10 рекордсменов среди звезд
Перефразируя высказывание известного классика, можно сказать, что все счастливые звезды похожа одна на другую, а у самых невероятных из них и проблемы своеобразные. Вселенная полна звезд. Но даже среди всего этого неописуемого разнообразия встречаются образцы, достойные внимания.
Звезды-долгожители
Как долго может жить звезда? Для начала давайте определимся: под временем жизни звезды мы подразумеваем ее способность осуществлять ядерный синтез. Потому что «труп звезды» может долго висеть и после окончания синтеза.
Как правило, чем менее массивна звезда, тем дольше она будет жить. Звезды с наименьшей массой — это красные карлики. Они могут быть с массой от 7,5 до 50 процентов солнечной. Все, что менее массивно, не может совершать ядерный синтез — и не будет звездой. Современные модели предполагают, что самые мелкие красные карлики могут светить до 10 триллионов лет. Сравните это с нашим Солнцем, синтез в котором будет длиться приблизительно 10 миллиардов лет — в тысячу раз меньше. После синтеза большей части водорода, согласно теории, легкий красный карлик станет голубым карликом, а когда остатки водорода будут исчерпаны, синтез в ядре остановится, и карлик станет белым.
Самые старые звезды
Самая старая из наблюдаемых звезд — это SMSS J031300.36-670839.3. О ее открытии сообщили в феврале 2014 года. Ее возраст оценивается в 13,6 миллиарда лет, и это все еще не одна из первых звезд. Такие звезды еще не обнаружены, но они точно могут быть. Красные карлики, как мы отмечали, живут триллионы лет, однако их весьма сложно обнаружить. В любом случае, даже если такие звезды и есть, искать их — как иголку в стоге сена.
Самые тусклые звезды
Если мы ограничимся звездами, которые все еще в процессе синтеза, то самая низкая светимость — у красных карликов. Самой холодной звездой с самой низкой светимостью в настоящее время является красный карлик 2MASS J0523-1403. Чуть меньше света — и мы попадем в царство коричневых карликов, которые уже не являются звездами.
Еще могут быть остатки звезд: белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Насколько тусклыми они могут быть? Белые карлики чуть светлее, но остывают в течение долгого времени. Через определенное время они превращаются в холодные куски угля, практически не излучающие свет — становятся «черными карликами». Чтобы остыть, белым карликам нужно очень много времени, поэтому их пока просто нет.
Астрофизики пока не знают, что происходит с веществом нейтронных звезд, когда они остывают. Наблюдая за сверхновыми в других галактиках, они могут предположить, что в нашей галактике должно было сформироваться несколько сотен миллионов нейтронных звезд, однако пока была зафиксирована лишь малая часть от этого числа. Остальные должны были остыть настолько, что стали попросту невидимыми.
А что насчет черных дыр в глубоком межгалактическом пространстве, на орбите которых ничего нет? Они все еще выделяют немного излучения, известного как излучение Хокинга, но его не так много. Такие одинокие черные дыры, наверное, светятся меньше, чем остатки звезд. Существуют ли они? Возможно.
Самые яркие звезды
Самой яркой на сегодняшний день звездой (и самой массивной) считается светило R136a1. О ее открытии было объявлено в 2010 году. Это звезда Вольфа-Райе со светимостью примерно в 8 700 000 солнечной и массой в 265 раз большей, чем наша родная звезда. Когда-то ее масса составляла 320 солнечных.
R136a1 фактически является частью плотного скопления звезд под названием R136. По словам Пола Кроутера, одного из первооткрывателей, «планетам нужно больше времени для формирования, чем такой звезде — жить и умереть. Даже если бы там были планеты, никаких астрономов на них не было бы, потому что ночное небо было таким же ярким, как и дневное».
Самые крупные звезды
Наиболее известные красные сверхгиганты — это Альфа Антареса и Бетельгейзе, однако и они довольно малы по сравнению с самыми крупными. Найти самый большой красный сверхгигант — весьма бесплодная затея, потому что точные размеры таких звезд весьма трудно оценить наверняка. Самые крупные должны быть в 1500 раза шире Солнца, а может и больше.
