ТЕСТ ПО АСТРОНОМИИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЕЗД
Вариант 2
1. Какова температура поверхности красных звезд?
а.) 3000К б) 4500К в) 6000К г) 8000К д)10000К е) 15000 ж) 20000 и более
2. Какие основные линии в спектре звезд класса О
а) Не б) Н в) линии металлов г) линии простейших молекул ТiO, ZrO.
д) слабые линии Не, Н е) слабые линии Н и металлов
3. Какой цвет у звезд класса G
а)красные б)оранжевые в)желтые г)бело-желтые д)белые е)бело-голубые ж)голубые
4. Что такое световой год?
а) единица измерения больших промежутков времени.
б) единица измерения больших расстояний
в) расстояние до ближайшей звезды
5. Самые плотные звезды это.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
6. Больше по размерам, чем Солнце.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
Вариант 3
1. Какова температура поверхности голубых звезд?
а.) 3000К б) 4500К в) 6000К г) 8000К д)10000К е) 15000 ж) 20000 и более
2. Какие основные линии в спектре звезд класса А
а) Не б) Н в) линии металлов г) линии простейших молекул ТiO, ZrO.
д) слабые линии Не, Н е) слабые линии Н и металлов
3. Какой цвет у звезд класса K
а)красные б)оранжевые в)желтые г)бело-желтые д)белые е)бело-голубые ж)голубые
4. Расположите в порядке возрастания единицы измерения расстояний.
а) пк. б) 10 км в) а.е. г) св.г.
5. Меньшую плотность, чем у Солнца имеют.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
6. Самые маленькие звезды это.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
Вариант 4
1. Какова температура поверхности оранжевых звезд?
а.) 3000К б) 4500К в) 6000К г) 8000К д)10000К е) 15000 ж) 20000 и более
2. Какие основные линии в спектре звезд класса G
а) Не б) Н в) линии металлов г) линии простейших молекул ТiO, ZrO.
д) слабые линии Не, Н е) слабые линии Н и металлов
3. Какой цвет у звезд класса O
а)красные б)оранжевые в)желтые г)бело-желтые д)белые е)бело-голубые ж)голубые
4. Что такое парсек?
а) расстояние до ближайшей звезды
б) расстояние до звезды, параллакс которой 1″
в) расстояние в 3 световых года
5. Больше по светимости, чем Солнце.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
6. Расположите в порядке возрастания плотности ( сначала с самой маленькой.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
Вариант 5
1. Какова температура поверхности бело-желтых звезд?
а.) 3000К б) 4500К в) 6000К г) 8000К д)10000К е) 15000 ж) 20000 и более
2. Какие основные линии в спектре звезд класса В
а) Не б) Н в) линии металлов г) линии простейших молекул ТiO, ZrO.
д) слабые линии Не, Н е) слабые линии Н и металлов
3. Какой цвет у звезд класса A
а)красные б)оранжевые в)желтые г)бело-желтые д)белые е)бело-голубые ж)голубые
4. Что такое световой год?
а) единица измерения больших промежутков времени.
б) единица измерения больших расстояний
в) расстояние до ближайшей звезды
5. Расположите в порядке возрастания размеров звезд ( сначала самые маленькие.
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
6. У каких звезд самая большая плотность
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
Вариант 6
1. Какова температура поверхности бело-голубых звезд?
а.) 3000К б) 4500К в) 6000К г) 8000К д)10000К е) 15000 ж) 20000 и более
2. Какие основные линии в спектре звезд класса М
а) Не б) Н в) линии металлов г) линии простейших молекул ТiO, ZrO.
д) слабые линии Не, Н е) слабые линии Н и металлов
3. Какой цвет у звезд класса B
а)красные б)оранжевые в)желтые г)бело-желтые д)белые е)бело-голубые ж)голубые
4. Расположите в порядке возрастания единицы измерения расстояний.
а) пк. б) 10 км в) а.е. г) св.г.
5. Какие звезды имеют размеры с Землю или Луну?
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
6. Расположите звезды в порядке убывания плотности ( начните с самых плотных..
