Масса звезды
Различные типы звезд можно узнавать благодаря массе. В число маленьких входят карликовые звезды, чья масса достигает половины солнечной. Хотя есть много примеров совсем маленьких, чья масса приближается лишь 7.5% солнечной. Это минимальное число, при котором звезде удается набрать необходимую температуру для ядерного слияния. Если же показатель звездной массы меньше, то она застрянет в развитии. Подобные небесные тела называют коричневыми карликами. Вместо ядерного синтеза они нагреваются от гравитационного трения и продолжающегося стремительного сжатия.
Когда масса звезды больше половины солнечной, мы получаем иные цвета. Среди карликов встречаются оранжевые, желтые и белые. Наша родная звезда Солнце – пример белой (воспринимается в желтом цвете из-за атмосферного фильтра).
Зависимость количества звезд и их масса
Масса и размер звезды взаимосвязаны, хотя не всегда самые массивные звезды считаются самыми большими во Вселенной. Первые по массивности звезды – синие гиганты, сверхгиганты и гипергиганты. Можно вспомнить о Ригеле – ярчайшая звезда в Орионе. Она в 17 раз превосходит солнечную массу и производит в 66000 раз больше энергии.
Но и это не предел, так как есть Эта Киля (синий гипергигант). Удален на 8000 световых лет, а по массе в 150 раз больше солнечной. Не удивительно, что светит так ярко, ведь вырабатывает в 4 миллиона раз больше энергии, чем Солнце. Полагают, что ему всего 3 миллиона лет (возможно, меньше) и через 100000 лет он взорвется в виде сверхновой. Увы, но существование таких массивных структур заканчивается очень быстро.
Источник
Звезды 🌟 Что такое, описание, виды, характеристика, фото и видео
Вид звездного неба завораживает. Кажется, что им можно любоваться бесконечно. Столько там таинственности и загадочности. Но что же собой представляют звезды? Какие космические объекты так называют?
Что такое звезды
Звезды – это большие небесные тела, разбросанные по всему космическому пространству. Силой взаимного притяжения в них удерживаются определенные вещества. Звезды имеют высокую температуру, благодаря чему излучают свет, который могут увидеть наблюдатели с Земли. Объекты раскалены до такой степени, что любое вещество, даже металлы, находятся в них в газообразном состоянии, а их совокупность называется плазмой.
Почему звезды светятся
Все дело в разнице температур ядра и поверхности. Внутри звезды она может достигать 10 млн градусов и больше. Благодаря этому, в космическом объекте постоянно происходят термоядерные реакции, что превращает одни химические элементы в другие. К примеру, водород, из которого состоит большая часть звезд, становится в их недрах гелием. Благодаря этому возникает свечение, которое и видят земляне.
Наименование звезд
Имена отдельным космическим телам и созвездиям люди стали давать еще в глубокой древности. В то время человеку небо представлялось обиталищем различных мифических существ, в честь которых им и давали названия. Большинство из них используются до сих пор.
Разительно отличаются названия созвездий в Северном и Южном полушариях. Здесь преобладают не мифические существа, а различные части кораблей и морских обитателей. Дело в том, что Южное полушарие в древнем мире было слабо известно учеными. Его активное освоение началось с эпохой великих географических открытий. Логично, что многие созвездия южного полушария были впервые обнаружены моряками, которые и давали им название, исходя из собственных предпочтений. Так на небосводе появились Киль, Корма и пр.
Сейчас ученые выделяют 88 созвездий. Из них 12 относятся к зодиакальным. Самое яркое небесное тело в них обозначают греческой буквой «альфа», следующая – «бета» и т.д.
Отдельные звезды обозначают буквенно-цифровой аббревиатурой. Кроме того, небесные тела классифицируют по цвету и размерам. К примеру, голубые гиганты или коричневые карлики.
Формирование звезды
Моментом рождения звезды является объединение молекул водорода и гелия в одно облако. Оно начинает вращаться. Появляется внутренняя гравитация. Это обстоятельство ускоряет вращение.
Постепенно внешнее пространство облака начинает напоминать диск, а внутреннее – сферическое скопление. Температура материала повышается, как и его плотность. Это приводит к образованию шарообразной протозвезды.
Со временем давление и тепло повышаются до 1 млн.оС. Это приводит к слиянию атомных ядер. В этот момент и зажигается новая звезда. Небесное тело при этом практически незаметно для глаз наблюдателя, т.к. его окутывает мощное газо-пылевое облако.
Постепенно вследствие ядерного синтеза происходит преобразование некоторого количества атомной массы в энергию.
Все это время звезда из-за воздействия различных сил находится в движении. В основном она вращаются вокруг галактик или космических объектов с мощным гравитационным полем.
Звездная эволюция
У любого космического тела есть определенный цикл развития, который называется эволюцией. Большое влияние на этот процесс оказывает масса звезды. Чем больше весит объект, тем менее продолжительным будет его жизненный цикл.
