       
                (185)
       
       
      Где:    R    - радиус космического обьекта,
                M   - масса обьекта,
                 ρ  - плотность вещества.
          Получим уравнение связывающее среднее давление сжимающего вещество космического объекта с его массой (183 – выражение для R) :
              (строка 9)        (186)
       
                (187)
       
                (188)
       
               (189)
       
         Определим, каким образом давление связано со средней  плотностью вещества.
             (190)
       
               (191)
       
          Покажем, что состояние вещества, находящегося под давлением, превышающем 1 млн. атмосфер, совершенно аналогично состоянию вещества, если бы оно находилось в вырожденном состоянии при температуре близкой к абсолютному нулю температур.
          Существует так называемое вырожденное состояние электронного газа, это состояние при абсолютном нуле температур. При этой температуре у свободных электронов и атомов отсутствует тепловое движение и согласно уравнению Клайперона, внутренне давление такого вещества должно быть равно нулю. На самом деле это не так. Здесь вступают в действие законы квантовой механики. Даже при нулевой температуре у электронов сохраняются отличные от нуля его пространственные координаты, определяемые соотношением неопределенности Гейзенберга. Получим уравнение, связывающее давление и температуру вещества, находящегося в вырожденном состоянии, при температуре близкой к абсолютному нулю температур.
            Из-за особенностей законов квантовой механики состояние электронов удобно рассматривать в шестимерном пространстве, в котором три координаты представляют обычное трехмерное геометрическое пространство и три – проекцию импульса частиц на импульсные пространственные координаты. Согласно принципу запрете Паули, в каждой элементарной шестимерной ячейки могут находиться не более двух свободных электронов. Если все пространство, в котором находятся электроны, разбить на элементарные ячейки, то все они будут заполнены парами электронов. Их состояние будет отличаться друг от друга наличием у них различных величин импульса от нулевого до некоторого максимального значения, определимого плотностью электронов занимаемого ими пространства.
          Три координаты элементарной ячейки этого пространства определяют обычный геометрический объём.
                (192)
      Где:          - линейные геометрические размеры объёма пространства.
         Три дополнительные координаты шестимерного пространства определяют объём импульса микрочастиц.
              (193)
       
      Где:   - величина импульса микрочастиц, разложенного по координатным осям импульсного пространства.
        Согласно правилу неопределенности Гейзенберга, по каждой координате неопределённость импульса микрочастиц равна постоянной Планка:
      =         (194)
       
      Где:    h   - постоянная Планка.
         Таким образом, каждое квантовое состояние электронов соответствует элементарной шестимерной ячейки, в каждой из которых  могут находиться не более двух электронов. Таким образом, общий объём шестимерной ячейки равен  . Определим величину внутреннего давления электронного газа, находящегося в вырожденном состоянии в шаровом пространственном объёме. Общий объём шестимерного шарового пространства равен:
                (195)
       
      Где:   V    - геометрический обьем пространства,
                 P   - обьем импульсного пространства,
                 r     - радиус шарового трехмерного геометрического пространства,
                   - максимальная величина импульса у электронов. Это радиус трехмерного импульсного пространства.
           Общее число элементарных ячеек равно следующей величине (в каждой ячейки находятся по два электрона):
                 (196)
       
           Концентрация электронов в геометрическом объёме пространства через импульсный объём пространства равна:
                 (197)
       
                (198)
       
          Максимальная кинетическая энергия электронов определяется следующим образом:
             (199)
       
      Где:     - масса электрона,
                      - скорость движения электрона.
        Из геометрических соображений средняя энергия электронов в шаровом объёме пространства равна:
                 (200)
       
         Давление, создаваемое электронным газом, определяется выражением:
               (201)
       
         Если предположить, что вещество представлено однопротонными атомами, но со свободными электронами, то концентрация электронов в веществе равна:
                (202)
       
              (203)
       
              (204)
       
               (205)
       
      Где:    ρ       - плотность вещества,
                        - масса протона.
          Сравним полученное выражение с выражением 191.             
            Вернемся к анализу состояния вещества, находящегося под давлением, превышающим 1 млн. атмосфер.
          Определим величину энергии, которая запасается в объекте за счет электронных оболочек атомов. Вернемся к выражениям  160:
               (206)
      Где:       - масса электрона,
                 v    - орбитальная скорость движения электрона,
                r   - радиус электронной орбиты,
                ħ   - постоянная Планка-Дирака,
                P  - давление, сжимающее атом.
          Исключим из этих выражений радиус атома:
                (207)
       
