Какво представляват звездите? Удивително красиви и необичайни звезди в космоса Всичко за звездите в небето

Звездите са огромни сферични кондензации на плътен и горещ йонизиран газ (плазма), способен на спонтанно светене поради енергията, взета от термоядрени реакции, протичащи в дълбините на тези обекти. Предполага се, че много звезди имат планетарни системи.

Дори великият ренесансов мислител Дж. Бруно осъзнава, че звездите са огромни огнени топки, сравними със Слънцето. Нашата дневна светлина също е звезда. Днес спектралният анализ на различни космически обекти показа, че предположението на Бруно е било правилно. Слънцето е обикновена звезда сред многото звезди във Вселената.

Ако приемем, че общият брой на звездите в нашата Галактика достига 200 милиарда, а броят на известните галактики е 100 милиарда, тогава се оказва, че във Вселената има приблизително 20 000 квинтилиона звезди. Въпреки факта, че в обозримо бъдеще учените няма да могат да изпратят изследователски апарат на нито едно от тях, днес с помощта на методите на астрофизиката е събран колосален материал за много светила в нашата Галактика, както и извън нейните граници.

Въз основа на получения материал може да се твърди, че астрономите познават всички основни типове звезди и техните физически характеристики. Цялата тази информация е получена чрез анализиране на емисиите на осветителните тела. В резултат на това изследване беше установено, че светимостта и спектралните линии се определят от физическите условия на повърхността на звездата, които от своя страна се определят от възрастта и масата на обекта.

В зависимост от тези характеристики, взети в тяхната взаимовръзка, бяха определени основните типове звезди. Всички осветителни тела обикновено се групират в т.нар. последователности, реконструирани от данни за еволюцията на звездите. Факт е, че звездите се характеризират с процеси на стареене. Докато ядреното гориво изгаря в дълбините на звездите, те променят масата, светимостта и други качества, като по този начин променят своя вроден тип и преминават от една последователност в друга.

Основната последователност включва оригиналните видове звезди, които имат оригиналните качества. Те включват сини гиганти, жълти, оранжеви и червени джуджета. Понякога жълтите и червените джуджета се наричат ​​просто жълто-оранжеви звезди, тъй като включват Слънцето, което се счита за „нормална“ звезда. Въпреки това, по отношение на размера си, Слънцето, както и неговите роднини, все още е джудже. Очевидно звездите джуджета са многобройни във Вселената. В областите в средата на галактическия диск, малко по-близо до ръба, където се намира Слънцето, можете да намерите голямо разнообразие от жълти, оранжеви и червени джуджета. Температурата на повърхността на първите две е плюс 4000 - 7000 С, размерите и масата им са близки до слънчевите.

Червените джуджета са многобройни. Двете най-близки до Земята звезди, без да се взема предвид Слънцето, са сред такива светила. Тези обекти са бледи, те светят стотици пъти по-слабо от Слънцето. Температурата на повърхността им достига най-много 4000 °C. Цветът им е червен или червеникаво-оранжев, откъдето идва и името джуджета. Най-близките до нас червени джуджета са Проксима Кентавър и Летящата звезда на Барнард.

Проксима Кентавър е част от тройна звездна система, наречена Алфа Кентавър, която е на 4,2 ly от нас. на годината. Джуджето се намира по-близо от другите две звезди до Слънчевата система на 2000 AU. Температурата на повърхността на този слабо излъчващ обект е плюс 4000 С, но понякога по необясними причини на места се повишава до 16 000 С. В същото време Проксима активно излъчва рентгенови лъчи.

Що се отнася до Летящата звезда на Барнард, се предполагаше, че има планетарна система от три гигантски планети. Досегашните изследвания обаче не са потвърдили тази хипотеза.

Наред с червените джуджета има подобни червени гиганти и свръхгиганти. И двата вида са сходни по цвят и повърхностна температура, но се различават по яркост, което позволи на учените да начертаят ясна граница между тях и да припишат гигантите на различни последователности. При ниски температури от 3000°C е невъзможно силно сияние, освен ако звездата няма гигантски размери и ниска плътност на материята. В този случай той интензивно губи лъчиста енергия.

