Звезды гиганты и сверхгиганты, их открытие и эволюция
Одним из интереснейших видов небесных тел, по праву, являются звезды гиганты и сверхгиганты. Поэтому давайте вместе разберёмся, что они собой представляют.
На самом деле, звезда гигант — это светило, которое имеет большой радиус и сильную светимость . Кстати, суммарная энергия излучения подобных объектов может быть 10-1000 солнечной. Также они имеют размер 10-100 радиусов Солнца.
В действительности, некоторые названия светил ввёл астроном Эйнар Герцшпрунг при изучении их светимости . Между прочим, итогом его деятельности, наряду с Генри Расселом, стала диаграмма Герцшпрунга-Рассела . Которая, безусловно, имеет важное значение в теории звёздной эволюции .
К примеру, происхождение имени «звезды-гиганты» связано именно с этим астрономом. Ведь именно он, таким образом, отдельно выделил подобный гигантский тип светил в 1906 году.
Прежде всего, звезды гиганты имеют светимость выше главной последовательности , а сверхгигант по этому показателю преобладает над ними.
Потому как максимальное излучение находится на красной и инфракрасной спектральной области, их называют красными.
Как появляются звезды гиганты и сверхгиганты
Как известно, находясь на главной последовательности светило производит энергию благодаря реакциям, происходящим внутри ядра. То есть оно расходует водород. За счёт чего синтезируется гелий. Но он не участвует в термоядерных процессах.
А вот после того, как водородный запас иссякает, ядро сжимается и в ход идёт гелий. При его сгорании внешние слои, наоборот, расширяются. Следовательно, увеличивается температура и площадь излучаемой поверхности. В результате светимость повышается. Однако высвобождение энергии становится меньше, и поверхность уменьшается. Как следствие, она охлаждается. Правда, дальнейшую судьбу решает масса звёздного тела.
Эволюция светил малой массы
Например, если массивность меньше 0,35 массы нашего Солнца, то эволюционировать в гигантское светило не сможет. Скорее всего, его ждёт стадия голубого, а затем белого карлика.
При условии, что звезда имеет среднюю массу, а весь водород сгорит, ядро сожмётся. После этого начнётся горение водорода возле ядра. Что позволит внешним слоям расшириться и остыть. Причем светимость несколько увеличится.
Собственно говоря, объект, прошедший стадию главной последовательности , в котором ещё не горит гелий, относится к классу звезды субгиганты.
Возможно, что у светила масса гелиевого ядра увеличится до предела Чандрассекара. В таком случае, оно резко уплотнится и уменьшится. Либо ядро выродится, либо расширятся внешние слои. При последнем сценарии также возрастёт пространство конвективной зоны, а вещество перемешается. В итоге, тело станет красным гигантом.
Светила средней массы
Разумеется, массивность играет важную роль в развитии небесных тел, в том числе и звёзд. К примеру, учёные выявили как продолжают свою жизнь объекты с различными значениями по этой характеристике.
- С массой не более 0,4 солнечной, горение гелия не начинается. Тогда по окончании водорода внешняя оболочка сбрасывается. И образуется белый гелиевый карлик.
- При массе больше 0,4 нашего Солнца в ядре вспыхивает гелий. В то же время внутреннее давление падает, светимость снижается и светило переходит на, так называемую, горизонтальную ветвь эволюции.
- Когда масса несколько меньше 8 солнечных масс, а в ядре гелиевые ресурсы прекращаются, повышается углеродно-кислородное содержание. Далее ядро сжимается и вокруг запускается горение гелия. Причем перемешивание вещества приводит к росту размера и светимости. На этой стадии звёздный объект находится на асимптотической ветви с инертным центром. После чего он, спустя примерно миллион лет становится нестабильным, и формируется в углеродно-кислородный белый карлик .
Таким образом получается, что звезда прошедшая стадию красного гиганта называется белым карликом.
Большая масса
Что важно, при значениях больше 8 солнечных масс вслед за образованием углеродно-кислородного ядра в термоядерных реакциях начинает принимать участие и углерод. Между прочим, гелиевое сгорание запускается не вспышкой, а постепенно.