а) красные гиганты б) белые гиганты в) нейтронные звезды г) красные карлики
д) белые карлики е) желтые карлики
1 вариант
2 вариант
3 вариант
4 вариант
5 вариант
6 вариант
4
б
б
б в г а (порядок)
б
б
б в г а (порядок)
5
а
в д
а б
а б
в д г е б а порядок
д
6
г д в
а б
в д
а б е г д в (порядок)
в д
в д г е б а порядок
Источник
Нейтронные звёзды
Звёзды, у которых масса в 1,5-3 раза больше, чем у Солнца не смогут в конце жизни остановить своё сжатие на стадии белого карлика. Мощные силы гравитации сожмут их до такой плотности, при которой произойдёт «нейтрализация» вещества: взаимодействие электронов с протонами привёдёт к тому, что почти вся масса звезды будет заключена в нейтронах. Образуется нейтронная звезда. Наиболее массивные звёзды могут обратиться в нейтронные, после того как они взорвутся как сверхновые. Концепция нейтронных звезд
Концепция нейтронных звёзд не нова: первое предположение о возможности их существования было сделано талантливыми астрономами Фрицем Цвикки и Вальтером Баарде из Калифорнии в 1934г. (несколько раньше в 1932г. возможность существования нейтронных звёзд была предсказана известным советским учёным Л. Д. Ландау.) В конце 30-х годов она стала предметом исследований других американских учёных Оппенгеймера и Волкова. Интерес этих физиков к данной проблеме был вызван стремлением определить конечную стадию эволюции массивной сжи- мающейся звезды. Так как роль и значение сверхновых вскрылись примерно в то же время, было высказано предположение, что нейтронная звезда может оказаться остатком взрыва сверхновой. К несчастью, с началом второй мировой войны внимание учёных переключилось на военные нужды и детальное изучение этих новых и в высшей степени загадочных объектов было приостановлено. Затем, в 50-х годах, изучение нейтронных звёзд возобновили чисто теоретически с целью установить, имеют ли они отношение к проблеме рождения химических элементов в центральных областях звёзд.
Нейтронные звёзды остаются единственным астрофизическим объектом, существование и свойства которых были предсказаны задолго до их открытия.
В начале 60-х годов открытие космических источников рентгеновского излучения весьма обнадёжило тех, кто рассматривал нейтронные звёзды как возможные источники небесного рентгеновского излучения. К концу 1967г. был обнаружен новый класс небесных объектов — пульсары, что привело учёных в замешательство. Это открытие явилось наиболее важным событием в изучении нейтронных звёзд, так как оно вновь подняло вопрос о происхождении космического рентгеновского излучения. Говоря о нейтронных звёздах, следует учитывать, что их физические характеристики установлены теоретически и весьма гипотетичны, так как физические условия, существующие в этих телах, не могут быть воспроизведены в лабораторных экспериментах.
Источник
О звездах
Звезды можно назвать самыми главными телами во Вселенной: ведь в них заключено более 90% всего наблюдаемого нами вещества.
Каждая звезда — это массивный газовый шар, излучающий собственный свет, в отличие от планет, которые светят отраженным солнечным светом. По своей природе звезды родственны Солнцу, ближайшей к Земле звезде.
Все звезды очень далеки от нас, и расстояние до каждой из них, кроме Солнца, во много раз превышает расстояние от Земли до любой из планет Солнечной системы. Прямой способ определения расстояний до сравнительно близких звезд основан на измерении их наблюдаемого смещения на фоне более далеких звезд, вызванного движением Земли вокруг Солнца.
Если расстояние до звезд составляет сотни и более парсек, их параллактическое смещение становится незаметным. Тогда для определения расстояний до звезд используют другие, косвенные методы, требующие анализа звездных спектров.
Самая близкая к Солнечной системе звезда — Проксима Центавра — находится от нас на расстоянии примерно 1,3 пс. Большинство звезд, хорошо заметных невооруженным глазом, удалено на десятки и сотни световых лет.
Звезды различаются по массе, размерам, плотностям, светимостям и химическому составу.
Рассмотрим эти характеристики подробнее.
Для определения масс звезд изучают движения звезд, входящих в пары и группы. В этих парах и группах звезды притягивают друг друга, двигаясь вокруг общего центра масс (двойные звезды). Массы звезд в таком случае определяются на основании закона всемирного тяготения. Чаще всего масса звезды измеряется в единицах массы Солнца, которая составляет примерно 2•10 30 кг. Массы почти всех звезд находятся в пределах от 0,1 до 50 масс Солнца.
