Для покупки оптических приборов рекомендуем нашего партнера 4глаза.ру
Во Вселенной существует множество различных звезд. Большие и маленькие, горячие и холодные, заряженные и не заряженные. В этой статье мы дадим классификацию основных видов звезд.
Одной из классификаций звезд является спектральная классификация. Согласно этой классификации звезды относят в тот или иной класс согласно их спектру. Спектральная классификация звезд служит многим задачам звездной астрономии и астрофизики. Качественное описание наблюдаемого спектра позволяет оценить важные астрофизические характеристики звезды, такие как эффективная температура ее поверхности, светимость и, в отдельных случаях, особенности химического состава.
Некоторые звезды не попадают ни в один из перечисленных спектров. Такие звезды называют пекулярными. Их спектры не укладываются в температурную последовательность O—B—A—F—G—K—M. Хотя зачастую такие звезды представляют собой определенные эволюционные стадии вполне нормальных звезд, либо представляют звезды, не совсем характерные для ближайших окрестностей Солнца (бедные металлами звезды, такие как звезды шаровых скоплений и гало Галактики). В частности, к звездам с пекулярными спектрами относятся звезды с различными особенностями химического состава, что проявляется в усилении или ослаблении спектральных линий некоторых элементов.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
Хорошо разобраться в классификации звезд позволяет диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Она показывает зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды. Неожиданным является тот факт, что звезды на этой диаграмме располагаются не случайно, а образуют хорошо различимые участки. Диаграмма предложена в 1910 независимо друг от друга исследователями Э. Герцшпрунгом и Г. Расселом. Она используется для классификации звезд и соответствует современным представлениям о звездной эволюции.
Большая часть звезд находится на так называемой главной последовательности. Существование главной последовательности связано с тем, что стадия горения водорода составляет
90% времени эволюции большинства звезд: выгорание водорода в центральных областях звезды приводит к образованию изотермического гелиевого ядра, переходу к стадии красного гиганта и уходу звезды с главной последовательности. Относительно краткая эволюция красных гигантов приводит, в зависимости от их массы, к образованию белых карликов, нейтронных звезд или черных дыр.
Желтый карлик
Находясь на различных стадиях своего эволюционного развития, звезды подразделяются на нормальные звезды, звезды карлики, звезды гиганты. Нормальные звезды, это и есть звезды главной последовательности. К таким, например, относится наше Солнце. Иногда такие нормальные звезды называются желтыми карликами.
Звезда может называться красным гигантом в момент звездообразования и на поздних стадиях развития. На ранней стадии развития звезда излучает гравитационную энергию, выделяющуюся при сжатии, до того момента пока сжатие не будет остановлено начавшейся термоядерной реакцией. На поздних стадиях эволюции звезд, после выгорания водорода в их недрах, звезды сходят с главной последовательности и перемещаются в область красных гигантов и сверхгигантов диаграммы Герцшпрунга-Рассела: этот этап длится
10% от времени «активной» жизни звезд, то есть этапов их эволюции, в ходе которых в звездных недрах идут реакции нуклеосинтеза.
Звезды-гиганты
Звезда гигант имеет сравнительно низкую температуру поверхности, около 5000 градусов. Огромный радиус, достигающий 800 солнечных радиусов и за счет таких больших размеров огромную светимость. Максимум излучения приходится на красную и инфракрасную область спектра, потому их и называют красными гигантами.
Звезды карлики являются противоположностью гигантов и включают в себя несколько различных подвидов:
Белый карлик — проэволюционировавшие звезды с массой не превышающей 1,4 солнечных массы, лишенные собственных источников термоядерной энергии. Диаметр таких звезд может быть в сотни раз меньше солнечного, а потому плотность может быть в 1 000 000 раз больше плотности воды.
Красный карлик — маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М или верхний К. Они довольно сильно отличаются от других звезд. Диаметр и масса красных карликов не превышает трети солнечной (нижний предел массы — 0,08 солнечной, за этим идут коричневые карлики).
Коричневый карлик — субзвездные объекты с массами в диапазоне 5—75 масс Юпитера (и диаметром примерно равным диаметру Юпитера), в недрах которых, в отличие от звезд главной последовательности, не происходит реакции термоядерного синтеза c превращением водорода в гелий.
Субкоричневые карлики или коричневые субкарлики — холодные формирования, по массе лежащие ниже предела коричневых карликов. Их в большей мере принято считать планетами.
Черный карлик – остывшие и вследствие этого не излучающие в видимом диапазоне белые карлики. Представляет собой конечную стадию эволюции белых карликов. Массы черных карликов, подобно массам белых карликов, ограничиваются сверху 1,4 массами Солнца.
Кроме перечисленных, существует еще несколько продуктов эволюции звезд:
Нейтронная звезда. Звездные образования с массами порядка 1,5 солнечных и размерами, заметно меньшими белых карликов, порядка 10-20 км в диаметре. Плотность таких звезды может достигать 1000 000 000 000 плотностей воды. А магнитное поле во столько же раз больше магнитного поля земли. Такие звезды состоят в основном из нейтронов, плотно сжатых гравитационными силами. Часто такие звезды представляют собой пульсары.