За да си представите размера на тези гиганти, достатъчно е да знаете, че една от най-големите звезди в нашата Галактика е червен свръхгигант. Това е обект А от двоичната система Epsilon Aurigae. Епсилон А е 190 пъти по-голям от Слънцето в диаметър и 40 хиляди пъти по-голяма светимост. Неговият двоичен съсед, Epsilon B, е още по-впечатляващ. Някога е бил червен свръхгигант, но сега е станал инфрачервена звезда, тъй като няма достатъчно енергия за видимо излъчване. Причината за това са именно колосалните, неестествени размери на космическия Гъливер, чийто диаметър е 2700 пъти по-голям от диаметъра на Слънцето! Следователно не е изненадващо, че повърхностната температура на Epsilon B е само плюс 1300 °C.

Ако си представите такъв гигант в средата на Слънчевата система, тогава вътре в огромната му топка ще бъдат орбитите на всички планети до Уран. Екваторната линия на звездата се простира на 5,9 милиарда километра, което е равно на средното разстояние от Слънцето до Плутон. Ето защо светилото-чудо досега служи като единствен пример по рода си на най-голямата и най-студена звезда. В същото време Епсилон B е и звездата с най-малка плътност. Масата му е само 25 пъти по-голяма от тази на Слънцето, което е изненадващо предвид чудовищните му размери.

Ниската плътност обаче е отличителна черта на всички червени гиганти. Най-плътният от тях е Антарес, наречен така (в превод „съперник на Марс“), защото има същите привидни размери като тази планета и същия кървав цвят. Плътността на Антарес е 0,0014 kg/m3 с диаметър 328 слънчеви и маса 50 слънчеви. Разстоянието от Земята до Антарес е 171,3 sv. на годината. Температурата на повърхността му е 3000 °C.

Друг ярък гигант от тази последователност е малко по-хладен - Бетелгейзе, температурата му е 2700 ° C. Звездата е приблизително на 653 светлинни години от нас. на годината. В диаметър той е 850 пъти по-голям от нашата дневна светлина. Радиусът на гиганта надвишава радиуса на марсианската орбита, но плътността на обекта е най-много 0,0006 kg/m3. Този червен гигант е интересен, защото за първи път на него са открити плазмени морета, научно предсказани за червени гиганти - области от свръхгореща плазма, изхвърлена на повърхността на звездата от нейното ядро.

Учените уверено предполагат, че нашата Галактика е доминирана от звезди джуджета. Техният брой се увеличава поради белите джуджета, идентифицирани в новата последователност, от които не всички са открити и описани. Тези звезди получиха фантастичното си име поради забележителните характеристики на техния блясък. Белите джуджета, които са най-малките светила във Вселената, са наистина бели на цвят или, по-рядко, избелели жълтеникави.

Спектрален анализ разкрива за тези обекти наличието на силно енергийно възбуден водород в повърхностния слой на плазмата и това е възможно при температура от порядъка на плюс 10 000-15 000 °C. Поради малкия си размер, тези осветителни тела не могат да излъчват видима светлина достатъчно интензивно. Яркостта на джуджетата е 0,01-0,001 слънчева. Тези обекти обикновено излъчват най-вече поради колосалните запаси, останали от минали времена. Енергийният резерв ще бъде изчерпан в белите трохи едва след няколко десетки милиарда години. Процесът на затихване обаче вече е започнал.

С малки размери, сравними с тези на Земята, джуджетата имат значителна маса близо до Слънцето. Причината за това е високата плътност на тези звезди. Сред рекордьорите по плътност трябва да се спомене бялото джудже Wolf 457, което има диаметър 4600 km, което е малко по-голямо от лунния диаметър. Температурата на повърхността на малката звезда е плюс 10 000 ° C, а масата е равна на слънцето.

Диаметърът на друго джудже - звездата на Кайпер - е 0,5 земен. Плътността на звездата обаче е 2400 милиона kg/m3, което означава следното: литър от такова плътно вещество тежи 2400 тона! Най-малката звезда е звездата на Лойтен. Диаметърът му достига 1200 км, което е приблизително равно на 0,1 от земния.

