Размеры звезд
Хотя Солнце кажется нам огромным, но в общем звездном потоке считается средним. Бывают крупнее экземпляры, а иногда встречаются и совсем крошечные. Давайте же более подробно разберем вопрос о размерах звезд.
Самые маленькие звездные небесные тела – красные карлики. Они достигают половины солнечной массы, хотя встречаются и с показателем в 7.5%. Это минимальная отметка, при которой возможен ядерный синтез в ядре. Если же массы не хватает, то получаем коричневые карлики. На нижней схеме можно детально рассмотреть сравнение размеров планет Солнечной системы с Солнцем и другими крупными звездами (Сириус, Арктур, Альдебаран, Бетельгейзе, Мю Цефея).
Сравнительный размер некоторых звезд и планет
Среди красных карликов стоит вспомнить ближайшего к нам – Проксима Центавра, достигающий 12% солнечной массы и 14% его размера (немного крупнее Юпитера).
Сегодняшний диаметр Солнца составляет 1.4 миллиона км. Но в конце существования звезда трансформируется в красного гиганта и увеличится в 300 раз, поглощая ближайшие планеты. Еще более крупной звездой выступает Ригель (голубой сверхгигант), превышающий солнечную массу в 17 раз (производит в 66000 раз больше энергии) и в 62 раза крупнее.
Хотите еще больший размер звезды? Легко! Как насчет красного сверхгиганта Бетельгейзе, который в 20 раз больше солнечной массы и завершает жизненный цикл. Есть предположение, что звезда взорвется как сверхновая в ближайшую тысячу лет.
Самой большой звездой стала VY Большого Пса. Красный сверхгигант в 1800 раз превышает размер Солнца. Если бы она встала на позицию нашей звезды в Солнечной системе, то легко достигла бы Сатурна.
Источник
Сравнение размеров крупнейших известных звёзд с нашим Солнцем
• VV Цефея. Эта звезда, находящаяся на расстоянии около 5000 световых лет от Земли, является третьей по размеру в нашей галактике — Млечный Путь. Её радиус приблизительно равен 1050-1900 радиусам Солнца.
• V354 Цефея, также расположенная в галактике Млечный Путь, находится в 9000 световых лет от Земли. Её радиус равен ≈ 1,06 млрд км — это приблизительно в 1520 раз больше радиуса Солнца.
• KW Стрельца — это красный сверхгигант, расположенный в созвездии Стрельца на расстоянии примерно в 10 000 световых лет от Солнца. Радиус звезды составляет 1460 солнечных.
• Пистолет является одной из ярчайших звёзд в нашей галактике. За 20 секунд звезда Пистолет испускает столько же света, сколько Солнце излучает за год. Она расположена вблизи галактического центра, поэтому расстояние до неё составляет целых 25 000 световых лет.
• Антарес — это красный сверхгигант и ярчайшая звезда в созвездии Скорпиона, которая находится в 600 световых лет от Солнца. Её диаметр в 400 раз больше, чем солнечный. Если бы Антарес находился на месте Солнца, он выходил бы за орбиту Марса, а короной коснулся бы Юпитера.
• Бетельгейзе — это яркая звезда, находящаяся в созвездии Ориона. Расстояние до звезды составляет, по разным оценкам, 613-880 световых лет.
• Альдебаран — это одна из ярчайших звёзд на ночном небе. Альдебаран находится в созвездии Тельца на расстоянии ≈ 65,1 световых лет от Земли. Радиус звезды равен около 38 диаметров Солнца.
• Ригель находится на расстоянии примерно 860 световых лет от Солнца. Светимость этой звезды примерно в 130 000 раз выше солнечной, что делает её одной из самых мощных звёзд в Галактике.
• Арктур, находящийся в созвездии Волопаса, удалён от Земли на расстояние 36,7 светового года, что довольно близко по космическим масштабам. Радиус этой звезды равен ≈25,7 радиуса Солнца.
• Поллукс, расположенный на расстоянии около 34 световых лет от Солнца, является самой яркой звездой в созвездии Близнецов. Эта звезда почти в девять раз больше Солнца.
