Интересные факты о звездах. Как рождаются звезды? Созвездия и звезды на небе

Показывающая, как звёзды различаются по цвету и размеру. Предоставлено: Wikipedia Commons.

Звезда есть звезда, верно? Конечно, существуют некоторые различия с точки зрения цвета, когда вы смотрите на ночное небо. Но они все, в принципе, одинаковые большие шары сжигающегося газа, в миллионах, миллиардах световых лет от нас, верно? Ну, не совсем. По правде говоря, звёзды также разнообразны, как и всё в , сводясь к одной из многих классификаций, основанных на их характерных особенностях.

В целом, существует много различных типов звёзд от крошечных до красных и голубых сверхгигантов. Есть ещё более странные виды звёзд, как нейтронные звёзды и звёзды Вольфа-Райе, и теоретические . И поскольку исследование Вселенной нами продолжается, мы продолжаем изучать о звёздах всё, что заставляет нас расширять наше мировоззрение. Давайте рассмотрим различные типы звёзд.

Протозвезды:

Протозвезда - это то, что бывает перед образованием самой звезды. Протозвезда - это объект, состоящий из газа, который коллапсировал из гигантского молекулярного облака. Фаза звёздной эволюции - протозвезда - длится около 100 000 лет. С течением времени, гравитация и давление увеличиваются, заставляя звезду коллапсировать (сжиматься). Всё энерговыделение протозвезды исходит только от нагревания, вызванного гравитационным сжатием - термоядерные реакции пока ещё не начались.

График размеров, показывающий (слева) в сравнении с известными огромными звёздами. Предоставлено: earthspacecircle.blogspot.ca.

Звёзды Т Тельца:

Звезда Т Тельца - это этап формирования и эволюции звезды прямо перед тем, как стать звездой главной последовательности. Эта фаза наступает в конце фазы протозвезды, когда гравитационное давление, сдерживающее звезду вместе, является источником всей её энергии. Звёзды Т Тельца не имеют достаточного давления и температуры в своих ядрах, чтобы запустить термоядерный синтез, но они не похожи на звёзды главной последовательности ещё и тем, что ярче них, потому что больше них. Звёзды Т Тельца имеют большие зоны покрытия солнечными пятнами, и они имеют интенсивные рентгеновские вспышки и чрезвычайно мощные звёздные ветра. Звёзды находятся в стадии Т Тельца около 100 миллионов лет.

Звёзды главной последовательности:

Белый карлик:

Когда звезда полностью исчерпает водородное топливо в своём ядре, она испытает нехватку массы, чтобы в термоядерных реакциях перерабатывать более тяжёлые элементы, и войдёт в фазу белого карлика. Давление света наружу от термоядерных реакций прекратится, и звезда коллапсирует (сожмётся) под действием собственной гравитации. Белый карлик светит только потому, что когда-то он был горячей звездой, но так как термоядерных реакций в нём больше не происходит, он остывает до фоновой температуры Вселенной. Этот процесс займёт сотни миллиардов лет, так что белые карлики фактически ещё не сильно остыли.

Красный карлик:

Красные карлики - это один самых распространённых типов звёзд во Вселенной. Это звёзды главной последовательности, но они имеют так мало массы, что гораздо холоднее, чем наше Солнце. Но их особенность в другом. Красные карлики умеют сохранять водородное топливо, перемешивая его в своём ядре, и поэтому они могут экономить своё топливо гораздо больше других звёзд. Астрономы считают, что некоторые из красных карликов могут сжигать топливо до 10 триллионов лет. Самые маленькие красные карлики имеют примерно 0,075 солнечных масс, и их масса может достигать половины массы Солнца.

- это сверхгиганты. Это монстры с массой в десятки раз больше массы Солнца. В отличие от относительно стабильной звезды Солнца, сверхгиганты потребляют своё водородное топливо с невероятной скоростью, и всё их топливо полностью израсходуется за несколько миллионов лет. Сверхгиганты живут быстро и умирают молодыми, взрываясь в сверхновых; полностью уничтожая себя в процессе.

Как видите, звёзды имеют много размеров, цветов и видов. Знание того, чем это объясняется, и как выглядят разные этапы , важно, когда дело доходит до понимания нашей Вселенной. Это также помогает, когда речь заходит о наших непрерывных усилиях по изучению местного звёздного соседства, не говоря уже об !

Название прочитанной вами статьи "Какие бывают типы звёзд?" .