Едно от най-близките бели джуджета до Слънчевата система е известно като Сириус или по-точно като Сириус B от двойната система, тъй като обект А се вижда ясно с просто око - това е голяма и необичайно ярка звезда, която е най-ярката в нощното небе. Тя е 23 пъти по-ярка от Слънцето. Системата Сириус се намира на 8,8 sv. години от Земята. Джуджето Сириус B е само 2,5 пъти по-голямо от Земята в линейни размери.

Това обаче е истинска звезда, защото... повърхностната температура на Сириус B е плюс 9000 ° C, а масата е 0,89 слънчеви маси. От тук идва и плътността на веществото му, която достига чудовищна цифра – 52 милиона кг/м3. Това предполага, че един литър материал от Сириус B "тежи" 52 тона.Светимостта на джуджето е няколкостотин пъти по-ниска от тази на слънцето.

Сред най-горещите джуджета е звездата 40 Eridani B. Нейните показатели са: маса - 0,31 слънчеви, диаметър - 0,016 слънчеви. Температурата на повърхността му се оценява на плюс 12 200 °C, което е два пъти повече от температурата на слънчевата фотосфера! Плътността на звездата 40 Eridani B е равна на HO милиона kg/m3.

Повърхността на звездата на Ван Маанен също е много нагрята, почти до плюс 8000 °C. Но за белите джуджета това в никакъв случай не е рекорд, а напротив, под нормата. Плътността на веществото на звездата достига безпрецедентната стойност от 400 милиона kg/m3. Сред звездите има и други забележителни обекти.

Една от най-красивите гледки, които съществуват в нашия свят, е гледката към звездното небе в тъмна безлунна нощ. Хиляди звезди осеят небето с диамантени пръски - ярки и бледи, червени, бели, жълти... Но какво са звездите? Ще ви разкажа за това много просто, така че всеки да го разбере.

Звезди- това са огромни топки, разпръснати тук и там в космоса. Субстанцията в тях се държи от сили на взаимно привличане. Тези топки се нагряват до толкова висока температура, че са способни да излъчват светлина, поради което ги наблюдаваме. Всъщност звездите са толкова горещи, че всяко вещество, дори най-твърдият метал, съществува върху тях под формата на електрически зареден газ. Този газ се нарича плазма.

Защо звездите светят?

Температурата вътре в звездите е много по-висока, отколкото на повърхността. В звездното ядро ​​може да достигне 10 милиона градуса и повече. При такива температури протичат термоядрени реакции, превръщащи едни химични елементи в други. Например водородът, от който са направени почти всички звезди, се превръща в хелий в техните дълбини.

Именно термоядрените реакции служат като основен източник на енергия за звездите. Благодарение на тях звездите могат да блестят в продължение на много милиони години.

Звезди и галактики

Във Вселената има повече от един милиард милиарда звезди. В съответствие със законите на природата те се събраха в огромни звездни острови, които астрономите нарекоха галактики. Ние живеем в една от тези галактики, чието име е Млечният път.

Млечният път е галактика, част от която са Слънцето и всички видими в небето звезди. Снимка: Хуан Карлос Касадо (TWAN, Earth and Stars)

Всички звезди, видими на небето с просто око или през малък телескоп, принадлежат към Млечния път.Други галактики също могат да бъдат наблюдавани в небето с телескоп, но всички те изглеждат като тъмни, мъгляви петна светлина.

Слънцето е най-близката до нас звезда. Тя не се откроява по никакъв начин на фона на милиони други звезди, които могат да се видят през телескоп. Слънцето не е най-ярката, но не и най-тъмната звезда, не е най-горещата, но не и най-студената, не е най-масивната, но не и най-леката. Можем да кажем, че Слънцето е средна звезда. И само за нас ролята на Слънцето изглежда изключително важна, защото тази звезда ни дава топлина и светлина. Само благодарение на Слънцето е възможен живот на Земята.