Звезды с самыми яркими взрывами
Что вызывает взрывы гамма-лучей? Догадок масса. Сегодня большинство предположений сводится к взрывам массивных звезд (сверхновых или гиперновых) в процессе превращения в нейтронные звезды или черные дыры. Некоторые гамма-всплески вызваны магнетарами, своего рода нейтронными звездами с очень сильным магнитным полем. Другие гамма-всплески могут быть результатом слияния двух нейтронных звезд в одну или падения звезды в черную дыру.
Самые крутые бывшие звезды
Черная дыра — это то, что образуется, когда гравитация звезды достаточно сильная, чтобы преодолеть все другие силы и заставить звезду коллапсировать саму в себя до точки сингулярности. С ненулевой массой, но нулевым объемом такая точка в теории будет обладать бесконечной плотностью. Однако бесконечности в нашем мире встречаются редко, поэтому у нас просто нет хорошего объяснения тому, что происходит в центре черной дыры.
Черные дыры могут быть чрезвычайно массивными. Черные дыры, обнаруженные в центрах отдельных галактик, могут быть в десятки миллиардов солнечных масс. Более того, материя на орбите сверхмассивных черных дыр может быть очень яркой, ярче всех звезд галактик. Вблизи черной дыры могут быть также мощные джеты, движущиеся почти со скоростью света.
Самые быстродвижущиеся звезды
Были обнаружены и другие стремительные звезды. Они известны как гиперзвуковые звезды (hypervelocity stars), или сверхбыстрые звезды. По состоянию на середину 2014 года было обнаружено 20 таких звезд. Большинство из них, похоже, приходит из центра галактики. Согласно одной из гипотез, пара тесно связанных звезд (бинарная система) прошла рядом с черной дырой в центре галактики, одна звезда была захвачена черной дырой, а другая — выброшена с высокой скоростью.
Есть звезды, которые движутся еще быстрее. На самом деле, говоря в общем, чем дальше звезда от нашей галактики, тем быстрее она удаляется от нас. Это связано с расширением Вселенной, а не движением звезды в космосе.
Самые переменные звезды
По словам профессора астрофизики Коэля Хелье, самыми переменными из таких звезд являются катаклизмические, или взрывные, переменные звезды. Их яркость может увеличиваться на фактор 100 в течение дня, уменьшаться, снова увеличиваться и так далее. Такие звезды пользуются популярностью у астрономов-любителей.
Сегодня у нас есть хорошее понимание того, что происходит с катаклизмическими переменными звездами. Они представляют собой бинарные системы, в которых одна звезда — обычная, а другая представляет собой белый карлик. Материя обычной звезды падает на аккреционный диск, который вращается вокруг белого карлика. После того как масса диска будет достаточно высокой, начинается синтез, в результате чего наблюдается увеличение яркости. Постепенно синтез иссякает и процесс начинается снова. Иногда белый карлик разрушается. Вариантов развития хватает.
Самые необычные звезды
Как, например, объекты Торна-Житков. Названы они в честь физиков Кипа Торна и Анны Житков, которые впервые предположили их существование. Их идея заключалась в том, что нейтронная звезда может стать ядром красного гиганта или сверхгиганта. Идея невероятная, но… такой объект недавно был обнаружен.
Иногда две большие желтые звезды кружат настолько близко друг к другу, что независимо от материи, которая находится между ними, похожи на гигантский космический арахис. Известны только две такие системы.
Звезда Пшибыльского иногда приводится как пример необычной звезды, потому что ее звездный свет отличается от света любой другой звезды. Астрономы измеряют интенсивность каждой длины волны, чтобы выяснить, из чего состоит звезда. Обычно это не вызывает затруднений, однако ученые до сих пор пытаются понять спектр звезды Пшибыльского.
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
Самая большая и самая маленькая звезда во Вселенной
С Земли большинство звезд кажутся яркими точками, мало чем отличающимися друг от друга. Однако в реальности небесные светила могут очень сильно отличаться своими свойствами. В частности, различны размеры звезд. Какая же из них является самой большой, а какая – самой маленькой во Вселенной?
Самая большая звезда во Вселенной
Сразу скажем, что сегодня астрономы могут видеть очень малую долю звезд, находящихся в нашей Вселенной. Поэтому весьма вероятно, что истинный рекордсмен нам неизвестен. Однако из уже открытых звезд наибольшей принято считать гипергиганта UY Щита из созвездия Щита. Радиус этой звезды превышает 1,25 млрд км, что больше солнечного радиуса в 1700 раз!