Новая звезда. Звезды, светимость которых внезапно увеличивается в 10000 раз. Новая звезда представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и звезды-компаньона, находящейся на главной последовательности. В таких системах газ со звезды постепенно перетекает на белый карлик и периодически там взрывается, вызываю вспышку светимости.
Сверхновая звезда – это звезда, заканчивающая свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Вспышка при этом может быть на несколько порядков больше чем в случае новой звезды. Столь мощный взрыв есть следствие процессов, протекающих в звезде на последней стадии эволюции.
Двойная звезда – это две гравитационно связанные звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс. Иногда встречаются системы из трех и более звезд, в таком общем случае система называется кратной звездой. В тех случаях, когда такая звездная система не слишком далеко удалена от Земли, в телескоп удается различить отдельные звезды. Если же расстояние значительное, то понять, что перед астрономами двойная звезда удается только по косвенным признакам – колебаниям блеска, вызываемым периодическими затмениями одной звезды другою и некоторым другим.
Многообразие звезд во Вселенной неисчерпаемо, и возможно существуют еще звезды или продукты их эволюции, которые не вошли в эту классификацию. Наука не стоит на месте, впереди нас ждет еще много открытий.
Автор статьи: Михаил Карневский, Татьяна Сидорова Дата обновление: 21.02.2018 Перепечатка без активной ссылки запрещена!
Эволюция звёзд
» >
Самые яркие звезды
Вы можете приложить к своему отзыву картинки.
Источник
Жёлтый карлик
Жёлтый карлик — класс небольших звёзд главной последовательности, имеющих массу от 0,8 до 1,2 массы Солнца и температуру поверхности 5000—6000 K. Соответственно своему названию, по результатам фотометрии они имеют жёлтый цвет, хотя субъективно их цвет воспринимается человеком как наиболее чистый белый (более горячие звёзды будут восприниматься человеком как голубоватые или голубые). Основным источником их энергии является термоядерный синтез гелия из водорода. Самым известным жёлтым карликом является Солнце. Другие известные звёзды: Тау Кита, Альфа Центавра А, Альфа Северной Короны В, 51 Пегаса
Температура поверхности жёлтых карликов составляет 5000—6000 K, их спектральные классы G0V—G9V. Характеристика спектра: линии H и K кальция интенсивны; линия 4226 Ǻ и линия железа довольно интенсивны; многочисленные линии металлов; линии водорода слабеют к классу K; интенсивна полоса G.
Время жизни жёлтого карлика составляет в среднем 10 миллиардов лет. После того, как сгорает весь запас водорода, звезда во много раз увеличивается в размере и превращается в красный гигант. Примером такого типа звёзд может служить Альдебаран. Красный гигант выбрасывает внешние слои газа, образуя тем самым планетарные туманности, а ядро коллапсирует в маленький, плотный белый карлик.
Связанные понятия
Кори́чневые ка́рлики, или бу́рые ка́рлики («субзвёзды», или «химические звёзды»), — субзвёздные объекты (с массами в диапазоне от 0,012 до 0,0767 массы Солнца, или, соответственно, от 12,57 до 80,35 массы Юпитера). Как и в звёздах, в них идут термоядерные реакции ядерного синтеза на ядрах лёгких элементов (дейтерия, лития, бериллия, бора), но, в отличие от звёзд главной последовательности, вклад в тепловыделение таких звёзд ядерной реакции слияния ядер водорода (протонов) незначителен, и после исчерпания.
В списке приведены самые маломассивные звёзды, известные на сей день. По современным представлениям, граница между самыми лёгкими звёздами Главной последовательности и тяжёлыми коричневыми карликами проходит на уровне 80,35 масс Юпитера (или 0,0767 массы Солнца). Эта граница не является точной, так как начало протон-протонной реакции зависит от содержания в веществе звезды элементов тяжелее гелия (углерод, кислород, неон являются катализаторами протон-протонной реакции). Температура поверхности тоже.
Голубые карлики — гипотетический класс звёзд, эволюционирующий из красных карликов, звёзд по массе меньших, чем Солнце (менее 0,5 масс Солнца и вплоть до минимального порога масс звёзд).
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Бе́лые ка́рлики — проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара (максимальная масса, при которой звезда может существовать как белый карлик), лишённые собственных источников термоядерной энергии.
Гига́нт — тип звёзд со значительно бо́льшим радиусом и высокой светимостью, чем у звёзд главной последовательности, имеющих такую же температуру поверхности. Обычно звёзды-гиганты имеют радиусы от 10 до 100 солнечных радиусов и светимости от 10 до 1000 светимостей Солнца. Звёзды со светимостью большей, чем у гигантов, называются сверхгиганты и гипергиганты. Горячие и яркие звёзды главной последовательности также могут быть отнесены к белым гигантам. Помимо этого, из-за своего большого радиуса и высокой.