Размери, маса и яркост на звездите

Размерът и масата дори на малките звезди са огромни. Например Слънцето в 109 пъти диаметъра на Земятаи в 330 000 пъти по-масивна от нашата планета!За да запълним обема, който Слънцето заема в космоса, ще ни трябват повече от милион планети с размерите на Земята!

Сравнителни размери на Слънцето и планетите от Слънчевата система. Земята на тази снимка е най-лявата планета в първия, най-близък ред.

Но вече знаем, че Слънцето е обикновена, средна звезда. Има звезди, много по-големи от Слънцето, като звездата Сириус, най-ярката звезда на нощното небе. Сириус е 2 пъти по-масивен от Слънцето и 1,7 пъти по-голям от неговия диаметър. Освен това излъчва 25 пъти повече светлина от нашата дневна звезда!

Друг пример е звезда Спика, водещ съзвездието Дева. Масата му е 11 пъти по-голяма от Слънцето, а светимостта му е 13 000 пъти по-голяма! Едва ли е възможно дори да си представите изпепеляващото мощно излъчване на тази звезда!

Но повечето звезди във Вселената все още са по-малки от Слънцето. Те са по-леки и светят много по-слабо от нашата звезда. Най-често срещаните звезди се наричат червени джуджета, тъй като излъчват предимно червена светлина. Типичното червено джудже е около 2-3 пъти по-леко от Слънцето, 4 или дори 5 пъти по-малко в диаметър и 100 пъти по-бледо от нашата звезда.

В нашата галактика има около 700 милиарда звезди. От тях най-малко 500 милиарда ще бъдат червени джуджета. Но за съжаление, всички червени джуджета са толкова тъмни, че нито едно от тях не се вижда в небето с просто око! За да ги наблюдавате, ви е необходим телескоп или поне бинокъл.

Необичайни звезди

В допълнение към червените джуджета, които съставляват по-голямата част от всички звезди във Вселената, в допълнение към звездите, подобни на Слънцето, и звезди като Сириус и Спика, има и малка част от необичайни звезди, чиито характеристики - размер, светимост или плътност - са много различни от другите звезди.

Бели джуджета

Една от тези звезди е сателит на Сириус.

Много звезди не живеят сами, като нашето Слънце, а по двойки. Такива звезди се наричат двойно. Точно както Земята и другите планети в Слънчевата система се движат по орбита около Слънцето под въздействието на неговата гравитация, така една сателитна звезда може да обикаля около главната звезда.

Двойна звезда. Главната звезда и по-малка придружаваща звезда се въртят около общ център на масата, обозначен на фигурата с червен кръст. Източник: Wikipedia

Всъщност Планетите заедно със Слънцето се въртят около общ център на масата. Същото се случва и с компонентите на двойна звезда - и двете се въртят около общ център на масата (вижте gif).

През 19-ти век е открито, че Сириус, най-ярката звезда на нощното небе, има много тъмен спътник, видим само през телескоп. Нарекли го Сириус Б (произнася се Сириус Б). В същото време се оказа, че повърхността му е гореща като повърхността на Сириус. По това време астрономите вече знаеха, че едно тяло излъчва повече светлина, колкото по-горещо е. Следователно от всеки квадратен метър от повърхността на спътника Сириус се излъчва същото количество светлина, както от квадратен метър от самия Сириус. Защо сателитът беше толкова слаб?

Тъй като повърхността на Сириус Б е много по-малка от повърхността на Сириус А! Оказа се, че размерът на сателита е равен на размера на Земята. В същото време масата му се оказа равна на масата на Слънцето! Простите изчисления показват, че всеки кубичен сантиметър от Сириус Б съдържа 1 тон вещество!

Такива необичайни звезди бяха наречени бели джуджета.

Червени свръхгиганти

В небето бяха открити и звезди с огромни размери и яркост. Една от тези звезди Бетелгейзе, е 900 пъти по-голям в диаметър от Слънцето и излъчва 60 000 пъти повече светлина от нашата дневна звезда! Още една звезда VY Canis Majoris(произнася се "ве-игрек") е 1420 пъти диаметъра на Слънцето! Ако VY Canis Majoris се постави на мястото на Слънцето, тогава повърхността на звездата ще бъде между орбитите на Юпитер и Сатурн и всички планети от Меркурий до Юпитер (включително Земята!) ще бъдат вътре в звездата!