Звезды были всегда привлекательны для человека. Когда-то в древние времена они были объектом поклонения. А современные исследователи на основании изучения этих небесных тел смогли предсказать, как Вселенная будет существовать в будущем. Звезды привлекают человека своей красотой, таинственностью.

Ближайшая звезда

В настоящее время уже собрано большое количество интересных фактов о звездах. Пожалуй, каждому читателю будет любопытно узнать, что ближайшим небесным телом данной категории по отношению к Земле является Солнце. Звезда находится на расстоянии в 150 млн км от нас. Солнце классифицируется астрономами как желтый карлик, по научным меркам оно является звездой средней величины. Ученые предполагают, что солнечного топлива хватит еще на 7 млрд лет. А вот когда оно закончится, то наша звезда быстро превратится в красного гиганта. Размеры Солнца будут увеличены во много раз. Оно поглотит ближайшие планеты - Венеру, Меркурий, а возможно и Землю.

Формирование светил

Еще один интересный факт о звездах заключается в том, что все светила имеют одинаковый химический состав. Все звезды содержат в себе те же вещества, из которых состоит вся Вселенная. В значительной степени они созданы из одного и того же материала. Например, Солнце на 70 % состоит из водорода и на 29 % из гелия. С вопросом о составе светил тесно связано и то, как рождаются звезды. Как правило, процесс появления звезды начинается в газовом облаке, состоящем из холодного молекулярного водорода.

Постепенно оно начинает все больше сжиматься. Когда сжатие происходит по частям, фрагментированно, из этих кусков и образуются звезды. Материал все больше уплотняется, собираясь в шар. При этом он продолжает сжиматься, ведь на него действуют силы собственной гравитации. Этот процесс происходит до той поры, пока температура в центре не станет способна запустить процесс ядерного синтеза. Исходный газ, из которого состоят все звезды, был изначально сформирован во время Большого Взрыва. На 74 % это водород, а на 29 % - гелий.

Влияние противоположных сил в звездах

Мы рассмотрели, как рождаются звезды, однако не менее интересны и те законы, которые управляют их жизнью. Каждое из светил будто находится в конфликте с самим собой. С одной стороны, они обладают гигантскими массами, вследствие чего звезда постоянно сжимается под силой тяжести. С другой стороны, внутри светила находится раскаленный газ, который оказывает огромное давление. Процессы ядерного синтеза вырабатывают огромное количество энергии. Прежде чем попасть на поверхность звезды, фотоны должны пройти через все ее слои - иногда этот процесс занимает до 100 тыс. лет.

Те, кто хотят знать все о звездах, наверняка заинтересуются, что происходит со светилом в течение его жизни. Когда оно становится более ярким, то постепенно превращается в красного гиганта. Когда же процессы ядерного синтеза внутри светила прекращаются, то уже ничто не может сдержать давление тех слоев газа, которые ближе к поверхности. Звезда разрушается, преобразуюсь в белого карлика или черную дыру. Вполне возможно, что те светила, которые мы имеем возможность наблюдать на ночном небосклоне, уже давно не существуют. Ведь они расположены очень далеко от нас, и чтобы свет достиг Земли, требуются миллиарды лет.

Самая большая звезда

Немало интересных фактов о звездах можно узнать, изучая загадочный мир Вселенной. Глядя на ночное небо, усыпанное яркими светилами, легко почувствовать себя крошечным. Самая большая звезда находится в Она называется UY Щита. С самого момента своего открытия она считается самой большой, превзойдя таких гигантов, как Бетельгейзе, VY Большого Пса. Размер ее радиуса в 1700 раз превышает солнечный и составляет 1 321 450 000 миль.

Если поставить это светило вместо Солнца, то первое, что оно сделает - это уничтожит пять ближайших планет и выйдет за пределы орбиты Юпитера. Этот факт может положить в свою копилку знаний каждый, кто хотел бы знать все о звездах. Есть астрономы, которые считают, что UY Щита могла бы добраться даже до Сатурна. Можно только порадоваться тому, что расположена она на расстоянии в 9500 световых лет от Солнечной системы.

Двойные системы звезд

Светила на небосклоне образовывают между собой различные скопления. Они могут быть густыми или же, наоборот, рассеянными. Одним из первых достижений в астрономии, которое произошло после изобретения было открытие двойных звезд. Оказывается, светила, как и люди, предпочитают образовывать между собой пары. Первым из таких дуэтов была пара Мицар в созвездии Большой Медведицы. Открытие принадлежит итальянскому астроному Ричолли. В 1804 году астроном В. Гершель составил каталог с описанием 700 двойных звезд. Считается, что большая часть таких светил расположена в галактике Млечный путь.