Пульсирующие белые карлики — один из типов пульсирующих переменных звёзд. Светимость этих белых карликов меняется из-за их нерадиальных пульсаций, вызванных волнами гравитации (gravity wave) (не гравитационными волнами!). У этих звёзд наблюдаются небольшие (1 % — 30 %) изменения светимости, которые получаются в результате наложения нескольких колебаний с периодами от сотен до тысяч секунд. Эти пульсации представляют интерес для астросейсмологии и дают информацию о внутреннем устройстве белых карликов.
103—106 раз (в среднем увеличение светимости — в
12 звёздных величин).
Чёрные ка́рлики — остывшие и вследствие этого не излучающие (или слабоизлучающие) в видимом диапазоне белые карлики. Представляют собой конечную стадию эволюции белых карликов в отсутствие аккреции.
Мириды — класс пульсирующих переменных звёзд, названный по имени звезды Мира из созвездия Кита. К этому классу относятся звезды поздних спектральных классов с изменениями блеска более чем на 2,5 звёздной величины в видимом диапазоне. Период их пульсации может составлять от 80 до 1000 дней. Мириды — гиганты, находящиеся на конечных этапах звёздной эволюции, которые в течение нескольких миллионов лет сбрасывают свою внешнюю оболочку и превращаются в белых карликов.
Карликовые новые или звезды типа U Близнецов (U Gem, UG) являются одним из видов катаклизмических переменных звёзд — тесной двойной звёздной системой, в которой один из компонентов — белый карлик, на который аккрецируется вещество со спутника. Они похожи на классические новые звёзды в том плане, что белый карлик участвует в периодических вспышках, но механизмы вспышек разные: в классических новых звёздах вспышка — результат термоядерной реакции и детонации аккрецировавшего водорода, в то время как.
Яркие голубые переменные (ЯГП; англ. Luminous blue variables, LBV), также известные как переменные типа S Золотой Рыбы (англ. S Doradus variables, SDOR) — очень яркие голубые пульсирующие гипергиганты, названные по звезде S Золотой Рыбы (S Dor) в Большом Магеллановом Облаке. Они показывают неправильные (иногда циклические) изменения блеска с амплитудой от 1m до 7m. Обычно, это самые яркие голубые звезды галактик, в которых они наблюдаются. Как правило, связаны с диффузными туманностями и окружены.
В списке приведены самые массивные звёзды, известные на сей день. Список упорядочен в порядке убывания массы звезды. За единицу измерения взята масса Солнца.
Планéта-океа́н — разновидность планет, состоящих преимущественно изо льда, скалистых пород и металлов (приблизительно в равных пропорциях по массе для упрощения модели). В зависимости от расстояния до родительской звезды могут быть целиком покрыты океаном жидкой воды глубиной до 100 км (точное значение зависит от радиуса планеты), на большей глубине давление становится столь велико, что вода не может более существовать в жидком состоянии и затвердевает, образуя такие модификации льда, как Лёд V.
Источник
Жёлтые карлики: от вспышки до угасания
Желтыми карликами именуются звезды, имеющие вес, сопоставимый с весом нашего Солнца(± 20%) , которое также является желтым карликом. Кроме массы учитывается и температура поверхности звезды, она должна быть в пределах 4700-5700 тыс. градусов Цельсия.
Разумеется, что в разных слоях звезды температура может очень резко различаться. Так например, солнечная корона прогревается сильнее, около 1,5 млн.°С.
Время жизни таких звезд обычно не превышает 8-12 млрд. лет и их эволюция проходит особенно, отличаясь от эволюции звёзд меньшего размера и веса или звёзд-гигантов. В состав желтых карликов входят в основном водород и гелий в пропорциях: 75 к 25-ти. На самом деле водорода чуть меньше, так как около 2% состава Солнца занимают металлы и различные газы.
Солнце, сфотографированное в рентгеновских лучах. Фото: NASA/SDO/AIA/S. Wiessinger, Public domain, через Викисклад
О том, как зарождаются такие звезды мы можем судить по исследованиям ученых. Так например, Солнце образовалось из газо-пылевого межзвездного облака, раскинувшегося в пределах 2-3 св. лет. Вероятно, что облако, давшее Солнцу материалы — это остатки звезд, существовавших ранее.
Если взять все время с момента образования Вселенной, то Солнце — это звезда третьего поколения. Первое и второе были гигантами и сверхгигантами, которые быстро сожгли свои запасы водорода и взорвались сверхновыми.
Рассмотрим ситуацию на примере Солнца
Когда с гигантами было покончено, то их остатки сформировались в межзвездные облака. Под действием сил гравитации материал сжимался, организуясь в центре будущей звезды более плотно. Уплотнение сопровождалось нагревом газа до того момента, пока температура не достигла критического максимума, спровоцировавшего термоядерную реакцию.
Далее произошел сильный взрыв, воспламенивший новообразованную звезду. Часть строительных материалов разметало на расстоянии 1 св. года от центра, из чего впоследствии образовались планеты. Таким было рождение нашей Солнечной системы, и можно предполагать, что схожим образом рождаются и другие желтые карлики.
» >