Сравнителни размери на Слънцето (горе вляво), Сириус (бяла звезда) и някои звезди-гиганти. Червеният свръхгигант UY Scuti, който заема по-голямата част от изображението, е 1900 пъти по-голям от диаметъра на Слънцето.

Такива звезди се наричат свръхгиганти. Отличителна черта на гигантските и свръхгигантските звезди е, че въпреки колосалните си размери, те съдържат само 5, 10 или 20 пъти повече материя от Слънцето. Това означава, че плътността на такива осветителни тела е много ниска. Например, средната плътност на VY Canis Majoris е 100 000 пъти по-малка от плътността на стайния въздух!

Както белите джуджета, така и звездите-гиганти не се раждат по този начин, но стават в хода на еволюцията,след като водородът в дълбините им се превърне в хелий.

Звездите и скритата маса на Вселената

До сравнително скоро астрономите вярваха, че звездите съдържат почти цялата материя във Вселената. Но през последните десетилетия стана ясно, че лъвският пай от масата на Вселената се състои от мистериозни тъмна материяи още по-мистериозен тъмна енергия. Следователно звездите съставляват само около 2% от цялата материя (и още по-малко за планетите, кометите и астероидите!). Но точно тези 2% можем да наблюдаваме, тъй като именно те излъчват светлина! Трудно е да си представим колко скучна би била Вселената, ако в нея нямаше звезди!

Статии за звезди

Чудили ли сте се някога колко звезди има на небето? Всъщност е невъзможно да се изчисли това. И защо? В крайна сметка можете просто да погледнете красотата на нощното небе и настроението ви веднага ще се подобри. В тази статия сме подготвили за вас най-интересните факти за звездите, и то не за знаменитостите, а за истинските звезди.

1. Ако мислите, че слънцето е най-масивната звезда, тогава дълбоко грешите. Астрономите вече са идентифицирали звезда, която е повече от 100 пъти по-голяма от масата на слънцето. Една такава звезда е звездата Карина, която се намира на 8000 светлинни години от Земята.

2. Охладените (мъртви) звезди се наричат ​​бели джуджета. Те не надвишават радиуса, но плътността им остава същата като тази на звездата по време на живота.

3. Черните дупки също са изчезнали звезди като белите джуджета, но за разлика от тях черните дупки възникват от много големи звезди.

4. Най-близката до нас звезда (без да броим Слънцето, разбира се) е Проксима Кентавър. Той е на 4,24 светлинни години от нас, а слънцето е на 8,5 светлинни минути.

Най-бързата автономна сонда е изстреляна през 1977 г. със скорост 17 km/s. А през април 2014 г. измина разстояние от по-малко от 0,3 светлинни години. Тези. Днес дори един човешки живот не е достатъчен, за да стигнем до най-близката звезда.

5. Всички звезди са съставени от водород и хелий (около ¾ водород и ¼ хелий) плюс незначителни следи от други елементи.

6. Колкото по-голяма и по-масивна е звездата, толкова по-кратък е животът й, тъй като трябва да изразходва повече енергия, което кара горивото й да се изразходва по-бързо. Например горната звезда Карина излъчва енергия няколко милиона пъти повече от Слънцето. Ще отнеме само няколко милиона години, преди да избухне. Слънцето ще съществува тихо още няколко милиарда години, докато освобождава своето количество енергия.

7. Само в нашата Галактика (Млечния път) броят на звездите е стотици милиарди. Но освен нашата Галактика, има стотици милиарди други, където няма по-малко звезди. Поради това е почти невъзможно да се изчисли точната сума (или дори приблизителна).

8. Всяка година около 50 нови звезди се появяват в нашата Галактика.

9. Повечето от звездите в небето всъщност са двойни звезди, тъй като се състоят от духовни тела, които работят от взаимно привличане едно към друго. Известната полярна звезда обикновено е тройна звезда.