               (208)
       
              (209)
       
             (210)
       
         Количество электронов в веществе равно следующей величине:                        
              (211)
      Где:        - масса протона.
              (212)
       
             (213)
       
         Получим выражение, определяющее энергию орбитального движения электронов объекта через его массу:
               (214)
       
               (215)
       
      Где:  ΣW    - суммарная энергия, запасенная в объекте в электронных оболочках атомов,
                           при  сжатии вещества внутренним давлением. 
          В результате получим следующее соотношение для макроскопических параметров космических объектов, вещество которых находится в шестом состоянии.

   
   

   1. Масса и радиус.
               (216)
       
          Здесь важно отметить, масса и радиус таких объектов связаны между собой обратно пропорциональной зависимостью.
   2. Масса и давление
               (217)
       
   3. Радиус и давление
               (218)
       
   4. Средняя плотность вещества
             (219)
       
   5. Энергия
               (220)
       
           Определим массу космического объекта, вещество которого находится в состоянии сжатия сугубо внутренним давлением равным
          Масса обьекта равна следующей величине:
               (221)
       
              (222)
       
           Радиус космического объекта равен следующей величине:
                (223)
       
              (224)
       
          Потенциальная энергия равна:
             (225)
       
               (226)
          Плотность вещества обьекта равна:
              (227)
       
      
       
           Эта плотность кажется небольшой, но она более чем в 2,5 раза превосходит плотность твердого водородного вещества, находящегося в состоянии нулевой величины внешнего давления.
           Где в космосе образуются космические объекты со сверхплотным состоянием вещества?  Это те объекты, в которых давление сжимающее вещество в их центральном объёме достигает 1 млн. атмосфер. В частности, такими объектами являются звезды.
      При переходе к этапу термоядерных реакций вещество в центральном объёме звезд нагревается до чрезвычайно высоких температур, порядка миллиарда градусов. Возникает необходимость объяснения механизма обеспечивающего стабильность существования звезд при таких температурах. Масса, размеры и температура звезд изменяются в весьма широких пределах:
      
       
              (228)
       
      
       
      Где:       - масса и радиус Солнца.
          На диаграмме Г-Р (рис.5) большинство звезд расположены на  главной последовательности (АВ), причем, диапазон изменения  макроскопических параметров звезд принадлежащих к главной последовательности, заметно уже, чем для звезд в целом:
      
       
                            (229)
       
      
      К – карликовые звезды,
      М – массивные звезды.
      
       
      Рис.5
          Смысл сосредоточения звезд на главной последовательности на диаграмме Г-Р заключается в следующем. Эволюция большинства звезд проходит путь от первичного разряженного холодного газового облака до состояния белого, затем коричневого и, в конечном счете, черного карлика. Эти преобразования происходят в несколько этапов, на которых  наблюдается физические изменения состояния звездного вещества.
           Преобразование вещества сопровождается:
      - уменьшением объёма пространства исходного газового облака,
      - ростом температуры, в частности, вещества, находящегося в поверхностном слое облака,
         которое отвечает за светимость облака в космосе в целом.
           Время промежуточных этапов состояния звездного вещества на разных этапах различно. Тот этап, который определяет наибольшее время преобразования звездного вещества в энергии излучения звезды и определяет соответствующее повышенное скопление звезд на диаграмме Г-Р.
            Сведем в таблицу усредненные параметры звезд, принадлежащие главной последовательности на диаграмме Г-Р,  за исключением звезд массой равной
          Определим величину давления в точке центра массы звезд по формуле (строка 7):
               (230)
       
          Результаты расчета приведены в таблице 4.
      Таблица 4.   
       

