Практическое занятие по Астрономии "Эволюция Вселенной"

ЦМК: «Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины»

Методическое обеспечение темы с использованием интерактивных методов обучения «Эволюция Вселенной»

Учебный предмет ОУП.07 АСТРОНОМИЯ

Специальность: 34.02.01 "Сестринское дело"

Практические занятия № 24

Составитель:

преподаватель

Ломова О.С.

Рассмотрено на заседании ЦМК

«Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины»

Утверждено начальником учебно-методического отдела

Омск - 2023 г.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Тема занятия: №24. Эволюция Вселенной

Цели занятия:

Образовательная

Познакомить студентов с классификацией звёзд; внутренним устройством звёзд; основными характеристиками звёзд; звёздах гигантах, белых карликах и нейтронных звездах; черных дырах; цефеидах; расширить кругозор учащихся, развить коммуникативные умения; повысить мотивацию к изучению предмета.

Развивающие

Развить у студентов познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе приобретения знаний и умений с использованием различных источников информации и современных информационных технологий; развить умения оперировать формулировками, понятиями, определениями; способствовать развитию коммуникативных способностей, творческого и логического мышлений, внимания при выполнении заданий; способствовать использованию полученных астрономических знаний в профессиональной деятельности.

Воспитательные

- воспитать убежденность в возможности познания законов природы,

- использования достижений астрономии на благо развития человеческой цивилизации; необходимости сотрудничества в процессе совместного выполнения задач,

- уважительного отношения к мнению оппонента при обсуждении естественно-научн. проблем;

- готовность к морально-этической оценке использования научных достижений, чувства ответственности за защиту окружающей среды;

- навыки самоорганизации и самостоятельной работы;

- формированию чувства ответственности, коллективизма и исполнительности.

Планируемые образовательные результаты:

Предметные результаты:

ПР 1 сформированность представлений о строении Солнечной системы, эволюции звезд и Вселенной, пространственно-временных масштабах Вселенной;

ПР 2 владение комплексом знаний основополагающих астрономических теорий, понятий и закономерностей, уверенное пользование астрономической терминологией и символикой;

ПР 3 понимание сущности наблюдаемых во Вселенной явлений;

ПР 4 сформированность представлений о значении астрономии в практической деятельности человека и дальнейшем научно-техническом развитии;

ПР 5 осознание роли отечественной науки в освоении и использовании космического пространства и развитии международного сотрудничества в этой области.

ПР 6 сформированность умений вести диалог, обосновывать свою точку зрения в дискуссии по исторической тематике.

Метапредметные результаты:

УУД 3) владение навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания;

УУД 4) готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, владение навыками получения необходимой информации из словарей разных типов, умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников;

УУД 7) умение самостоятельно оценивать и принимать решения, определяющие стратегию поведения, с учетом гражданских и нравственных ценностей;

УУД 8) владение языковыми средствами - умение ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать адекватные языковые средства.

Личностные результаты:

ЛР 7) навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной и других видах деятельности;

ЛР 9) готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни; сознательное отношение к непрерывному образованию как условию успешной профессиональной и общественной деятельности;

ЛР 13) осознанный выбор будущей профессии и возможностей реализации собственных жизненных планов; отношение к профессиональной деятельности как возможности участия в решении личных, общественных, государственных, общенациональных проблем

Интеграционные связи:

естественно-научные дисциплины (химия, биология, математика);

фундаментальные дисциплины (анатомия, физиология).

Формы и методы:

игровые технологии; элементы проблемного обучения; групповая и индивидуальная работа, самостоятельная работа по алгоритмам действий.