10. За разлика от други звезди, Полярната звезда практически не променя местоположението си, поради което се нарича пътеводна звезда.

11. Тъй като звездите са далеч от нас, ние ги виждаме такива, каквито са били някога. Например слънцето е на 8,5 светлинни минути от нас, което означава, че когато погледнем към Слънцето, го виждаме такова, каквото е било преди 8,5 минути. Ако вземем същата Проксима-Кентавър, тогава ще я видим такава, каквато е била преди 4,24 години. Ето изчисленията. Това означава, че много от звездите, които виждаме в небето, може вече изобщо да не съществуват, тъй като можем да ги видим в състоянието, в което са били преди 1000-2000-5000 години.

Повечето от нас обичат да гледат звездното небе през нощта. Той привлича очите ни с омайната си красота, привлича ни към него. Нашите предци са вярвали, че можем да предсказваме съдбата по звездите и да ги използваме, за да намерим пътя към дома. Звездите не са само красиви светлини в небето, които служат за писане на хороскопи и служат като навигатори. И така, какво всъщност е „звезда“?

звездае небесен обект, газова топка, образувана от газово-прахова среда, включваща водород и хелий, в резултат на гравитационно свиване. Тази среда се разпространява хетерогенно, което води до области с повишена плътност. Под въздействието на гравитацията средата се свива, увеличавайки температурата и плътността. Процесът на компресия и нагряване продължава, докато температурата на централната област достигне няколко милиона градуса. Поради термоядрената реакция се освобождава част от енергията, след което енергията, която поддържа нейното съществуване и излъчване, се обработва в центъра на звездата.

Температурата на звездите в центъра е около един милион Келвина, а на повърхността - няколко хиляди. Енергията, освободена по време на термоядрени реакции, служи като основен източник на енергия на планетите.

В допълнение към хелий и водород, звездите съдържат някои други химични елементи. Астрономите ги наричат ​​метали. Например калций, натрий, магнезий, алуминий и силиций. Химичният състав може да се определи от линиите в спектрите. Освобождаването на енергия в обикновена звезда се дължи на превръщането на водорода в хелий в самото й ядро.

звездае небесно тяло, което излъчва светлина. Има много, много от тях във Вселената. Те се различават по размер, плътност и температура. Има звезди „червени свръхгиганти“, чийто размер надвишава Слънцето и плътността е по-малка от въздуха, и има „бели джуджета“, сравними по размер с нашата планета и имащи плътност стотици хиляди пъти по-голяма от "свръхгиганти".

От една теория следва, че звездата по време на живота си преминава през двете фази. В крайна сметка звездата се е образувала от облак космически прах, който постепенно се свива. Тогава тази „среда“ се превръща в газообразна и се превръща в „червен свръхгигант“. Компресията не свършва дотук и звездата става сходна по размер и температура със Слънцето. Той остава в това състояние милиарди години, излъчвайки енергия благодарение на водорода.

Звездата колабира, когато й свърши водородът. Възникват експлозии и звездата се превръща в „бяло джудже“. Когато енергийните резерви са напълно изчерпани, звездата започва да избледнява. В древността са виждали определена връзка, система между звездите. Така се появиха съзвездия - определени групи от звезди, фигури, образувани с тяхна помощ. Звездите също образуват галактики - колекции от звезди, звездни купове, прах и тъмна материя.

Така че звездата не е преди всичко водач или предсказател на бъдещето и съдбата на човек. Преминава през определен жизнен цикъл: ражда се, развива се, обединява се в констелационни групи и умира.

С просто око можете да видите огромен брой звезди в небето в безлунна нощ и далеч от града. С телескоп можете да наблюдавате още повече звезди. Професионалното оборудване ви позволява да определите техния цвят и размер, както и светимост. Въпросът "от какво са направени звездите?" за дълго време в историята на астрономията остава един от най-противоречивите. Но също така беше възможно да се реши. Днес учените познават други звезди и как този параметър се променя по време на еволюцията на космическите тела.