• Сириус A и B — одни из ближайших звёзд к Солнцу, расстояние до них составляет 8,6 светового года. Радиус Сириуса А составляет 1 190 000 километров (экваториальный радиус Солнца — 696 392 километров).
Источник
Размеры звезд
Главными источниками света во Вселенной являются звезды. Более того, основной фабрикой энергии для жизни на Земле выступает ближайшая к нам звезда — Солнце. Многие из нас знают, насколько ничтожна наша голубая планета по сравнению с могучим светилом. Однако, каждый раз вспоминая соотношение объемов этих двух небесных тел невозможно не удивляться. Вдумайтесь, Солнце больше Земли более чем в миллион раз! Светила относятся к крупнейшим однофазным объектам космоса, но насколько могут разниться размеры звезд?
Обманчивые точки на небе
«Одиссей» — корабль на котором мы будем исследовать звезды
Взглянув на ночное небо каждый из нас может поразиться бесчисленному количеству светящихся точек. Будто на черной небесной глазури рассыпали мириады различных по размеру, светимости и цвету жемчугов. Смотря на верх ночью кажется, что все звездочки одного размера, за исключением планет, естественно. Условимся, что мы имеем некий компактный космический корабль, внешне похожий на истребитель. Он будет оснащен двигателем будущего, которому для работы хватит обычных по объему баков самолета и имя мы ему дадим незамысловатое — «Одиссей».
Так звезда или нет?
И так, наш «Одиссей» выходит на орбиту двойной звезды Глизе 229. Она находится всего в 19 световых годах от Солнца. Нас интересует Глизе 229 В, объект внешне меньше даже Юпитера. Мы задаем параметры в компьютер для выхода на орбиту. Но вдруг внезапно автопилот предупреждает нас, что корабль стремительно падает и введенные вручную данные ложны. Компьютер спешно корректирует тягу, да не чуть-чуть, а в разы. Вскоре выясняется, что Глизе 229 В хоть и меньше по геометрическим размерам чем Юпитер, но в 25 раз его тяжелее.
До настоящего момента идут споры, относить ли к звездам непонятные объекты, подобные коричневым карликам? В наши дни под ними подразумевают водородную субзвезду с размерами в диапазоне от 0,012 до 0,0767 масс Солнца. Они сопоставимы с размерами Юпитера. В недрах коричневых карликов идут термоядерные процессы, так же, как и в звездах. Но выделение тепла идет в основном за счет реакции слияния изотопов легких ядер таких как литий, бериллий, бор, дейтерий. Вклад классического протонного термоядерного синтеза в общее тепловыделение невелико. Считается, что на коричневые карлики приходится большая часть звезд в космосе. Некоторые астрономы считают, что немаленькая доля темной материи может приходиться как раз на коричневые карлики. Ну что ж, летим дальше!
От самых маленьких
Размеры звезд Млечного пути
Зададимся вопросом, какие же размеры имеют самые маленькие члены этого класса космических объектов? Мы даем команду бортовому компьютеру лететь к ближайшей нейтронной звезде. Гиперскачок и вуаля, мы подлетаем к крохотной звезде со странным названием — RX J1856.5-3754.
RX J1856.5-3754 рентгеновский снимок телескопа Чандра
«Одиссей» завис высоко над поверхностью крохи, которая имеет диаметр всего 10-20 километров, но наши двигатели неистово набирают скорость, а информация с экранов говорит, будто мы на орбите Солнца! И здесь нас ждет первая неожиданность! Наименьшие представители звездного семейства, имеют диаметр порядка 15 километров. Но их масса превышает Солнечную. Только представьте, сколь плотным объектом будет нейтронная звезда. После элементарных математических расчетов становится ясно, что компактность упаковки вещества там превышает таковую атомного ядра.
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды одной картинкой
Мы набираемся смелости и спускаемся ниже, чтобы лучше рассмотреть звезду, но в кабине начинает бить тревога, предупреждая нас о колоссальном магнитном поле.