По данным учёных, в светилах с массивностью от 8 до 12 Солнца в дальнейшем возможно горение других, более тяжёлых элементов. Правда, в них железо ещё не горит.
Они проходят этапы эволюции по аналогии с представителями средних значений. Однако их светимость выше, а уцелевший белый карлик имеет другой состав. Если говорить точнее, он богат на кислород, магний и неон. В некоторых случаях может произойти взрыв сверхновой, но это очень редкое явление.
А вот при массе более 12 солнечных отмечается ещё более высокая светимость. Тогда их уже относят к сверхгигантам. В них синтез протекает с участием всё более тяжёлых элементов, вплоть до железа. Из-за чего образуется железное ядро, которое в последствии коллапсирует, то есть взрывается как сверхновая. В результате формируется нейтронная звезда или чёрная дыра.
Предел Шёнберга-Чандрасекара — максимальное значение ядерной массы, при котором в нём не происходят никакие ядерные реакции. Тогда оно не сможет поддерживать внешнюю оболочку.
Звезды гиганты, их названия и примеры
По данным астрономов, к гигантскому виду относят Арктур , Антарес , Поллукс и другие. Стоит отметить, что популярная звезда Альдебаран является сверхгигантом.
Например, гигантский красный представитель класса находится в созвездии Кита — это известная Мира . Или Тубан в созвездии Дракона , относящийся к белым светилам.
Конечно же, это не всё. На самом деле, их очень много и перечислять подряд, наверное, не имеет смысла.
Итак, мы узнали что собой представляют не только гигантские звезды, но и сверхгиганты.
Безусловно, каждая яркая звезда это не просто красивая оболочка. Характеристика любой из них очень любопытная, а также раскрывает совокупность свойств, жизненный путь. Более того, исследование отдельно взятого космического объекта или их групп играет важное значение для понимания того, как устроен наш мир.
За ней интересно наблюдать и изучать её особенности. Как много еще всего во Вселенной непостижимого и прекрасного!
Источник
10 крупнейших звезд во вселенной
Самой яркой звезде в ночном небе 200-300 миллионов лет. Сириус можно увидеть практически везде с поверхности Земли. Расстояние от Земли составляет около 8,6 световых лет. Он, примерно, в два раза массивнее Солнца и в 25 раз ярче Солнца. Сириус имеет радиус 1,2 миллиона км, что на 71% больше, чем радиус Солнца. Температура поверхности приблизительно 9650ºС
Оранжевая гигантская звезда, которая находится на расстоянии около 34 световых лет от Земли. Поллукс примерно в 9 раз больше, чем Солнце. Звезда тяжелее нашего светила, примерно, в 2 раза. Радиус составляет 5 564 000 км. Это самая яркая звезда в созвездии Близнецов. Температура поверхности составляет около 4 600ºС.
Арктур — красная гигантская звезда, которая является самой яркой звездой в созвездии Волопаса. Это четвертая самая яркая звезда в ночном небе, после Сириуса, Канопуса и Альфы Центавры. Расстояние от Земли составляет около 36,8 световых лет. Арктур примерно в 25 раз больше, чем Солнце, радиус составляет около 17 870 000 км. Арктуру около 7,1 миллиарда лет. Температура поверхности составляет примерно 4 000ºС. Она будет расширяться после того, как ее гелий будет исчерпан, отслаивается от своей внешней оболочки и становится белым карликом внутри планетарной туманности.
Альдебаран — оранжевая гигантская звезда, расположенная примерно в 65 световых годах в созвездии Тельца. Альдебаран примерно в 44,2 раза больше Солнца, радиус около 30 740 000 км. Температура поверхности приблизительно 3 600ºС. Альдебаран светит в 425 раз ярче Солнца.
Ригель — самая яркая звезда в созвездии Орион и седьмая самая яркая звезда в ночном небе. Примерно в 12 000 раз ярче Солнца. Ригель наиболее заметен зимними вечерами в северном полушарии, а летом — в южном. Расстояние от Земли составляет около 860 световых лет. Он примерно в 78 раз больше, чем Солнце, радиус составляет около 54 250 000 км. Температура поверхности приблизительно 10 750ºС.