Метод

Астрономите се научиха да определят състава на звездите едва в средата на 19 век. Тогава спектралният анализ се появи в арсенала на космическите изследователи. Методът се основава на свойството на атомите на различни елементи да излъчват и поглъщат светлина при строго определени резонансни честоти. Съответно спектърът показва тъмни и светли ивици, разположени на места, характерни за дадено вещество.

Различните източници на светлина могат да бъдат разграничени по техните модели на абсорбционни и емисионни линии. успешно се използва за определяне на състава на звездите. Неговите данни помагат на изследователите да разберат много процеси, протичащи вътре в звездите и недостъпни за пряко наблюдение.

От какво се състои една звезда в небето?

Слънцето и другите осветителни тела са огромни горещи топки от газ. Звездите са съставени предимно от водород и хелий (съответно 73 и 25%). Други приблизително 2% от веществото се състои от по-тежки елементи: въглерод, кислород, метали и т.н. Като цяло известните днес планети и звезди се състоят от същия материал като цялата Вселена, но разликите в концентрацията на отделните вещества, масата на обектите и вътрешните процеси пораждат цялото разнообразие на съществуващите космически тела.

При осветителните тела основният критерий за разликите между видовете им е масата и същите тези 2% елементи, които са по-тежки от хелия. Относителната концентрация на последния се нарича металичност в астрономията. Стойността на този параметър помага да се определи възрастта на звездата и нейното бъдеще.

Вътрешна структура

„Пълнежът“ на звездите не се разпръсква из Галактиката поради силите на гравитационно свиване. Те също допринасят за разпределението на елементите във вътрешната структура на звездите по определен начин. Всички метали се втурват към центъра, към ядрото (в астрономията това е името на всички елементи, по-тежки от хелий). Звезда се образува от облак от прах и газове. Ако в него присъстват само хелий и водород, тогава първият образува ядрото, а вторият - обвивката. В момента, когато масата достигне критична точка, звездата започва да свети.

Три поколения звезди

Ядрата, състоящи се изключително от хелий, имаха светила от първо поколение (наричани още звезди от население III). Те се образуват известно време след Големия взрив и се характеризират с внушителни размери, сравними с параметрите на съвременните галактики. По време на процеса на синтез, други елементи (метали) постепенно се образуват от хелий в техните дълбини. Такива звезди завършват живота си, като експлодират като свръхнова. Синтезираните в тях елементи станаха строителен материал за следващите светила. Звездите от второ поколение (популация II) се характеризират с ниска металичност. Най-младите известни днес светила принадлежат към третото поколение. Те включват Слънцето. Особеността на такива осветителни тела е тяхната по-висока металичност в сравнение с техните предшественици. Учените не са открили по-млади звезди, но е безопасно да се каже, че те ще се характеризират с още по-голям размер на този параметър.

Определяне на параметъра

От какво са направени звездите зависи продължителността на живота им. Металите, спускащи се към ядрото, влияят на термоядрената реакция. Колкото повече от тях, толкова по-рано звездата светва и толкова по-малък ще бъде размерът на нейното ядро. Последствието от последния факт е по-малко количество енергия, излъчвано от такова осветително тяло за единица време. В резултат на това такива звезди живеят много по-дълго. Техните запаси от гориво стигат за много милиарди години. Например, според учените, Слънцето сега е в средата на своя жизнен цикъл. Съществува от около 5 милиарда години и още толкова предстои.

Според теорията слънцето се е образувало от облак газ и прах, наситен с метали. Тя принадлежи към звездите от трето поколение или, както ги наричат ​​още, популация I. Металите в ядрото й, освен по-бавното изгаряне на горивото, осигуряват равномерно отделяне на топлина, което се превърна в едно от условията за произхода на живота на нашата планета.

Еволюция на звездите

Съставът на светилата не е постоянен. Нека да видим от какво са направени звездите на различни етапи от тяхната еволюция. Но първо, нека си припомним през какви етапи преминава осветителното тяло от момента на появата му до края на жизнения му цикъл.