Материалы по теме
Нейтронные звезды
Но это все известные факты. А вот есть еще одно экзотическое свойство нейтронных звезд. И связано оно в первую очередь с релятивистскими эффектами, суть которого заключается в том, что если вы посмотрите на нейтронную звезду с любого угла (сверху, снизу или перпендикулярно оси вращения) то увидите вы больше 50 % общей площади поверхности! В голове с трудом укладывается. Если этот эффект перенести на нашу планету, то вы смогли бы видеть то, что находится за горизонтом. В будущих статьях мы обязательно вернемся и к этому феномену, и ко многим другим поразительным явлениям. И для того, чтобы лучше их понять, разберем их на пальцах. Нейтронные звезды — это «скелеты» некогда живших звезд, у них нет источника энергии. Они скорее похожи на гигантские аккумуляторы, которые безвозвратно теряют энергию. Хорошо, пора взглянуть на еще один класс псевдозвезд.
Звезда ван Маанена
Звезда ван Маанена
«Одиссей» выходит на орбиту Звезды ван Маанена, ближайшего белого карлика в 14,1 световых годах от Солнца. Удручающее зрелище. Мы видим своего рода «труп» — остатки проэволюционировавшего светила. Размеры белых карликов не превышают одной сотой Солнечной, а масса сопоставима с ним. Белый карлик — это тусклое ядро погибшей звезды, которое светит лишь за счет остывания своего плазменного вещества. Между белыми карликами и нашим Солнцем есть один из самых крупных по численности составляющих звезд класс — красные карлики. Команда компьютеру, и мы в мгновение оказываемся на орбите Проксимы Центавра.
Небольшой красной звезде, понуро светящейся в безграничном космосе. Размеры и масса таких звезд не превышает лишь трети, а светимость в тысячи раз меньше Солнечной.
По мнению многих астрономов красные карлики составляют самый многочисленный класс «настоящих» звезд во Вселенной. Дело в том, что все вышеперечисленные звезды, на самом деле по-настоящему ими не являются. Только в красных карликах проходят классические протонные термоядерные реакции, позволяющие им существовать сотни миллиардов лет.
Эта невзрачная звезда, очень вероятно, намного переживет Солнце, и если человечество захочет найти в космосе звезду, что сможет нас приютить после гибели родной звезды, то далеко ходить не придется. По меркам космоса, конечно.
От Солнца до красных сверхгигантов
Давайте посмотрим на желтые карлики. Да-да, наше Солнце является желтым карликом! А если точнее, то его спектральный класс G2V. Такой тип звезд не очень многочисленен во Вселенной. Звезды подобного рода имеют массу от 0,8 до 1,2 массы Солнца. После того как подобные нашему светилу звезды израсходуют водородное топливо, их размер увеличивается, и они становятся красными субгигантами и гигантами. Интересного мало и требуем от «Одиссея» продолжения банкета.
Бетельгейзе
ИК снимок Бетельгейзе
Мы оказываемся на орбите Бетельгейзе, расположенной в 500 световых годах от дома, на уровне 19 астрономических едениц от центра звезды. Глазам предстает неописуемая картина. Находясь от ядра этой звезды так же далеко как Уран от ядра Солнца мы видим, что красный диск звезды чуть ли не в сотни раз превосходит размеры Солнца, а цвет ее красный. Умирающая звезда. Если перевести возраст звезд на человеческую жизнь, то Солнцу было бы чуть за сорок лет. Бетельгейзе же уже старичок, доживающий свой век. Мы увлекаемся завораживающим видом, компьютер предупреждает нас, что нужно срочно покинуть пределы звезды, так как по данным спектральных наблюдений совсем скоро звезда будет светить ярче, что может навредить нашему маленькому кораблю. Красные гиганты нестабильны и их излучение может сильно варьироваться.