Антарес является самой яркой звездой в созвездии Скорпиона, он в 850 раз больше Солнца и в 12 раз массивнее его. Если бы он был помещен в центр нашей Солнечной системы, то он не уместился бы в пределах орбиты Марса. Расстояние от Земли составляет около 550 световых лет. Он примерно в 57 500 раз ярче, чем Солнце. Ему около 12 миллионов лет и уже приближается к концу своей жизни. Ожидается, что он взорвется как сверхновая в течение следующих миллионов лет. Звезды с низкой массой, такие как наше Солнце, существуют в своей основной последовательности на протяжении нескольких миллиардов лет. Температура поверхности приблизительно 18 225ºС.
Бетельгейзе — это красный сверхгигант, который является девятой самой яркой звездой (самая яркая звезда в небе — Сириус) в ночном небе и второй самой яркой звездой в созвездии Ориона. Эта звезда находится в 640 световых лет от Земли и в 20 раз больше массы Солнца. Радиус Бетельгейзе составляет около 820 700 000 км. Ожидается, что красные гигант скоро закончат свою жизнь. Радиус в 1 200 раз больше, чем у нашего Солнца. Температура поверхности составляет около 3 325ºС.
Мю Цефея — красная сверхгигантская звезда в созвездии Цефея. Это одна из самых больших и светящихся звезд, известных в Млечном Пути. Расстояние до Мю Цефея составляет около 6 000 световых лет. Его масса в 20 раз больше солнечной. Он в 1 420 раз больше Солнца. Радиус составляет 988 036 000 км. Температура поверхности составляет примерно 3 410ºС. Мю Цефея приближается к смерти, т.к. находится в последней фазе своей жизни и может взорваться как сверхновая. Он, примерно, в 38 000 раз ярче Солнца.
Расположенный в созвездии Цефей, VV Цефея находится примерно в 4900 световых лет от Земли. Она также известный как HD 208816. Температура поверхности составляет примерно 3 325ºС. Эта красная гиперзвезда, по оценкам, имеет радиус больше солнечного в 1050 — 1100 раз. Диаметр звезды составляет 2 436 875 000 км.
1. VY Большого Пса
VY Большого Пса — красный гипергиант в созвездии Большого Пса. Это самая большая известная звезды по размеру, а также одна из самых ярких своего типа. Её радиус примерно в 1 540 раз больше, чем у Солнца, а масса в 25 раз больше массы нашего светила. VY Большого Пса примерно в 270000 раз ярче, чем Солнце. С таким размером он достиг бы орбиты Сатурна, если бы он был помещен в нашу Солнечную систему. Эта звезда находится в 4 900 световых лет от Земли.
Источник
10 крупнейших звёзд во вселенной
Звезды – массивная сфера плазмы, удерживаемая вместе гравитацией. Как вы знаете, ближайшей звездой Земли является Солнце в центре Солнечной системы. Имеет диаметр около 1,392,684 км. Однако, по сравнению со многими другими звездами, обнаруженными во Вселенной, наша звезда очень мала. Некоторые другие звезды видны с Земли ночью, появляясь в виде множества световых точек из-за огромного расстояния от них. Исторически самые известные звезды были сгруппированы в созвездия, а самые яркие звезды получили собственные имена. Ниже приведен список топ-10 крупнейших звезд известный во Вселенной:
10. Звезда Сириус
Самой яркой звезде в ночном небе 200-300 миллионов лет. Сириус можно увидеть практически везде с поверхности Земли. Расстояние от Земли составляет около 8,6 световых лет. Он, примерно, в два раза массивнее Солнца и в 25 раз ярче Солнца. Сириус имеет радиус 1,2 миллиона км, что на 71% больше, чем радиус Солнца. Температура поверхности приблизительно 9650ºС
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Тип
Расстояние
8,60 ± 0,04 св. года(2,64 ± 0,01 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
Радиус
1,7 радиусов Солнца
Температура
9. Звезда Поллукс
Оранжевая гигантская звезда, которая находится на расстоянии около 34 световых лет от Земли. Поллукс примерно в 9 раз больше, чем Солнце. Звезда тяжелее нашего светила, примерно, в 2 раза. Радиус составляет 5 564 000 км. Это самая яркая звезда в созвездии Близнецов. Температура поверхности составляет около 4 600ºС.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000)