Оснащение занятия:

1. Мультимедийная презентация «Эволюция Вселенной»

2. Методические материалы по теме: «Эволюция Вселенной»

3. Видеоматериалы по теме мероприятия

4. Маршрутный лист

5. карточки – задания.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Учебный предмет: ОУП.07 АСТРОНОМИЯ

Методические рекомендации для студентов к практическому занятию №24

Тема: «Эволюция Вселенной»

Предметные образовательные результаты:

Научиться:

– решать качественные астрофизические задачи;

– применять знания законов фундаментальные законы и принципы современной астрофизики для расчета размеров небесных тел;

– уметь анализировать астрофизические методы научного познания небесных тел.

Методические указания по выполнению самостоятельной работы

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

Приложение №1.

Ход мероприятия

Преподаватель:

Здравствуйте, ребята! Приглашаю вас принять участие в интеллектуальной игре, в ходе которой мы попробуем разгадать тайны некоторых законов Вселенной и показать, насколько важно владеть теоретическими правилами и практическими навыками науки «Астрономия». Сегодня вы все выступите в роли исследователей.

Вселенная - фундаментальное понятие в астрономии, но невозможно дать окончательную характеристику этому понятию. Вселенная – это все, что существует: от атома до галактик. Таким образом, когда мы наблюдаем за ползущим по дереву муравьем или за самой отдаленной галактикой – все это является наблюдениями за Вселенной, за отдельными ее частями.

Астрономы не перестают размышлять над загадкой возникновения Вселенной.
Глядя в глубины космоса, они обнаружили, что все галактики, окружающие Млечный путь, движутся от нас, значит, Вселенная расширяется. Из этого следует, что когда-то она была меньше.

За последние десятилетия мы много узнали о развитии Вселенной. Наблюдения показали существование множества различных звёзд во  Вселенной. Ученые, изучая время жизни звезд, распределяют их по массам в момент их рождения. Иногда на небе появляются звёзды там, где их раньше не видели. Это новые звёзды. Они появляются внезапно, причём их светимость и блеск быстро возрастают. Изучение фотографий звёздного неба показывает, что до вспышки эти звёзды были очень слабыми. Звезда начинает свою жизнь как холодное облако межзвёздного газа, сжимающееся под действием гравитационной неустойчивости. При сжатии энергия гравитационного поля переходит в основном в тепловое излучение. Когда температура в центре достигает 15-20 миллионов К, начинаются термоядерные реакции, сжатие прекращается и объект становится полноценной звездой.

Эволюция Вселенной связана с последовательностью изменений, которым звезда подвергается в течение её жизни. Сегодня мы изучим эти процессы подробнее.

Электромагнитное излучение небесных тел - основной источник информации о космических объектах. Исследуя излучение, можно проследить эволюцию небесного объекта.

Сегодня мы вместе поучаствуем в процессе научного познания.

Нас поддерживают две команды, и начнем мы с приветствия капитанов, которые представят названия своих команд.

Команды обмениваются приветствиями и представляют свои команды.

Ведущий 1:

Итак, начинаем! Первый наш конкурс – «Разминка».

Каждая команда должна ответить на вопросы. Правильный ответ на один вопрос - 1 балл.

1. Что такое свет?
2. В чем состоит значение света в нашей жизни?
3. Какие крупные научные открытия обязаны свету?
4. Геометрической оптикой называется раздел оптики, в котором…
5. Основоположником корпускулярной теории света был…
6. Двойственность свойств (корпускулярно-волновой дуализм) присуща…
7. Кто впервые определил скорость света?
8. Чем объяснялся успех астрономического метода измерения скорости тела?
9. В чем сущность метода определения скорости света?
10. Что называется световым лучом?

Преподаватель:

Прежде чем послать в космос человека, космические корабли-спутники понесли в себе различные приборы. С их помощью требовалось выяснить многие вопросы. Какова опасность попадания в космический корабль метеоров? Велика ли и опасна концентрация в космических лучах частиц высоких энергий? Встреча потоков электронов, способных вызвать опасное рентгеновское излучение?

Интенсивность первичных космических лучей? Концентрация газовой и твердой компоненты межпланетного вещества? Магнитные поля вокруг Земли, в космосе?