Альнитак
Альнитак, Альнилам и Минтака
Но если такие красные «толстяки» представляют собой уже престарелые звезды, то голубые гиганты и сверхгиганты очень даже молодые звезды. Корабль выходит на орбиту Альнитака, голубого гиганта в созвездии Ориона, повисшей в черном пространстве в 800 световых годах от Земли. Компьютер нас предупреждает, что смотреть на эту звезду можно только через видеокамеру со специальными фильтрами, так как ее светимость в 35 тысяч раз больше Солнечной! На самом деле голубые гиганты настолько горячи, что даже не успевают прожить жизнь по звездным меркам. Если желтые карлики доживают до 10 миллиардов лет, а красные теоретически могут протянуть и до 100, то голубые гиганты и сверхгиганты в буквальном смысле сгорают в мгновение ока. Что такое для звезды жизнь в 10 — 50 миллионов лет? Не смотря на их грозное название размеры более чем скромные. Всего-то не более 25 Солнечных радиусов. Радиус Альнитака в 18 раз больше Солнечного, так же, как и масса.
Антарес
Туманность рядом с Антаресом и Ро Змееносца
На просторах бесконечного космоса есть настоящие мастодонты в виде сверхгигантов. Покорный «Одиссей» переносит нас на высокую орбиту Антареса, ярчайшей звезды в созвездии скорпиона, в 600 световых годах от Солнца. Чтобы лучшее ее рассмотреть просим компьютер перейти на расстояние в 1,4 астрономических единицы от ядра, так сказать с запасом. Но система протестует, уверяя нас, что мы окажемся под поверхностью звезды. Да как так? Мы же будем на уровне эквивалента орбиты Марса от ядра Антареса. Но оказывается, что радиус красных сверхгигантов превышает Солнечный порой в 800 раз. Но масса Антареса всего лишь в 12,4 раза больше Солнечной, его газ очень разряжен.
UY Щита
UY Щита в сравнении с Солнцем
Перед завершением нашей экскурсии мы просим перенести «Одиссей» к самой большой звезде, известной на данный момент. И мы выходим на орбиту UY Щита, на таком расстоянии от ядра, на котором находится Сатурн от Солнца. И все же почти все поле нашего зрения затмевает красный гигантский диск звезды, которая в 1700 раз больше Солнца по радиусу, но всего в 40 раз тяжелее. Если бы мы поместили эту звезду в центр Солнечной системы, то она поглотила все планеты вплоть до Юпитера. Если сжать Землю до размеров сантиметра, то UY Щита в том же масштабе была почти 2 километра!
Что в итоге?
Размеры планет и звезд
Подводя итог важно отметить, что как масса, так и геометрические размеры звезд могут сильно отличаться. Одни обладают невообразимой плотностью, другие же наоборот, сильно разряжены. Звезды очень разнятся по светимости и цвету, температуре и срокам жизни. На размер звезд влияет сочетание двух сил — сила тяготения, что пытается сжать звезду, и давление разогретого внутри газа. В настоящее время теория эволюции звезд далека от своего совершенства.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
Астрофизики не могут дать внятного ответа на банальный вопрос: «А на сколько большой и массивной может быть звезда?».
Материалы по теме
Можно ли увидеть черную дыру?
Конечно, есть фундаментальные ограничения, не позволяющие, например, существовать звезде размером с галактику. Звезды с массой от 8 до около 150 Солнечных проживают жизнь быстро, из-за того, что температура в их недрах колоссальна, и термоядерные реакции идут стремительно. Совсем недавно считалось, что пределом массы звезды является 150 масс Солнца. Но недавние исследования космоса показали, что и 300 Солнечных масс для звезды может быть не предел! В таких звездах кроме молниеносных реакций термоядерного синтеза возникают дополнительные флуктуации из-за взаимодействия пар частица-античастица. Такие супергигаганты могут взрываться еще до возникновения классического коллапса, попросту проходя процесс аннигиляции. Но все это пока теория.
Очень многое осталось за рамками этого повествования. Но всему свое время. А мы, пораженные столь разнообразными размерами звезд, усталые и довольные, даем команду «Одиссею» возвращаться на крохотную, но столь родную Землю.
‘ alt=»yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7 — Размеры звезд» title=»Размеры звезд»>
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник