Звезды: свет Вселенной
Звезды — предмет исследования астрономии. Звезда представляет собой массивный шар из раскаленного газа, точнее, плазмы, излучающий свет. Ее вещество удерживается внутренним давлением и собственными гравитационными силами звезды. В недрах этих космических объектов происходит термоядерная реакция, или же она происходила ранее. Звезды нередко называют главными телами Вселенной, потому что именно они заключают в себе наибольшую массу светящегося вещества в природе.
Звезда формируется в результате гравитационного сжатия газопылевого облака, состоящего в основном из водорода и гелия. У подавляющего большинства звезд энергия выделяется в результате превращения водорода в гелий. Самая близкая к нам звезда — Солнце. Ближайшая к нему — Проксима Центавра. Ее отделяют от центра Солнечной системы 4,2 светового года. Это расстояние приблизительно составляет 39 триллионов км.
Звезды классифицируют по их спектру. Согласно спектральным линиям поглощения и излучения, звезде присваивается тот или иной класс. Кроме того, в классификацию звезды входит основная звездная величина, а также переменность или ее отсутствие. Класс звезд пишется так: сначала буквенное обозначение основного спектрального класса, потом арабскими цифрами — спектральный подкласс, потом римскими цифрами — класс светимости (номер области на диаграмме Герцшпрунга—Рассела) и, наконец, дополнительная информация. Например, звезда может быть переменной, то есть менять светимость. Наше Солнце — звезда самая обычная, ее класс — G2V.
В 1910 г. Эйнар Герцшпрунг и Генри Рассел независимо друг от друга создали диаграмму, на которую нанесли звезды. Они учли абсолютную звездную величину, спектральный класс, светимость и температуру поверхности. Оказалось, что большинство звезд группируется вокруг неширокой кривой — так называемой главной последовательности. На ней звезда находится большую часть своей жизни, пока водород в ее недрах превращается в гелий. Наше Солнце тоже находится на главной последовательности.
На диаграмме есть также звезды-гиганты, в которых горят гелий и более тяжелые элементы, и белые карлики — звезды, в которых термоядерные реакции уже прекратились.
Звезда остается на главной последовательности, пока в ней горит водород. Как только он заканчивается, загораются углерод и кислород, звезда теряет массу и увеличивает атмосферу. В зависимости от изначальной массы она заканчивает жизнь по-разному: как белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра. В двух последних случаях перед этим происходит взрыв сверхновой. Солнце ждет судьба белого карлика. Произойдет это примерно через 4 млрд лет.
Можно ли сосчитать звезды?
По крайней мере, видимые с Земли невооруженным взглядом звезды вполне возможно сосчитать. На небе при хорошей остроте зрения можно разглядеть примерно по 3000 звезд в каждом полушарии — всего 6000. Разумеется, в мощные телескопы можно увидеть гораздо больше.
В нашей галактике Млечный Путь насчитывается свыше 200 млрд звезд.
Самые яркие
- Самая яркая звезда во Вселенной — голубая звезда UW СМа.
- Самая яркая звезда на видимом небосклоне—Денеб.
- Самая яркая из ближайших звезд — Сириус.
- Самая яркая звезда в Северном полушарии — Арктур.
- Самая яркая звезда на нашем северном небе — Вега.
Межзвездные расстояния
Световой год — расстояние, которое свет проходит за год, — 9,46 • 10 15 м.
Астрономическая единица — расстояние от Земли до Солнца, примерно 150 млн км.
Парсек — это расстояние, с которого отрезок длиной в одну астрономическую единицу, перпендикулярный лучу зрения, будет виден под углом в одну угловую секунду. Это расстояние составляет 3,2616 светового года.
Когда взорвется Бетельгейзе?
Бетельгейзе, яркая звезда в левом плече созвездия Ориона, такая большая, что если бы она оказалась на месте нашего Солнца, то поглотила бы Меркурий, Венеру, Землю, Марс и Юпитер.
В диаметре эта звезда больше Солнца в 1000 раз. По мнению некоторых ученых, она должна взорваться в ближайшие 2000—3000 лет. На пике взрыва, который продлится не менее двух месяцев, светимость Бетельгейзе будет в 1050 раз превышать солнечную, благодаря чему наблюдать за ее гибелью с Земли можно будет даже невооруженным взглядом.
Источник
Почему светят звезды? Описание, фото и видео
Как можно вспомнить из школьного курса природоведения, звезды – это объекты, которые обладают способностью излучать собственный свет. В отличие от них другие небесные тела, такие как планеты, спутники, астероиды и кометы видны на небосводе за счет отраженного света, они не обладают собственным свечением. Исключение составляют только метеориты, попавшие в атмосферу Земли, падающие за счет силы ее тяготения. Они сгорают частично или полностью в процессе падения из-за трения о частицы воздуха, и светятся за счет этого.
Но почему же звезды светятся? Это интересный вопрос, на который астрономы готовы дать исчерпывающий ответ.
История изучения звезд и их свечения
На протяжении длительного отрезка времени астрономы не могли прийти к единому мнению касаемо природы звездного света. Этот вопрос порождал многочисленные споры на протяжении многих веков. Споры эти носили не только научный характер – на заре цивилизации люди строили многочисленные мифы, легенды и религиозные догадки, объясняющие наличие звезд на небе и их свечение. Точно так же создавались легенды и бытовые объяснения других астрономических явлений, наблюдаемых на небе – комет, затмений, движения светил.
С развитием астрономии была выяснена ошибочность таких выводов, и звезды стали исследовать заново – как и Солнце. Впоследствии удалось прояснить, что Солнце – это тоже звезда. Современные ученые классифицируют ближайшее к нам светило как красный карлик. Однако природа свечения Солнца и других звезд порождала массу споров до самого последнего времени.
Теории, объясняющие свечение звезд
В 19 веке многие ученые умы полагали, что на звездах происходит процесс горения – точно такой же, как в любой земной печке. Но эта теория совершенно не оправдала себя. Сложно представить, какой объем горючего должен быть на звезде, чтобы она могла дарить тепло на протяжении миллионов лет. Поэтому данная версия не заслуживает рассмотрения. Химики полагали, что на звездах происходят экзотермические реакции, которые обеспечивают мощное выделение больших объемов тепла.
Но физики не согласятся с таким объяснением, по той же причине, что и с процессом горения. Запасы веществ, вступающих в реакцию, должны быть огромными, чтобы поддерживать свечение звезд и их способность дарить тепло.
После открытий Менделеева ситуация вновь изменилась, поскольку наступила эра изучения радиации и радиоактивных элементов. На тот момент тепло и свет, порождаемый звездами и Солнцем, безоговорочно отнесли к реакциям радиоактивного распада, эта версия стала общепризнанной на десятилетия. Впоследствии ее многократно дорабатывали.
Современное мнение ученых о причинах звездного свечения
Современные ученые полностью убеждены в том, что ядерный синтез, происходящий в ядрах звезд, способен обеспечить выделение того объема энергии, который ежесекундно испускает каждая звезда. Данный процесс способен обеспечить свечение и выделение тепла в огромных объемах на протяжении миллиардов лет.
Поэтому теория считается общепринятой. Энергия из недр проходит в газовые оболочки звезды, откуда происходит ее излучение вовне. В кругах астрономов бытует мнение, что на продвижение энергии из недр звезды к ее поверхности уходят десятки, сотни тысяч лет – это отнюдь не мгновенный процесс. Поэтому звезда может еще долго светить даже после того, как синтез в ее недрах прекращается из-за нехватки изначальных химических элементов.
Ядерный синтез Солнца
Свет от любой из звезд доходит до поверхности Земли тоже не мгновенно. Даже от Солнца, ближайшей к нашей планете звезды, он идет около 8 минут. Следующая по близости к нашей планете звезда – это проксима Центавра. Для того, чтобы свет дошел от нее до Земли, требуется более четырех лет.