Мы уже знаем, что 80% информации человек познает об окружающем мире через орган зрения-глаза. Человек видит окружающие предметы по двум причинам: во-первых, предметы сами могут излучать свет, во-вторых, человек видит предметы, потому что они отражают свет, причем подобных предметов несравненно больше.

В глазу есть линза – хрусталик. Подобно плоскому зеркалу, линза создает изображения источников света. Это означает, что свет, исходящий из какой-либо точки предмета, после преломления в линзе снова собирается в одну точку независимо от того, через какую часть линзы прошли лучи. Явление преломления света лежит в основе действия многих оптических приборов.

Ведщий 2:

А теперь посмотрите на экран и скажите, какой опыт изображен на слайде?

(Опыт Ньютона по дисперсии света)

Объясните этот опыт. Какие выводы сделал Ньютон из опыта?

Посмотрите на экран и скажите, какой опыт изображен на следующем слайде?

(Опыт Юнга)

Объясните этот опыт.

Заслушивают ответы команд. Правильный ответ – 3 балла.

Преподаватель:

Долгое время люди полагались только на своё зрение. Наука строилась на утверждении – мир таков, каким мы его видим. Но как далеко мы видим? Существуют ли во Вселенной другие миры?

Чтобы ответить на эти вопросы, человек изобретает зрительную трубу – прообраз современного телескопа.

Мы все знакомы с понятием «Телескоп» – основной источник информации для астрономов.

Преподаватель готовит слайды  и демонстрирует их по ходу сообщения

А сейчас прошу внимания! Давайте познакомимся с его устройством и принципом работы и с помощью телескопа заглядываем во Вселенную.

Каждая команда готовит краткое сообщение:

План сообщения:

строение зрительной трубы,

назначение окуляра, назначение объектива,

зрительная труба Галилея, зрительная труба Кеплера,

построение изображения в зрительной трубе,

линзовый телескоп Гевелия, зеркальный телескоп Ньютона,

виды телескопов,

достоинства и недостатки современных телескопов,

пути совершенствования телескопов, космические телескопы.

Заслушивают отчет команды о проделанной работе. Правильный ответ – 5 баллов.

Ведущий 2:

Совместите ученого и его открытие:

1) Иссак Ньютон;                         a) основные законы жидкости;

2) Альберт Эйнштейн;                 b) открыл переменный ток

3) Блез Паскаль;                 c) открыла элементы радий и полоний

4) Галилео Галилей;          d) открыл эманацию тория, радиоактивный

распад и его закон

5) Никола Тесла          e) экспериментально доказал существование

электромагнитных волн

6) Мария Склодовская - Кюри   f) принцип относительности в механике;

7) Эрнест Резерфорд               g) основные законы механики;

8) Роберт Бойль             h) специальная теория относительности.

9) Генрих Герц          i) совместно с Тоунлеем установил зависимость

V одной и той же массы воздуха от Р и Т=const

Правильный ответ на один вопрос - 1 балл.

Ведущий 1:

Мы прослушали сообщения, увидели работу каждой группы, и пока жюри её оценивает, я прошу вас дать ответы на следующие вопросы:

Как устроена оптическая система глаза?

Какое изображение получается на сетчатке глаза?

что представляет собой хрусталик?

Чем объясняется дальнозоркость и близорукость?

Что такое телескоп?

Как устроен телескоп?

Какие виды телескопов вы знаете?

Что такое микроскоп?

В чем отличие микроскопа от телескопа?

Существуют ли пределы увеличения?

Заслушивают ответы. Каждый правильный ответ – 1 балл.

Ведущий 2

Следующий конкурс «Отгадайте ученого». Ваша задача угадать ученого лишь по одному предложению. Если вы догадались, кто это - получаете 5 баллов. Если же нет - вы вправе воспользоваться подсказкой, но потеряете один балл. Подсказок две - то есть вы можете потерять 2 балла из 5 за их использование. 

1) Он создал невиданные в те времена военные машины.