Размеры звезд определяют как прямыми методами, с помощью оптических интерферометров, так и путем теоретических расчетов. Оказалось, что размеры большинства наблюдаемых звезд составляют сотни тысяч и миллионы километров. Диаметр Солнца, например, равен 1392000 км. Но встречаются и очень маленькие звезды – белые карлики и совсем крошечные нейтронные звезды диаметром 10–20 км. Звезды с размерами во много раз больше, чем у Солнца, являются гигантами (Бетельгейзе, Арктур, Антарес). Но особенно велики очень редко встречающиеся звезды — красные сверхгиганты. Если бы некоторые из таких звезд оказались на месте Солнца, орбита Марса, а то и Юпитера очутились бы внутри них!
Сравнительные размеры звёзд
Таким образом, по размерам звезды отличаются друг от друга значительно больше, чем по массе. По этой причине чем меньше звезда, тем, как правило, выше плотность ее вещества, и наоборот. Вещество звезд-гигантов и сверхгигантов может иметь плотность меньшую, чем воздух в нормальных, земных условиях. Средняя плотность солнечного вещества в 1,4 раза больше плотности воды. Значительно плотнее Солнца белые карлики. 1 см 3 вещества звезды Сириус В имеет массу более 50 кг, а некоторые белые карлики еще в десятки раз плотнее. Но рекорд по плотности держат нейтронные звезды — их плотность такая же, как у атомных ядер, — 10 14 г/см 3 . Такая плотность вещества может получиться, если весь земной шар сжать до размера в полкилометра!
Еще больше, чем по размерам, различаются звезды по светимости. Так называют мощность оптического излучения, т. е. количество световой энергии, ежесекундно выделяемое звездой. Чаще всего светимость выражают в единицах светимости Солнца. Эта величина равна 3,8•10 26 Вт. Для большинства наблюдаемых звезд она находится в пределах от нескольких тысячных долей до миллиона светимостей Солнца.
Химический состав звезд определяют, изучая их спектр. Оказалось, что вещество звезд содержит те же элементы, которые встречаются и на Земле. Почти во всех звездах более 98% массы приходится на два самых легких элемента — водород и гелий, причем водорода примерно в 2,7 раза больше по массе, чем гелия. На долю всех остальных элементов приходится около 2% массы вещества.
Звезды непрозрачны. Поэтому мы можем непосредственно определять химический состав только их поверхностных слоев, от которых к нам приходит свет. Однако теоретические расчеты позволяют предсказать содержание различных элементов и в недрах звезд.
По физическим свойствам вещества все известные звезды можно разделить на три категории: нормальные звезды, белые карлики и нейтронные звезды.
К нормальным звездам относятся большинство наблюдаемых звезд, в том числе все те, которые можно увидеть невооруженным глазом или в небольшой телескоп. Они состоят из обычного по своим свойствам, так называемого идеального газа. Его давление прямо пропорционально температуре и обратно пропорционально объему, который газ занимает. Используя физические законы, которым подчиняется газ, астрономы рассчитывают плотность, давление и температуру в недрах звезд, что очень важно для понимания строения звезд и их развития.
В звездах с очень большой плотностью вещество уже не подчиняется законам идеального газа. Газ приобретает иные свойства и называется вырожденным. Из вырожденного газа состоят белые карлики, а также ядра некоторых звезд-гигантов.
Вещество нейтронных звезд обладает чудовищной плотностью, при которой не могут существовать даже атомные ядра. Оно состоит в основном из электрически нейтральных элементарных частиц — нейтронов. Нейтроны в обычном состоянии входят, наряду с протонами, в состав атомных ядер.
Вещество любой звезды находится под действием силы гравитации, стремящейся сжать звезду. Однако звезды не сжимаются (по крайней мере, быстро), потому что гравитации препятствует сила давления звездного вещества. В нормальных звездах это давление обусловлено упругими свойствами горячего идеального газа. В белых карликах сжатию препятствует давление вырожденного газа. Оно почти не зависит от того, горячий газ или холодный. В нейтронных звездах гравитацию сдерживают ядерные силы, действующие между отдельными нейтронами.