Свет от далеких звезд идет еще дольше – тысячи, десятки и сотни тысяч лет. Видимый сегодня небосвод – это своего рода отражение прошлого, уже погибшая звезда может казаться нам существующей до тех пор, пока свет от нее остается в пути. Возможно, что ряда звезд, которые удается видеть каждую ночь на небосводе, уже давно нет, но люди продолжают их наблюдать за счет того, что находящееся в пути свечение еще не иссякло.
Таким образом, звезды светятся за счет ядерного синтеза, происходящего в их недрах. Этот процесс обеспечивает выделение огромных объемов энергии ежесекундно, топлива же в недрах звезды хватает на миллионы лет. Когда необходимые для поддержания ядерного процесса элементы иссякают, звезда способна светиться на протяжении еще довольно длительного срока. Затем она трансформируется, а потом и вовсе разрушается, образуя туманность из распыленных газов, черную дыру или иной объект. Но пока звезда излучает энергию – она живет.
Почему светят звезды – интересное видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Почему звезды светятся и почему их не видно днем
Почему звезды светятся: Pixabay
Почему звезды светятся? Почему некоторые из них такие яркие на ночном небе, а другие едва заметны? От чего зависит цвет звезды? Современной науке удалось ответить на все эти и многие другие вопросы, касающиеся далеких небесных тел. Сегодня об этом может узнать каждый.
Что такое звезды
Звезды — основные небесные тела наравне с планетами и спутниками. От последних они отличаются тем, что излучают свет, а не просто отражают его. Ежедневно мы наблюдаем за самой большой звездой в нашей системе — за Солнцем. Именно его свет и тепло сделали возможной жизнь на Земле.
Что такое звезды на небе? Огромные межзвездные облака из светящихся разреженных газов называют газовыми диффузными туманностями. В их состав входит главным образом водород, кислород, гелий и азот. Такие газовые (или диффузные) туманности — колыбель для молодых звезд, которые рождаются так же, как некогда родилась наша Солнечная система.
Коридор затмений 2021: чего ожидать и опасаться
Таким образом, звезда в небе — шарообразное скопление газов, удерживающее форму с помощью сил гравитации, а также излучающее свет. Ее основные составляющие — газы (в большинстве случаев гелий и водород) с твердыми минеральными частицами.
Звезды на небе ученые классифицировали и выделили такие группы:
- Коричневые карлики. Эти звезды постоянно угасают, их термоядерные реакции уже не способны на компенсацию растраченной энергии.
- Белые карлики. Для этих звезд характерна малая масса, газы постепенно покидают их поверхность, образуя звездный ветер.
- Красные гиганты. У этих светил сравнительно низкая температура, но большая светимость.
- Переменные звезды, которые меняют свой блеск.
- Звезды Вольфа-Рея. У них высокая температура и светимость, а вместе с водородом и гелием в их составе есть кислород, азот и углерод.
- Новые, периодически вспыхивающие звезды.
- Сверхновые, яркость которых меняется резко и внезапно.
- Гиперновые, рожденные после взрыва массивной звезды, которая истощила свою энергию и топливо.
Парад планет: что это, чего ожидать от явления
Основными параметрами, по которым предсказывают физические характеристики звезд, считаются их масса и химический состав.
Почему светят звезды
Почему звезды светятся: Freepick
Звезда рождается из скопления газов, которые сжимает собственная гравитация. Во время этого процесса:
- происходит выделение тепла;
- температура постепенно растет;
- формируется ядро звезды.
Вместе с колоссальным объемом тепловой энергии происходит световое излучение. Частично этот свет достигает Земли, и именно это явление мы наблюдаем, когда видим звезды ночью.
Таким свойством наделены исключительно звезды. Когда мы видим спутник нашей планеты Луну или планету Венеру, то они всего лишь отражают свет других звезд. И только последние — это самостоятельные объекты светового излучения, связанного с выбросом энергии.