Подсказки:

Создал мощное оружие для маленького государства Сиракузы.

Бегал по улице голым и кричал: «Эврика!» (Архимед)

2) Он ввел в свой глаз зонд для исследования природы зрения.

Подсказки:

Первым пришел к выводу, что белый свет состоит из различных цветов.

Открыл три основных закона движения тел и закон всемирного тяготения. (И. Ньютон)

3). Начал описывать движение точными количественными законами, он сделал первый шаг к созданию современной физики на основе объединения физики Аристотеля и философии.

Подсказки:

Он является основоположником теории свободного падения, открыл явление инерции, спутники Юпитера, солнечные пятна и фазы Венеры.

Его именем называют классический закон сложения скоростей. (Г. Галилей)

4) Он уделял особое внимание изучению нефти, создал химическую теорию, ее происхождения.

Подсказки:

Его именем назван один из элементов Периодической системы элементов.

Считается, что самое главное научное открытие он сделал во сне. (Д. Менделеев)

Правильный ответ - 1 балл.

Ведущий 2:

Известно, что любая гипотеза проверяется экспериментом. Каждой команде заранее были выданы экспериментальные задания. Итак, конкурс «Экспериментальный марафон».

Прошу представителей команд по очереди ответить на вопросы и продемонстрировать свои исследования.

1. Опыты, доказывающие прямолинейность распространения света?

2. Явления, подтверждающие прямолинейность распространения света?

3. При каких условиях предмет будет образовывать только полную тень, а при каких - полную тень и полутень?

4. При каких условиях возникают солнечные и лунные затмения?

Учащиеся демонстрируют заранее подготовленные домашние опыты.

1. На расстоянии 30-40 см от зажженной свечи или настольной лам­пы расположите экран. Между экраном и свечой горизонтально по­местите карандаш. Изменяя расстояние между карандашом и све­чой, наблюдайте изменения, происходящие на экране. Опишите и объясните свои наблюдения.

2. Предложите способ, как, используя булавки, можно проверить, яв­ляется ли линия, проведенная на картоне, прямой.

3. Встаньте вечером неподалеку от уличного фонаря. Внимательно рассмотрите свою тень. Объясните результаты наблюдения.

Ведущий 2.

Ну, а сейчас предлагаю командам заработать дополнительные очки и провести конкурс «Загадки». Кто быстрее ответит на вопросы, приносит своей команде 1 дополнительный балл.

1. Как называются очки без дужек? (Пенсне)

2. Что выдает орла во время охоты? (Тень.)

3. Чем славен художник Куинжи? (Умением изображать прозрачность воздуха и лунного света)

4. Как называются лампы, освещающие сцену? (Софиты)

5. Драгоценный камень голубого или зеленоватого цвета? (Бирюза)

6. Чего в сундук не спрячешь? (Луч света)

7. Какого цвета белый свет? (Белый свет состоит из ряда разноцветных лучей :красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового)

8. Что больше: облако или тень от нее? (Облако отбрасывает суживающийся к земле конус полной тени, высота которого из-за  значительных размеров облака велика. Поэтому тень облака мало отличается по размерам от самого облака)

9. Ты за ней, она от тебя, ты от нее, она за тобой. Что это такое? (Тень)

10. Виден край, а не дойдешь. Что это? (горизонт)

Заслушиваются ответы учащихся на вопросы.

Ведущий 1.

Предлагаю подвести итоги интеллектуальной игры.

Объявление итогов интелектуальной игры.

Приложение №2.

Материал для подготовки по теме занятия: «Эволюция Вселенной»

Вселенная представляет собой расширяющееся пространство, скоплениями миллиардов звёздных галактик. Расстояния между ближайшими друг к другу галактиками составляют обычно около миллиона световых лет. Каждая звёздная галактика составлена из сотен миллиардов звёзд, которые обращаются вокруг центрального ядра. Размеры галактик составляют до сотен тысяч световых лет.