Космические тела с промежуточной массой, т.е. в 1,5-8 раз тяжелее Солнца, зарождаются из облака, размер которого может достигать 100000 световых лет. Когда температура внутри достигает 3725 оС, из туманности образуется протозвезда. После начала слияния водорода она преобразуется в объект с переменными колебаниями в яркости. Благодаря сжатию силы тяжести, уравновешивается процесс расширения. Звезда начинает получать энергию от синтеза водорода, происходящего в ее ядре. На формирование объекта уходит около 10 млн. лет.
После того, как весь водород преобразовался в гелий, под действием силы гравитации материя становится ядром, которое начинает быстро нагреваться. Происходит расширение внешних слоев, которые благодаря воздействию внешней среды быстро охлаждаются. Так образуется красный гигант. Далее начинаются химические процессы с гелием. Когда он полностью преобразуется в другие вещества, ядро под действием увеличивающейся температуры расширяет оболочку. Это приводит к образованию белого карлика, температура которого может достигать 100000 оС. Продукты, необходимые для нагревания, окончательно иссякают. Поэтому объект начинает постепенно охлаждаться. Через несколько миллиардов лет он становится черным карликом и заканчивает свой жизненный путь.
Наиболее быстро эволюция протекает у звезд большой массы. От формирования объекта до окончания жизненного цикла проходит от 10000 до 100000 лет. В начале своей жизни они имеют высокую температуру, яркость и большие размеры. Звезда отличается насыщенным голубым цветом. Постепенно она становится красным сверхгигантом, внутри которого идет активное сплавление углерода в тяжелые элементы. Благодаря этому образуется железное ядро. Его ширина может достигать 6000 км. Его ядерное излучение не может сопротивляться силе притяжения.
Когда масса космического объекта примерно в 1,5 раза превышает солнечную, происходит крушение ядра. Это приводит к образованию сверхновой звезды. В процессе разрушения его температура поднимается до 10 млрд. оС, благодаря чему железо разбивается на нейроны. За секунду ядро уменьшается в размерах до 10 км. Затем происходит взрыв.
Далее существует два варианта развития событий. Если оставшееся ядро весило меньше, чем три Солнца, оно превратится в нейтронную звезду. Объект будет вращаться и излучать радиоимпульсы. Если ядро было тяжелее трех солнечных масс, оно полностью разрушится, а на его месте образуется черная дыра.
Наиболее медленно происходит формирование звезд с небольшой массой. Дело в том, что они медленно тратят свои топливные запасы. Их жизненный путь длится от 100 миллиардов до 1 триллиона лет. Соответственно, такие объекты еще не умирали. Ведь установлено, что возраст Вселенной – 13,7 миллиардов лет. Красные карлики не могут слиться ни с чем, кроме водорода. Это приводит к тому, что они не способны увеличиваться в размерах. Такие светила будут медленно охлаждаться и со временем превратятся в черных карликов, после чего завершат свой жизненный путь.
Источник
Сколько весят звёзды во вселенной?
Иногда бывает не просто взвесить даже небольшие земные предметы, а как определяются массы звезд и грамотных галактик? если их невозможно поместить на весы, да и где та точка опоры с помощью которой Архимед советовал небесные тела кантовать. Исаак Ньютон принимал за массу тела количество имеющейся в нем материи, но времена вносили корректировки в понимание проблемы и теперь эту величину определяет инертность тел, они тем тяжелее чем труднее им придать ускорение. Именно определение земной массы стала первым этапом в решении задачи по вычислениям масс звезд. Применяя геодезические методы была с большой точностью измерена линейная длина градуса дуги меридиана, получив это значение и применив закон всемирного тяготения масса Земли была установлена, она составила 6 умноженное на 10 в 24 степени килограммов, другими словами эта шестерка с двадцатью четырьмя нулями или же 6 септильонов килограммов, зная эту величину, использовав 3 закон Кеплера узнали массу Луны — это 7 и 3 умноженное на 10 в 22 степени килограммов, а это уже позволило определить массивность и самого нашего светила, это 2 умноженное на 10 в 30 степени килограммов. После этого вычисления масс остальных объектов солнечной системы не составило особого труда.
Определение массивности звезд с достаточной точностью не всегда возможно, для этого должны совпасть два компонента. У звезды существует компаньон и расстояние до нее известно. Сначала вычисляется общая сумма масс, а потом в зависимости от некоторых компонентов в частности яркости, сумма делится пропорционально. Имеющиеся вычисленные данные о двойных звездах различных типов дали возможность увидеть важную закономерность. Массы звезд и их светимость находится в прямой зависимости, а это позволяет оценить массивных звезд по силе их светимости звёздной величине, то есть чтобы рассчитать массу звезды, необходимо определить класс ее светимости, этот метод нельзя использовать лишь для белых карликов и пульсаров. Другой вариант измерения данного параметра основан на красных смещениях в поле тяготения звезды.