Расстояние
33,7 ± 0,3 св. года(10,34 ± 0,09 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
1,7±0,4 масс Солнца
Радиус
8,0 радиусов Солнца
Возраст
Температура
Светимость
32 солнечной светимости
Металличность
Вращение
8. Звезда Арктур
Арктур – красная гигантская звезда, которая является самой яркой звездой в созвездии Волопаса. Это четвертая самая яркая звезда в ночном небе, после Сириуса, Канопуса и Альфы Центавры. Расстояние от Земли составляет около 36,8 световых лет. Арктур примерно в 25 раз больше, чем Солнце, радиус составляет около 17 870 000 км. Арктуру около 7,1 миллиарда лет. Температура поверхности составляет примерно 4000ºС. Она будет расширяться после того, как ее гелий будет исчерпан, отслаивается от своей внешней оболочки и становится белым карликом внутри планетарной туманности.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
36,7 ± 0,3 св. года(11,24 ± 0,09 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
Радиус
25,7 ± 0,3 радиусов Солнца
Возраст
Температура
Светимость
210 ± 10 светимости Солнца
Металличность
7. Звезда Альдебаран
Альдебаран – оранжевая гигантская звезда, расположенная примерно в 65 световых годах в созвездии Тельца. Альдебаран примерно в 44,2 раза больше Солнца, радиус около 30 740 000 км. Температура поверхности приблизительно 3 600ºС. Альдебаран светит в 425 раз ярче Солнца.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
65±1 св. лет(20±0,4 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
2,5±0,15 масс Солнца
Радиус
43 радиусов Солнца
Возраст
Температура
Светимость
150±0,00014 светимости Солнца
Металличность
6.Звезда Ригель
Ригель – самая яркая звезда в созвездии Орион и седьмая самая яркая звезда в ночном небе. Примерно в 12 000 раз ярче Солнца. Ригель наиболее заметен зимними вечерами в северном полушарии, а летом – в южном. Расстояние от Земли составляет около 860 световых лет. Он примерно в 78 раз больше, чем Солнце, радиус составляет около 54 250 000 км. Температура поверхности приблизительно 10 750ºС.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
860±80 св. лет(260±20 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
Радиус
74 радиусов Солнца
Возраст
Температура
Светимость
1.26+0.37
−0.29×10 5 светимости Солнца
Металличность
Вращение
5. Звезда Антарес
Антарес является самой яркой звездой в созвездии Скорпиона, он в 850 раз больше Солнца и в 12 раз массивнее его. Если бы он был помещен в центр нашей Солнечной системы, то он не уместился бы в пределах орбиты Марса. Расстояние от Земли составляет около 550 световых лет. Он примерно в 57 500 раз ярче, чем Солнце. Ему около 12 миллионов лет и уже приближается к концу своей жизни. Ожидается, что он взорвется как сверхновая в течение следующих миллионов лет. Звезды с низкой массой, такие как наше Солнце, существуют в своей основной последовательности на протяжении нескольких миллиардов лет. Температура поверхности приблизительно 18225ºС.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
600 св. лет (190 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
12,4 масс Солнца
Радиус
400±5,2 радиусов Солнца
Температура
Светимость
57 500 светимости Солнца
Вращение
4. Звезда Бетельгейзе
Бетельгейзе – это красный сверхгигант, который является девятой самой яркой звездой (самая яркая звезда в небе – Сириус) в ночном небе и второй самой яркой звездой в созвездии Ориона. Эта звезда находится в 640 световых лет от Земли и в 20 раз больше массы Солнца. Радиус Бетельгейзе составляет около 820 700 000 км. Ожидается, что красные гигант скоро закончат свою жизнь. Радиус в 1200 раз больше, чем у нашего Солнца. Температура поверхности составляет около 3325ºС.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
≈ 724±133 св. лет (≈ 222 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