   
   

   M  [ кг ]
   R  [ м ]
   P [ Па ]

   
   

    

   
   

        Получен чрезвычайно любопытный результат. Как видно из таблицы, при росте массы радиус звезд, принадлежащих главной последовательности, заканчивается звездами, масса которых, примерно, равна тридцати солнечным массам. Но что интересно, с ростом массы звезд давление в точки их ЦМ снижается,  и для звезд, масса которых равна 30 солнечным массам, давление достигает порогового значения равного 0,7 млн. атмосфер. В чем тут дело?  Эта величина обеспечивает образование в центральных объёмах звезд, масса которых меньше 30 солнечных масс звездных ядер, представленных веществом в сверхплотном шестом состоянии. Именно это обстоятельство обеспечивает звездам возможность их устойчивого гравитационного состояния при температуре вещества в точке ЦМ, достигающего 10 млрд. градусов, о чем речь пойдет ниже, а именно это состояние, в свою очередь, обеспечивает звездам попадание на главную последовательность  диаграммы Г-Р. Запишем выражение, определяющее тот радиус газового облака, при котором в облаке начинается процесс образования звездного ядра:

   
   

            (231)

   
   

    

   
   

         При гравитационном сжатии газового облака на втором эволюционном этапе начинает расти давление в точке центра массы облаков. При достижении давления 0,7 млн. атмосфер в центре газовых облаков запускается процесс образования ядра, которое представлено веществом, обладающим не просто повышенной плотностью.

   
   

         Одним из основных объектов космического пространства являются звезды, температура вещества которых существенно превышает температуру абсолютного нуля. Возникает необходимость рассмотрения состояния веществ, при высоких температурах. Под высокими температурами будем понимать такие, при которых вещество находиться в стопроцентно ионизированном состоянии. Оказывается, для состояния такого вещества решающим фактором является величина внешнего давления сжимающего вещество. Если это давление превышает 0,7 млн. атмосфер, вещество переходит в особое сверхплотное шестое состояние. Если же давление уменьшается ниже 0,7 млн. атмосфер, то вещество  снова переходит в нормальное классическое состояние.

   
   

       При давлении ниже 0,7 млн. атмосфер внутреннее давление создаваемое веществом определятся уравнением Клайперона. Если давление превышает 0,7 млн. атмосфер, то вещество переходит в шестое состояние. Сущность перехода заключается в том, что, несмотря на высокую температуру, вещество переходит в тоже состояние, в котором оно находилось при нормальных условиях. Отличие заключается в том, что орбитальное вращение электронов происходит по таким орбитам, которые находятся ближе, чем электронные орбиты атомов, находящихся в нормальных условиях. В целом состояние вещества через его макроскопические параметры определяется тем же уравнением, как если бы веществ находилось в вырожденном состоянии при температуре абсолютного нуля.

   
   

       Иными словами, состояние вещества перестает определяться уравнением Клайперона. Это означает, что объём пространства, занимаемый веществом, совершенно не зависит от температурного состояния вещества. Приведенное отличие является чрезвычайно важным по следующей причине. В шестом состоянии, помимо повышенной плотности вещества, в нем дополнительно накапливается энергия, определяемая уменьшением радиуса тех орбит, по которым электроны вращаются вокруг атомов, т.к. при этом растет и кинетическая энергия электронов. Здесь также важно отметить, что тепловая энергия вещества является второй независимой формой энергии помимо орбитального движения электрона, которая содержится в веществе таких объектов и определяется величиной температуры вещества, таким образом, как если бы вещество находилось в ионизированном состоянии.

   
   

        Базовой особенностью шестого состояния вещества является то, что вещество в этом состоянии одновременно обладает свойствами и твердого вещества и плазмы. Это означает, что оно обладает одновременно электрической сверхпроводимостью и высокой теплопроводностью. Причем, внутреннее давление, действующее в веществе, определяется исключительно орбитальным вращением электронов, вращающихся вокруг ядер атомов.

   
   

         Шестое состояние вещества аналогично состоянию металлов, температура которых близка к абсолютному нулю температур. Вещество представлено кристаллической решеткой, состоящей из ядер атомов, в пространстве которой находится электронный газ из свободных электронов.

   
   

        Выше, при определении параметров космических обьектов, была использована формула среднего давления, сжимающего вещество космического обьекта. В реальности нет космических обьектов, у которых давление, сжимающего вещества, представляющего обьект, одинаково и на поверхности, и в центральном его обьема. У всех космических обьектов давление, действующее на поверхности, равно нулю. это очень важное обстоятельство, т.к. только при давлении, превышающем 0.7 млн. паскалей, вещество переходит в шестое состояние, а давление растет с глубиной погружения в недра космического обьекта. Рассмотрим структуру космического обьекта с реальным изменением величины давления при погружении его в недра.

   
   

       Определим величину массы звездных ядер для звезд, масса которых меньше 30 солнечных масс.