Единой точки зрения, является ли Вселенная бесконечной или конечной в пространстве и объёме, не существует. Тем не менее, наблюдаемая Вселенная, включающая все местоположения, которые могут воздействовать на нас с момента Большого взрыва, конечна, поскольку конечна скорость света. Границей космического светового горизонта является расстояние 24 Гигапарсека.

Действительное расстояние до границы наблюдаемой Вселенной больше благодаря всё увеличивающейся скорости ее расширения и оценивается в 93 миллиарда световых лет.

Вопрос о модели Вселенной и форме Вселенной является важным открытым вопросом космологии. Говоря математическим языком, стоит проблема поиска такой трёхмерной фигуры, которая наилучшим образом представляет пространственный аспект и строение Вселенной.

Во-первых, неизвестно, является ли Вселенная пространственно-плоской, то есть применимы ли законы Евклидовой геометрии на самых больших масштабах.

Во-вторых, неизвестно, является ли Вселенная множественно-соединённой. Согласно стандартной модели Большого взрыва, Вселенная не имеет пространственных границ, но может быть пространственно ограничена. Это может быть понято на примере двумерной аналогии: поверхность сферы не имеет границ, но имеет ограниченную площадь, причём кривизна сферы постоянна в третьем измерении. Если Вселенная действительно пространственно ограничена, то, двигаясь по прямой линии в любом направлении, можно попасть в начальную точку путешествия.

Во Вселенной постоянно рождаются новые звёзды, а старые умирают.

Чтобы понять, как эволюционирует звезда, как меняются с течением времени её внешние параметры - размер, светимость, масса, необходимо проанализировать процессы, протекающие в недрах звезды. А для этого надо знать, как устроены эти недра, каковы их химический состав, температура, плотность, давление. Но наблюдениям доступны лишь внешние слои звёзд - их атмосферы. Проникнуть вглубь даже ближайшей звезды - Солнца - мы не можем. Приходится прибегать к косвенным методам: расчётам, компьютерному моделированию. При этом пользуются данными о внешних слоях, известными законами физики и механики, общими как для Земли, так и для звёздного мира.

Звёзды образуются из космических газопылевых облаков. При сжатии под действием тяготения сгустка газа его внутренняя часть постепенно разогревается. Когда температура в центре достигнет примерно миллиона градусов, начинаются ядерные реакции - образуется звезда.
Строение звёзд зависит от массы. Если звезда в несколько раз массивнее Солнца, то глубоко в её недрах происходит интенсивное перемешивание вещества (конвекция), подобно кипящей воде. Такую область называют конвективным ядром звезды. Чем больше звезда, тем большую её часть составляет конвективное ядро. Остальная часть звезды сохраняет при этом равновесие. Источник энергии находится в конвективном ядре. По мере превращения водорода в гелий молекулярная масса вещества ядра возрастает, а его объём уменьшается.

Внешние же области звезды при этом расширяются, она увеличивается в размерах, а температура её поверхности падает. Горячая звезда - голубой гигант - постепенно превращается в красный гигант.

Строение красного гиганта уже иное. Когда в процессе сжатия кон-вективного ядра весь водород превратится в гелий, температура в центре повысится до 50-100 млн градусов и начнётся горение гелия. Он в результате ядерных реакций превращается в углерод. Ядро горящего гелия окружено тонким слоем горящего водорода, который поступает из внешней оболочки звезды. Следовательно, у красного гиганта два источника энергии. Над горящим ядром находится протяжённая оболочка.

Рано или поздно любая звезда израсходует весь пригодный для сжигания в своей термоядерной топке водород. Что дальше? Это также зависит от массы звезды.

В дальнейшем ядерные реакции создают в центре массивной звезды всё более тяжёлые элементы, вплоть до железа. Синтез элементов тяжелее железа уже не приводит к выделению энергии. Лишённое источников энергии, ядро звезды быстро сжимается. Это может повлечь за собой взрыв - вспышку сверхновой. Иногда при взрыве звезда полностью распадается, но чаще всего, по-видимому, остаётся компактный объект - нейтронная звезда или чёрная дыра.