1,531E31 кг, 13-17 масс Солнца
Радиус
950 — 1200 радиусов Солнца
Возраст
Температура
Светимость
40 000—100 000
(болометрическая) светимости Солнца
3. Звезда Mю Цефея
Mю Цефея – красная сверхгигантская звезда в созвездии Цефея. Это одна из самых больших и светящихся звезд, известных в Млечном Пути. Расстояние до звезды Mю Цефея составляет около 6000 световых лет. Его масса в 20 раз больше солнечной. Он в 1420 раз больше Солнца. Радиус составляет 988 036 000 км. Температура поверхности составляет примерно 3 410º С. Звезда Mю Цефея приближается к смерти, т.к. находится в последней фазе своей жизни и может взорваться как сверхновая. Звезда, примерно, в 38 000 раз ярче Солнца.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
5255,12 св. года(1612,89 пк)
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
Радиус
650 – 1420 радиусов Солнца
Возраст
Температура
Светимость
350000 светимости Солнца
2. Звезда VV Цефея
Расположенная в созвездии Цефей, звезда VV Цефея находится примерно в 4 900 световых лет от Земли. Она также известна как HD 208816. Температура поверхности составляет примерно 3 325º С. Эта красная гиперзвезда, по оценкам, имеет радиус больше солнечного в 1050 – 1100 раз. Диаметр звезды составляет 2 436 875 000 км.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
Видимая звёздная величина (V)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
1. Звезда VY Большого Пса
VY Большого Пса – красный гипергиант в созвездии Большого Пса. Это самая большая известная звезды по размеру, а также одна из самых ярких своего типа. Её радиус примерно в 1540 раз больше, чем у Солнца, а масса в 25 раз больше массы нашего светила. VY Большого Пса примерно в 270 000 раз ярче, чем Солнце. С таким размером он достиг бы орбиты Сатурна, если бы он был помещен в нашу Солнечную систему. Эта звезда находится в 4900 световых лет от Земли.
Наблюдательные данные
(Эпоха J2000.0)
Расстояние
Видимая звёздная величина (V)
7,9607 (варьирует от 6,5 до 9,6)
Созвездие
Физические характеристики
Масса
17 ± 8 масс Солнца
Радиус
1420 ± 120 радиусов Солнца
Температура
Светимость
270,000 светимости Солнца
Свойства
Ещё недавно это были крупнейшие известные звезды во Вселенной, но наука не стоит на месте. Были обнаружен звезды, которые с лёгкостью вытеснят из топ-10 крупнейшие звезды известные человечеству до сих пор. Итак, представляем кандидатов…
R136A1 – самая массивная и яркая звезда во вселенной
R136A1 – гипергигант с радиусом около 24 миллиона км, который примерно в 35 раз больше Солнца. По оценкам, масса звезды примерно в 265 раз больше массы Солнца, что делает его самой массивной из известных звезд.
R136A1 – невероятно горячая звезда с расчетной температурой поверхности около 53000º С, что почти в 10 раз горячее Солнца. Кроме того, это самая яркая звезда из когда-либо обнаруженных, она почти в 9 миллионов раз ярче Солнца.
| Физические характеристики | |
|---|---|
| Масса | 315 M Солнца |
| Радиус | |
| Температура | 53000 ± 3000º С |
| Светимость | ≈ 8,7⋅10 6 L Солнца |
Вестерлунд 1-26 (W26)
Вестерлунд 1-26 или W26 – это красный сверхгигант или красный гипергигант на окраине скопления Вестерлунд 1. Это одна из самых больших известных звезд, обнаруженных до сих пор. Хотя ее радиус не определен, но вычисляется между 1 530 – 2 550 солнечными радиусами (1,06×10 9 – 1,77×10 9 км или 7,1–11,9 а.е.), что соответствует объему между 3,6–16,6 млрд раз больше, чем Солнце. Если предполагать, что оценка верна, то поместив звезду в центр Солнечной системы, ее фотосфера поглотит орбиту Сатурна.
Звезда W26 в 320 000 – 380 000 раз ярче и в 1 550 раз больше нашего Солнца. Температура на поверхности звезды от 3 200 до 3 400º С. Эти параметры делают W26 одним из самых ярких красных сверхгигантов, а также сходны с оценками с другой известной красной гипергигантской звезды VY Большого Пса.
Источник