   
   

        Получим гравитационную модель звезды с учетом наличия в звездах звездных ядер, начиная с момента, когда в звезде образуется сверхплотное ядро (рис. 6).

   
   

    

   
   

   

   
   

   Рис.6.

   
   

        Дифференциальная масса, заключенная в сферическом слое звездного вещества радиуса  r , определяется следующим выражением:

   
   

            (232)

   
   

      Где:   r    - радиус сферического слоя,

   
   

                 ρ     - средняя плотность звездного вещества.

   
   

         Дифференциальная сила, действующая на дифференциальную массу, определяется следующим выражением:

   
   

          (233)

   
   

      Где:  G    - гравитационная константа,

   
   

                   - масса звёздного ядра,

   
   

                  - гравитационная сила, действующая со стороны оболочки ядра на массу вещества, находящегося в сферическом слое звезды,

   
   

               - гравитационная сила, действующая со стороны звездного ядра на массу dm :

   
   

           (234)

   
   

    

   
   

           (235)

   
   

       Дифференциальное давление, действующее на звездное вещество, определяется следующим выражением:

   
   

           (236)

   
   

    

   
   

   Где:    s  - площадь сферической поверхности радиуса  r,

   
   

              P  - давление.

   
   

       Проинтегрируем полученное уравнение в пределах от  r   до   R . Подставим значение P ( строка 7):

   
   

            (237)

   
   

    

   
   

      Для  r <<  R   получим:

   
   

             (238)

   
   

         Согласно ( строка 216)              ),

   
   

             (239)

   
   

    

   
   

           (240)

   
   

    

   
   

           (241)

   
   

    

   
   

    

   
   

       Пороговое давление в точке ЦМ звезд, при котором запускается процесс образования ядер, равно :

   
   

            (242)

   
   

    

   
   

        Как видно из полученного результата, для звезд, масса которых меньше 30 солнечных масс, в выражении для давления, сжимающего звездное вещество, появляется дополнительный член. Это является следствием наличия в звездах сверхплотного ядра, которое увеличивает величину давления пропорционально массе ядра. 

   
   

        Таким образом, именно наличие сверхплотного ядра обеспечивает звездам их существования на главной последовательности диаграммы Г-Р, так как существенно повышает их устойчивое гравитационное состояние.

   
   

         В звездах, масса которых превышает 30 солнечных масс, давление в точке ЦМ меньше 0,7 млн. атмосфер, поэтому в таких звездах отсутствуют звездные ядра, представленные сверхплотным веществом. В звездах с массой меньше 30 солнечных масс, принадлежащих к главной последовательности диаграммы Г-Р,  обязательно присутствует сверхплотное ядро. Структура звезд представлена сверхплотным ядром, которое окружено газопламенным веществом, преимущественно состоящим из водорода. Рост давления звездного вещества с глубиной погружения в звездные недра начинается с нулевой величины. Там, где величина давления достигает 0,7 млн. атмосфер находится граница звездного ядра. При возникновении ядра плотность вещества в центральном объёме звезды возрастает и перестает зависеть от температуры. Величина изменения плотности вещества в центре звезды зависит от массы звезды.  

   
   

        На первом этапе формирования звездного ядра в центральном объёме звезд возникает условие для периодической пульсации макроскопических параметров вещества, находящегося в этом объёме, следующим образом. Определим, каким образом изменяется плотность звездного вещества в центральном объёме звезд, в процессе образования в них звездных ядер, для звезд, масса которых превышает массу Солнца.

   
   

         До образования  ядер плотность вещества равна:

   
   

           (243)

   
   

    

   
   

   Поскольку:    масса звездного ядра равна (строка 242):

   
   

           (244)

   
   

    

   
   

   Плотность вещества звездного ядра равна (строка 218):

   
   

           (245)

   
   

    

   
   

            (246)

   
   

    

   
   

   Определим кратность роста плотности вещества в центральном объёме ядерных звезд:

   
   

           (247)

   
   

    

   
   

             (248)

   
   

    

   
   

        Кратность роста плотности звездного вещества для звезд равна:

   
   

   - масса  кг.