Значение массы для галактики, например нашей, определяется на базе фактического ее вращения. Каждая звезда, в частности Солнце, имеет центростремительное ускорение, определяемое притяжением галактического вещества в границах орбиты. Имея некоторые значения, такие как расстояние от звезды до галактического ядра, ее орбитальную скорость можно вычислить и массу галактики.
Звезды разделяются по спектральному классу, звездной величине и светимости, но одной из основных характеристик является конечно же масса и тут нет прямой пропорции. Звездный гигант, имея размер в разы и сотни раз больше, чем Солнце, по массе может превосходить его ненамного, например, желтый гигант Капелла больше солнца по радиусу в 9-12 раз, а массивнее его всего в 2,5 раза, а Бетельгейзе — красный сверхгигант Ориона превышает солнечный радиус в 950-1200 раз, но массу имеет всего в 13-17 солнечных, а вот у белых карликов обладающих массой сравнимой с массой нашего светила, радиусы на два порядка меньше.
Масса галактики — значения более солидное, например, масса нашего млечного пути определяется как 3 умноженное на 10 в 12 степени масс Солнца, а таинственная галактика Андромеда, массивнее нашей, всего в 1,5 раза. Вероятно самая большая из обнаруженных галактик это IC 1101, она находится в созвездии Змеи и до неё 1,07 миллиардов световых лет, при невероятном диаметре в 6 миллионов световых лет. масла ее превышает солнечную в 24,5 триллиона раз. Если эту супер галактику поместить на место галактики нашей, то она успешно поглотит оба Магеллановых облака, Андромеду и треугольник.
Массы звезд и галактик представить невероятно сложно, для нас все, что выходит за пределы в тысячи тонн уже находится на грани восприятия, но это понятно, ведь мы существуем в мире обычном, измеряемом единицами, которые можно пощупать. Чтобы более зримо представить макромиры нужно в них погрузиться, но и оказавшись там, вряд ли можно реально оценить массы звезд и массы галактик.
Источник
Размеры звёзд во Вселенной и как их вычисляют
Собственно говоря, небесные тела отличаются друг от друга. Их характеристики также различны, будь то масса, размер, состав и т.д.
Как различают звезды по размерам
На самом деле, во Вселенной звезды бывают разные по размеру. Очевидно, что они могут быть маленькими, средними, большими и сверхбольшими или огромными.
Однако, в астрономии не группируют объекты таким образом. Их скорее объединяют по общим характеристикам. Потому как практически все параметры и свойства зависят друг от друга.
Классификация звезд по размеру
На самом деле, по своим размерам звезды делятся на:
- обычные (главная последовательность),
- карлики,
- гиганты,
- сверхгиганты.
Правда, выделяют ещё гипергиганты. Но они очень редко встречаются в нашей Вселенной , являясь самыми яркими, массивными, мощными и тяжёлыми. Хотя они самые-самые, живут гипергиганты совсем недолго. Поэтому их очень мало.
Как определить размер звезды
В действительности, для определения размера звезды используют три способа:
- Наблюдение. При затмении светила Луной возможно узнать угловой размер. Если известно расстояние до него, то можно рассчитать его размер.
- Применение оптического интерферометра-специального измерительного прибора, который позволяет измерить границы объекта (расстояние не имеет значения).
- Теоретически, по формуле светимости . Так как если известны значения светимости и температуры светила, можно рассчитать его радиус.
Как связана светимость с размерами звезд?
Поскольку светимость звёздного тела рассчитывается по формуле:
где видно, что она связана с радиусом звезды.
Получается, эти два показателя важны друг для друга и созависимы.
Конечно, нам сложно представить истинные величины космических объектов. Ведь они могут составлять от тысяч до млн тысяч километров.
Всем известно, что главным светилом для нас является Солнце, которое больше чем в миллион раз нашей планеты. Поэтому сравнение размеров звезд с размерами Земли просто затруднительно и неуместно. В связи с этим, для удобства определения радиуса (размера) звёздных тел принято применять единицу измерения равную экваториальному радиусу Солнца (696 392 км).
Каковы размеры самых маленьких звезд?
Как известно, красные карлики имеют небольшие объемы и массу. Если говорить точнее, то в большинстве их масса равна половине солнечной. Соответственно, радиус таких светил совсем небольшой.
Помимо этого, существуют белые карлики, чьи размеры сопоставимы с размерами Земли . Однако при этом их плотность больше земельной почти в миллион раз.
И наконец, самые маленькие звёздные представители — нейтронные звёзды. Они меньше нашей планеты в сто миллионов раз! Хотя в сравнении с Землей, они выигрывают по массе и плотности.
Наша Вселенная, бесспорно, многообразна во всём. И это прекрасно и удивительно!
В заключении, хочется отметить, что светила представляют собой уникальный продукт вселенской природы. Они по праву относятся к главным объектам космического пространства.
Источник