Более того, UY Щита пульсирует, в результате чего радиус светила порой достигает 1900 радиусов Солнца. Если бы этот гигант располагался в центре Солнечной системы, то даже Юпитер оказался бы поглощен им. Объем звезды-рекордсмена настолько велик, что внутри него могли бы поместиться 5 млрд звезд размером в Солнце.
Поразительно, но масса UY Щита лишь в 10 раз превосходит солнечную. Это означает, что она обладает чрезвычайно низкой плотностью. Даже воздух Земли плотнее этого гипергиганта почти в миллион раз!
Надо заметить, что из-за законов эволюции звезд UY Щита, как и подобные ему гиганты, обречена на быструю смерть. В течение нескольких миллионов лет она эволюционирует до звезды Вольфа-Райе, после чего произойдет мощнейший взрыв, известный как вспышка сверхновой. В результате на месте бывшего гиганта останется лишь крошечная нейтронная звезда.
Самая массивная звезда
Как мы выяснили, UY Щита – это огромная, но относительно легкая звезда. Какое же светило отличается наибольшей массой? Это R136a1, расположенная в галактике Большое Магеллановое Облако на расстоянии 165 тыс. св. лет от нас. Масса звезды превышает солнечную в 315 раз. При этом диаметр R136a1 меньше диаметра UY Щита в 50 раз.
R136a1 удерживает ещё несколько рекордов. Это самая яркая звезда, известная на сегодня ученым. Она излучает в 10 млн раз больше света, чем Солнце. Температура на ее поверхности достигает 56 000 °С, что делает ее и самой горячей звездой.
Интересно, что ещё в 1924 г. астрофизики осознали, что существует некоторое верхнее предельное значение массы звезды. Сегодняшние расчеты показывают, что этот предел равен 150 солнечным массам. Получается, что R136a1 более в чем 2 раза тяжелее этого предела, то есть теоретически она просто не может существовать! Астрономы до сих пор не могут объяснить этот парадокс.
Наиболее правдоподобная версия гласит, что R136a1 сформировалась при слиянии нескольких крупных звезд, каждая из которых изначально была меньше предела в 150 масс Солнца.
Самая маленькая звезда во Вселенной
Существует не только верхний, но и нижний предел массы звезды. Он составляет порядка 0,075 масс Солнца. Если небесный объект легче этого предела, то внутри него просто не возникнут условия, достаточные для протекания ядерных реакций. Удалось ли астрономам найти звезды, близкие к этому теоретическому пределу?
В 2013 году была обнаружена звезда 2MASS J0523-1403, находящаяся всего в 40 св. годах от нас. Масса этого красного карлика оценивается в 0,08 масс Солнца, а радиус не превышает 60 000 км. Таким образом, 2MASS J0523-1403 уступает по размерам (но не по массе) даже Юпитеру, и лишь немного обгоняет Сатурн.
Температура поверхности этой мини-звезды составляет 2074 °К, что делает ее самой холодной звездой из всех известных нам. Ее светимость меньше солнечной почти в 8 тыс. раз, именно поэтому обнаружить столь близко расположенную к нам звезду смогли лишь недавно.
Нейтронные звезды
В астрономии известны объекты, которые называют нейтронными звездами. Их радиус составляет всего 10-20 км, зато по своей массе они могут превосходить Солнце! Это означает, что такие тела отличаются невероятной плотностью, которая превышает плотность вещества внутри атомов.
Нейтронные звезды обладают интересной структурой – вся их сердцевина (ядро) представляет собой плотно упакованные нейтроны, а сверху они прикрыты корой из ядер тяжелых элементов.
Проще говоря, вещество в нейтронных звездах сжато столь сильно, что оно сливается в один атом немыслимых размеров. Примечательна и скорость вращения нейтронных звезд – всего лишь за одну секунду они могут совершать сотни оборотов вокруг своей оси.
Возникает вопрос – почему же самой маленькой звездой во вселенной считается 2MASS J0523-1403 диаметром 60 000 км, если радиус нейтронных звезд не превышает 20 км? Дело в том, что на самом деле под звездой понимают небесное тело, внутри которого протекают термоядерные реакции. В нейтронной же звезде они не протекают, поэтому они и не являются настоящими звездами в строгом смысле этого слова.
Источник