   
   

           (249)

   
   

    

   
   

   n =20

   
   

   - масса кг

   
   

           (250)

   
   

    

   
   

   n =900

   
   

    

   
   

       Как видно из полученного результата, кратность роста плотности звездного вещества, находящегося в их центральном объёме, пропорциональна массе звезд. Таким образом, в тот момент, когда в  центральном объёме звезды давление достигает 0,7 млн. атмосфер, вещество переходит в сверхплотное твердое состояние, оно перестает сопротивляться внешнему давлению своим внутренним температурным состоянием. В первую очередь, ближайшее к точке ЦМ вещество устремляется к этой точке, создавая сверхплотное ядро в центре звезды. Это вещество находится в газоплазменном состоянии. В таком состоянии вещество ведет себя, как цилиндрическая пружина, обладающая заметной массой. Границей ядра является сферическая поверхность вокруг ядра с давлением 0,7 млн. атмосфер. При своем движении к поверхности ядра газ сталкивается с этой поверхностью и за счет инерционности, вблизи поверхности ядра возникает газ с избыточным давлением. После остановки, газ начинает расширяться от поверхности ядра, т.е. его центростремительное движение сменяется центробежным, что снижает давление, действующее на поверхность ядра.

   
   

        Что же происходит с веществом ядра?   Как только на поверхности ядра давление снижается ниже 0,7 млн. атмосфер, сверхплотное состояние вещества ядра разрушается и вещество переходит в нормальное состояние. Таким образом, сверхплотное состояние вещества распадается на нормальное, т.е. вещество ядра преследует, убегающая от него окружающее его вещество уже своим распадающимся веществом. Волна плотности вещества сталкивается с вышестоящими сферическими слоями газоплазменным веществом звезды и движение газа тормозиться. Его центробежное движение сменяется на центростремительное. Снова возникает состояние сверхплотного вещества на поверхности ядра и т.д. Таким образом, в центре звезды возникает ядро в состоянии непрерывной пульсации. Причем, при сжатии ядра, температура вещества повышается, что повышает интенсивность протекания термоядерных реакций в ядре, а при расширении – вещество ядра охлаждается, интенсивность протекания ядерных реакций снижается. Это является тем энергетическим генератором, который обеспечивает ядру его непрерывное пульсирующее состояние. Энергетическая пульсация звездного  ядра волнами передается к внешним слоям звезда, что заставляет звезду излучать энергию в окружающее пространство в пульсирующем режиме. По мере роста, средней температуры звездного вещества, масса звездного ядра растет, что постепенно повышает частоту энергетических пульсаций и уменьшает их амплитуду. В конечном счете, пульсации уменьшаются до практически неразличимой величины, и звезда попадает на главную последовательность звезд на диаграмме Г-Р. Пульсирующие звезды названы цефеидами.

   
   

           Определим, каким образом в звездах изменяется угловая скорость вращения  их ядер вокруг своей оси при уменьшении размеров звезд.

   
   

         Угловая скорость вращения звезд в целом, как шар, определяется следующим образом:

   
   

          (251)

   
   

   Где:            - момент импульса звезды,

   
   

               M      - масса звезды,

   
   

               R      - радиус звезды,

   
   

               ω     - угловая скорость вращения звезды.

   
   

       Примем до образования в звездах их ядра все вещество звезды, вращается с одинаковой угловой скоростью.

   
   

         Угловая скорость вращения звездного ядра определяется следующим выражением:

   
   

            (252)

   
   

    

   
   

   Где:         - момент импульса звездного ядра.

   
   

            (253)

   
   

    

   
   

            (254)

   
   

    

   
   

       Масса звездного ядра через макроскопический параметр звезды определяется следующим выражением:

   
   

            (255)

   
   

    

   
   

            (256)

   
   

    

   
   

            (257)

   
   

    

   
   

           (258)

   
   

    

   
   

        Звездное ядро вращается в атмосфере плазменного вещества его оболочки в центре звезды, т.е. практически без трения. Сравнив выражение 258 с   выражением 251,  получим  следующий вывод: при уменьшении размеров звезд угловая скорость оболочки звездного ядра растет обратно пропорционально квадрату радиуса звезды. При этом ядро уменьшает угловую скорость ее вращения, но чрезвычайно медленно. Это приводит к тому, что вещество, вращающееся в экваториальной области ядерных звезд, опережает угловую скорость, вращения вещества, расположенного в приполярных районах звезд.

   
   

    

   
   

    Продолжение следует. Далее:
   

   ч.3_7   http://gvaleriy.blogspot.ru/2016/01/37.html