Жизнь звезд такова:
Магнитные бури: что это, как они влияют на человека
- Когда температура рядом с ядром составляет миллионы градусов, сжатие замедляется. Это начало полноценной жизни звезды, которая может продлиться миллионы лет. В течение этого времени в ее ядре водород будет превращаться в гелий.
- Как только топливо израсходуется, температура упадет, а светимость будет расти до превращения звезды в красного карлика.
- При слишком большой массе ядра начинается процесс сжатия, в результате которого звезда становится черной дырой.
Процесс звездообразования непрерывен, и звезды продолжают возникать и сегодня.
Почему звезды не видно днем
Идеальным временем для наблюдения за звездным небом считается последний летний месяц. В темные вечера прозрачный августовский воздух дает возможность насладиться невероятным зрелищем. Кроме того, в это время часто происходят звездопады.
Ретроградный Меркурий: что о нем надо знать
У каждой звезды есть свой жизненный цикл. На разных этапах ее свет меняется. Чем ближе конец существования, тем холоднее становится звезда. Ее можно узнать по пульсирующему мерцающему свечению.
Днем звезды тоже светят так же, как и по ночам. Но их далекий свет затмевается солнечным — светом самой близкой к нам звезды. Ночью этот «занавес» словно открывается, и тогда мы наблюдаем за удивительными космическими красотами: планетами, созвездиями, туманностями и другими элементами Вселенной.
Интересно, что у каждой звезды свой цвет. Известны голубые, белые, оранжевые звезды и даже такие, которые переливаются разными оттенками. Это объясняется разной температурой газов, которые входят в их состав. Так, самые горячие звезды голубые, за ними следуют белые. Немного менее теплые — желтые, а самые холодные — оранжевые и красные.
Есть ли жизнь на других планетах: научные обоснования
Откуда звезды берут энергию
Звездное небо: Freepick
Чтобы ответить на этот вопрос, надо вернуться к тому, из чего состоит звезда. Большая ее часть — водород, который прекрасно горит с выделением энергии. Но для этого ведь нужен кислород, которого в звезде нет. Как же происходит «звездное горение»?
Горение — химический процесс своеобразной перетасовки атомов между молекулами, в ходе которого выделяется тепловая энергия. Чудовищный жар в звездных недрах делает невозможным существование молекул, они распадаются, а их составные части (атомы, ядра) перетасовываются. Так происходит образование новых химических атомов с другими химическими свойствами. Это так называемые ядерные реакции.
Согласно исследованиям ученых-физиков, источник звездной энергии заключается в непрерывном образовании атомов гелия из атомов водорода:
Есть ли жизнь на Марсе: пояснения, теории
- Каждый атом гелия имеет вес в четыре раза больше, чем у атома водорода.
- Но получить его путем простого складывания четырех атомов водорода не получится.
- Прежде чем это произойдет, совершается целый ряд превращений, в процессе которых происходит также выделение и потеря энергии.
- По этой причине масса нового атома гелия немного меньше, чем масса четырех атомов водорода. Благодаря этой разнице звезда живет.
Что же происходит при старении и выгорании звезды? Водород становится гелием, а гелий может превратиться в более тяжелый элемент. Так и происходит непрерывное изменение химического состава Вселенной. Отсюда можно сделать вывод и о том, что в момент рождения нашей Вселенной в ней преобладал водород.
Рыбы — знак зодиака: дата, характеристика, совместимость
Со временем количество тяжелых элементов становится больше, чем количество водорода. Часть вещества звезды с этими элементами уходит в межзвездную газовую среду. Чем меньше остается топлива, тем сложнее звезде поддерживать свою жизнедеятельность и все так же ярко светить. После израсходования запасов водорода жизненный цикл светила завершается.
Вот мы и ответили на вопрос, почему звезды светятся. Физики занимались этой загадкой в течение нескольких веков, выдвигали гипотезы, которые потом опровергали, но все же нашли ответ. Нет сомнений, что в будущем нас ждет еще много интересных астрономических открытий.
Узнавайте обо всем первыми
Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.
Источник