Температура и тепловое давление газа в звездах поддерживаются внутренними источниками энергии. Если они иссякнут (а рано или поздно в каждой звезде это происходит), силы тяготения сожмут звезду в маленький плотный шар. В нормальных звездах энергия постоянно вырабатывается в центральной области, где плотность и температура газа достигают максимальных значений. Там происходят термоядерные реакции между протонами (ядрами атомов водорода), в результате которых самый легкий газ — водород превращается в более тяжелый гелий. При этом выделяется та энергия, которая позволяет звездам долго сохранять свою высокую температуру, но запасы водорода в звездах постепенно убывают. В Солнце, например, каждую секунду количество водорода уменьшается примерно на 600 млн т, и почти на столько же больше становится гелия. За секунду выделяется энергия, равная примерно 3,8•10 26 Дж, которую уносят электромагнитные волны. Несколько процентов этой энергии получают всепроникающие элементарные частицы — нейтрино, возникающие при ядерных реакциях. Они легко пронизывают звезду насквозь и улетают со скоростью света в межзвездное пространство.
В некоторых звездах — красных гигантах температура в центральной области настолько высока, что там начинает происходить реакция между ядрами гелия, в результате которой возникает более тяжелый элемент — углерод. Эта реакция также сопровождается выделением энергии.
По современным научным представлениям большая часть элементов тяжелее гелия, существующих в природе, образовалась при термоядерных реакциях в недрах звезд или в реакциях, протекающих при взрывах сверхновых звезд.
Когда звезда очень молода и в ней еще не начались ядерные реакции, источником ее энергии может служить сжатие звездного вещества, т. е. его уплотнение под действием собственной гравитации. При этом потенциальная энергия вещества уменьшается и переходит в тепловую.
Как и все тела в природе, звезды не остаются неизменными. Они рождаются, эволюционируют и, наконец, «умирают».
Продолжительность жизни звезды зависит от ее массы. Звезды с массой меньшей, чем у Солнца, очень экономно тратят запасы своего ядерного «топлива» и могут светить десятки миллиардов лет. Поэтому звезды небольших масс еще не успели состариться. Зато массивные звезды светят сравнительно недолго. Так, звезды с массой 15 масс Солнца растрачивают запасы своей энергии всего за 10 млн лет. Звезды, такие, как наше Солнце, могут жить примерно в тысячу раз дольше.
Почти всю свою жизнь звезда сохраняет температуру и размер практически постоянными. Но когда в центральной области весь водород оказывается превращенным в гелий, звезда начинает сравнительно быстро изменяться. Она увеличивается в размере, и, хотя температура ее поверхности при этом падает, излучаемая звездой энергия возрастает во много раз. Звезда становится красным гигантом. Температура в центральной области поднимается до 100 млн градусов, и в плотном гелиевом ядре такой звезды «загорается» реакция превращения гелия в углерод.
На определенном этапе развития красного гиганта может произойти «сброс» внешних слоев этой раздувшейся звезды, и тогда звезда будет находиться внутри газового кольца планетарной туманности. Сама звезда после этого сожмется и превратится в медленно остывающий белый карлик.
Такой путь развития ожидает и наше Солнце: через 6–7 млрд лет оно, пройдя стадию красного гиганта, станет белым карликом.
Звезды, у которых масса в 1,4 раза больше, чем у Солнца, не смогут в конце жизни остановить свое сжатие на стадии белого карлика. Мощные силы гравитации сожмут их до такой плотности, при которой произойдет «нейтронизация» вещества: взаимодействие электронов с протонами приведет к тому, что почти вся масса звезды будет заключена в нейтронах. Образуется нейтронная звезда. Наиболее массивные звезды могут превратиться в нейтронные, после того как они взорвутся как сверхновые. Расчеты показывают, что нейтронные звезды должны быть сильно намагничены. Быстро вращаясь вокруг оси, они могут рождать мощные потоки радиоволн. Открытые в 60-х гг. импульсные источники радиоизлучения — пульсары и являются, по-видимому, такими вращающимися нейтронными звездами, возникшими после взрывов сверхновых.
Если масса звезды (или ее «остатка» после потери вещества) превышает 3–5 масс Солнца, то, начав сжиматься в конце своей активной жизни, она не сможет остановить своего сжатия даже на стадии нейтронной звезды. Конечным результатом такого безудержного гравитационного сжатия должно явиться образование черной дыры.
Источник
➤ Adblockdetector