Вместе с оболочкой взрыв уносит в межзвёздную среду различные химические элементы, образовавшиеся в недрах звезды за время её жизни. Новое поколение звёзд, рождающихся из межзвёздного газа, будет содержать уже больше тяжёлых химических элементов.

Солнце (и все звезды, не превышающие его по массе более чем в восемь раз) заканчиваю свою жизнь весьма банальным образом. По мере истощения запасов водорода в недрах звезды силы гравитационного сжатия, терпеливо ожидавшие этого часа с самого момента зарождения светила, начинают одерживать верх — и под их воздействием звезда начинает сжиматься и уплотняться. Этот процесс приводит к двоякому эффекту: Температура в слоях непосредственно вокруг ядра звезды повышается до уровня, при котором содержащийся там водород вступает, наконец, в реакцию термоядерного синтеза с образованием гелия. В то же время температура в самом ядре, состоящем теперь практически из одного гелия, повышается настолько, что уже сам гелий - своего рода «пепел» затухающей первичной реакции нуклеосинтеза - вступает в новую реакцию термоядерного синтеза: из трех ядер гелия образуется одно ядро углерода. Этот процесс вторичной реакции термоядерного синтеза, топливом для которого служат продукты первичной реакции, один из ключевых моментов жизненного цикла звезд.

При вторичном сгорании гелия в ядре звезды выделяется так много энергии, что звезда начинает буквально раздуваться. В частности, оболочка Солнца на этой стадии жизни расширится за пределы орбиты Венеры. При этом совокупная энергия излучения звезды остается примерно на том же уровне, что и в течение основной фазы ее жизни, но, поскольку излучается эта энергия теперь через значительно большую площадь поверхности, внешний слой звезды остывает до красной части спектра. Звезда превращается в красный гигант.

Для звезд класса Солнца после истощения топлива, питающего вторичную реакцию нуклеосинтеза, снова наступает стадия гравитационного коллапса - на этот раз окончательного. Температура внутри ядра больше не способна подняться до уровня, необходимого для начала термоядерной реакции следующего уровня. Поэтому звезда сжимается до тех пор, пока силы гравитационного притяжения не будут уравновешены следующим силовым барьером. В его роли выступает давление вырожденного электронного газа. Электроны свободно перемещаясь между ядрами, находящимися в процессе синтеза, на определенной стадии сжатия оказываются лишенными «жизненного пространства» и начинают «сопротивляться» гравитационному сжатию звезды. Состояние звезды стабилизируется, и она превращается в вырожденного белого карлика, который будет излучать в пространство остаточное тепло, пока не остынет окончательно. Но это случится не раньше, чем через 5 млрд лет.

В этом состоянии размер звезды уменьшается в сотню раз, а плотность становится в миллион раз выше плотности воды. Белого карлик лишен источников энергии и, постепенно остывая, становится тёмной и невидимой.

Звезды более массивные, чем Солнце, ждет куда более зрелищный конец. После сгорания гелия их масса при сжатии оказывается достаточной для разогрева ядра и оболочки до температур, необходимых для запуска следующих реакций нуклеосинтеза - углерода, затем кремния, магния - и так далее, по мере роста ядерных масс. При этом при начале каждой новой реакции в ядре звезды предыдущая продолжается в ее оболочке.

Все химические элементы вплоть до железа, из которых состоит Вселенная, образовались именно в результате нуклеосинтеза в недрах умирающих звезд этого типа. Но железо — это предел; оно не может служить топливом для реакций ядерного синтеза или распада ни при каких температурах и давлениях, поскольку как для его распада, так и для добавления к нему дополнительных нуклонов необходим приток внешней энергии. В результате массивная звезда постепенно накапливает внутри себя железное ядро, не способное послужить топливом ни для каких дальнейших ядерных реакций.