В началото на своята еволюция звездите са разположени в главната последователност на диаграмата на Херцшпрунг-Ръсел. По това време основното гориво в ядрото е водородът, от четири атома, от които се образува един атом хелий. В това състояние звездата прекарва по-голямата част от живота си. Следващият етап от еволюцията е червеният гигант. Размерите му са много по-големи от оригиналните, а температурата на повърхността, напротив, е по-ниска. Звезди като Слънцето завършват живота си на следващия етап – стават бели джуджета. По-масивните звезди се превръщат в неутронни звезди или черни дупки.

Първи етап от еволюцията

Термоядрените процеси в дълбините са причината за преминаването на звездата от един етап в друг. Изгарянето на водород води до увеличаване на количеството хелий, а оттам и размера на ядрото и реакционната зона. В резултат на това температурата на звездата се повишава. Водородът, който преди това не е участвал в реакцията, започва да влиза в реакцията. Има дисбаланс между черупката и ядрото. В резултат на това първият започва да се разширява, а вторият започва да се свива. В същото време температурата се повишава значително, което провокира изгарянето на хелий. Той произвежда по-тежки елементи: въглерод и кислород. Звездата напуска основната последователност и се превръща в червен гигант.

Следваща част от поредицата

Това е обект със силно раздута обвивка. Когато Слънцето достигне този етап, то ще заеме цялото пространство до орбитата на Земята. Разбира се, не е необходимо да се говори за живот на нашата планета при такива условия. В дълбините на червения гигант се синтезират въглерод и кислород. В същото време звездата редовно губи маса поради звезден вятър и постоянна пулсация.

Допълнителните събития се различават за обекти със средна и голяма маса. Пулсациите на звездите от първия тип водят до факта, че техните външни обвивки се разпадат и се образуват.Ядрото изчерпва горивото си, то се охлажда и се превръща в бяло джудже.

Еволюцията на свръхмасивните звезди

Водородът, хелият, въглеродът и кислородът не са всичко, от което са направени звездите с огромни маси в последния етап от еволюцията. На етапа на червения гигант ядрата на такива светила се компресират с огромна сила. При условия на постоянно повишаване на температурата започва изгаряне на въглерод, а след това и на неговите продукти. Последователно се образуват кислород, силиций и желязо. Синтезът на елементи вече не протича, тъй като образуването на по-тежки ядра от желязо с освобождаването на енергия е невъзможно. Когато масата на сърцевината достигне определена стойност, тя се срутва. Свръхнова светва в небето. По-нататъшната съдба на обекта отново зависи от неговата маса. На мястото на звездата може да се образува неутронна звезда или черна дупка.

След експлозия на свръхнова синтезираните елементи се разпръскват в околното пространство. Напълно възможно е след известно време от тях да се образуват нови звезди.

Примери

Специално усещане възниква, когато можете не само да идентифицирате познати светила в небето, но и да си спомните към кой клас принадлежат и от какво са направени. Нека видим от кои звезди е съставена Голямата мечка. Астеризмът на черпака включва седем осветителни тела. Най-ярките от тях са Aliot и Dubhe. Второто осветително тяло е система от три компонента. В един от тях горенето на хелий вече е започнало. Другите две, подобно на Alioth, са разположени на основната последователност. Същата част от диаграмата на Херцшпрунг-Ръсел също включва Фекда и Бенеташ, които също съставляват кофата.

Най-ярката звезда на нощното небе, Сириус, има два компонента. Единият от тях принадлежи към основната последователност, вторият е бяло джудже. На клона на червения гигант са Полукс (алфа Близнаци) и Арктур ​​(алфа Воловар).

От какви светила се състои всяка галактика? От колко звезди е формирана Вселената? На въпроси като тези е доста трудно да се отговори точно. Само в Млечния път са концентрирани няколкостотин милиарда светила. Много от тях вече са заснети от телескопи, а нови се откриват редовно. Като цяло знаем и от какви газове са направени звездите, но новите звезди често не отговарят на преобладаващата представа. Космосът все още крие много тайни, а много обекти и техните свойства очакват своите откриватели.