Как только температура и давление внутри ядра достигают определенного уровня, электроны начинают вступать во взаимодействие с протонами ядер железа, в результате чего образуются нейтроны. И за очень короткий отрезок времени - некоторые теоретики полагают, что на это уходят считанные секунды, - свободные на протяжении всей предыдущей эволюции звезды электроны буквально растворяются в протонах ядер железа, всё вещество ядра звезды превращается в сплошной сгусток нейтронов и начинает стремительно сжиматься в гравитационном коллапсе, поскольку противодействовавшее ему давление вырожденного электронного газа падает до нуля. Внешняя оболочка звезды, из под которой оказывается выбита всякая опора, обрушивается к центру. Энергия столкновения обрушившейся внешней оболочки с нейтронным ядром столь высока, что она с огромной скоростью отскакивает и разлетается во все стороны от ядра - и звезда буквально взрывается в ослепительной вспышке сверхновой звезды. За считанные секунды при вспышке сверхновой может выделиться в пространство больше энергии, чем выделяют за это же время все звезды галактики вместе взятые.

После вспышки сверхновой и разлета оболочки у звезд массой порядка 10-30 солнечных масс продолжающийся гравитационный коллапс приводит к образованию нейтронной звезды, вещество которой сжимается до тех пор, пока не начинает давать о себе знать давление вырожденных нейтронов — иными словами, теперь уже нейтроны (подобно тому, как ранее это делали электроны) начинают противиться дальнейшему сжатию, требуя себе жизненного пространства. Это обычно происходит по достижении звездой размеров около 15 км в диаметре. В результате образуется быстро вращающаяся нейтронная звезда, испускающая электромагнитные импульсы с частотой ее вращения; такие звезды называются пульсарами. Наконец, если масса ядра звезды превышает 30 солнечных масс, ничто не в силах остановить ее дальнейший гравитационный коллапс, и в результате вспышки сверхновой образуется черная дыра.

Наблюдения показывают, что большинство звёзд устойчивы, т. е. они заметно не расширяются и не сжимаются в течение длительных промежутков времени.

Звёздная энергия. Установлено, что звёзды большую часть своей жизни светят за счёт совершающихся в них преобразований четырёх ядер водорода (протонов) в одно ядро гелия. Масса четырёх протонов больше массы ядра гелия, этот избыток массы и превращается в энергию в термоядерных реакциях. Такая реакция идёт медленно поддерживает свечение звезды на протяжении миллиардов лет. Срок жизни звезды напрямую зависит от её массы. Звёзды с массой в 100 раз больше солнечной живут всего несколько миллионов лет. Если масса составляет две-три солнечных, срок жизни увеличивается до миллиарда лет.

В звёздах-карликах, массы которых меньше массы Солнца, конвективное ядро отсутствует. Водород в них горит, превращаясь в гелий, в центральной области, не выделяющейся из остальной части звезды наличием конвективных движений. В карликах этот процесс протекает очень медленно, и они практически не изменяются в течение миллиардов лет. Когда водород полностью сгорает, они медленно сжимаются и за счёт энергии сжатия могут существовать ещё очень длительное время.

Вскоре после гелиевой вспышки «загораются» углерод и кислород; каждое из этих событий вызывает сильную перестройку звезды и её быстрое перемещение по диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Размер атмосферы звезды увеличивается ещё больше, и она начинает интенсивно терять газ в виде разлетающихся потоков звёздного ветра.

Судьба центральной части звезды полностью зависит от её исходной массы: ядро звезды может закончить свою эволюцию как белый карлик (маломассивные звёзды). Если её масса на поздних стадиях эволюции превышает предел Чандрасекара - как нейтронная звезда (пульсар), если же масса превышает предел Оппенгеймера-Волкова - чёрная дыра.

В двух последних случаях завершение эволюции звёзд сопровождается катастрофическими событиями – вспышками сверхновых.