Желающие узнать все о звездах могут заинтересовать определением двойной звезды. По сути это два светила, которые обращаются по одной и той же орбите. У них один центр масс, и эти звезды связаны между собой гравитационными силами. Интересно, что помимо двойных, во Вселенной существуют системы из трех, четырех, пяти и даже шести членов. Последние встречаются очень редко. Пример - это Кастор, основная Состоит он из 6 объектов. Двойной спутник вращается по орбите вокруг пары светил, также являющихся парными.

Зачем нужно группировать светила в созвездия

Продолжаем рассматривать самые интересные факты о звездах. Вся разбита на особые участки. Они и называются созвездиями. В древности люди называли созвездия названиями животных - например, Лев, Рыба, Змея. Также были распространены и названия различных мифологических героев (Орион). В настоящее время астрономы также используют данные названия для того, чтобы обозначить один из 88 участков огромного неба.

Созвездия и звезды на небе нужны для того, чтобы облегчить поиск различных объектов. Также на картах созвездий обычно обозначается и эклиптика - пунктирная линия, которая обозначает траекторию движения Солнца. 12 созвездий, которые расположены вдоль этой линии, получили название Зодиакальных.

Самая близкая звезда к Солнечной системе

Ближайшее к нам светило - это альфа Центавра. Данная звезда очень яркая, она похожа на наше Солнце. По размерам она немного уступает ему, и ее свет имеет слегка оранжевый оттенок. Это обусловлено тем, что температура на ее поверхности немного ниже - порядка 4800 о С, в то время как температура нашего светила достигает 5800 о С.

Другие светила-соседи

Еще одним нашим соседом является звезда под названием Барнарда. Она была названа в честь астронома Эдварда Барнарда, о котором ходили слухи, что он является самым зорким наблюдателем на земле. Это скромное светило находится в созвездии Змееносца. Согласно классификации, эта звезда является красным карликом, одним из самых распространенных в космосе типов звезд. Недалеко от Земли также расположено немало красных карликов, например, Лаланд 21 185, а также UV Кита.

Около Солнечной системы расположена еще одна звезда - Вольф 359. Находится она в созвездии Льва, ученые относят ее к красным гигантам. Недалеко от Солнца также расположен и яркий Сириус, который иногда называют «Собачьей звездой» (находится он в созвездии Большого Пса). В 1862 г. астрономы обнаружили, что Сириус является двойным светилом. Звезды Сириус А и Сириус В вращаются относительно друг друга с периодом в 50 лет. Среднее расстояние между светилами примерно в 20 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца.

Ночной небосвод поражает красотой и бесчисленным количеством небесных светлячков. Особо завораживает то, что их расположение структурировано, как будто, они были специально расставлены в нужном порядке, образуя звездные системы. Из древних времен ученые звездочёты пытались посчитать все эти мириады небесных светил и дать им имена. Сегодня открыто огромное количество звезд на небе, но это всего лишь маленькая часть от всех существующих необъятной Вселенной. Рассмотрим, какие бывают созвездия и светила.

Звезды и их классификация

Звезда – это небесное тело, излучающее огромное количество света и тепла.

Состоит она, преимущественно, из гелия (лат. Helium ), а также (лат. Hydrogenium ).

Небесное тело находится в состоянии равновесия благодаря давлению внутри самого тела и собственной .

Тепло и свет излучает в результате термоядерных реакций, происходящих внутри тела.

Какие бывают виды зависимо от жизненного цикла и структуры :

• Главной последовательности. Это основной жизненный цикл светила. Именно таким является , а также подавляющее большинство других.
• Коричневый карлик. Сравнительно малый, тусклый объект с невысокой температурой. Первый такой был открыт в 1995 году.
• Белый карлик. В конце жизненного цикла шар начинает сжиматься, пока его плотность не уравновесит гравитацию. Затем гаснет и остывает.
• Красный гигант. Огромное тело, выделяющее большое количество света, но не очень горячее (до 5000 К).
• Новая. Новые звезды не зажигаются, просто старые вспыхивают с новой силой.
• Сверхновая. Это та же новая с выбросом большого количества света.
• Гиперновая. Это сверхновая, но гораздо больших размеров.
• Яркие голубые переменные (LBV). Самые большие, а также горячие.
• Ультрарентгеновские источники (ULX). Выделяют большое количество радиации.
• Нейтронная. Характерна быстрым вращением, а также сильным магнитным полем.
• Уникальная. Двойная, с разными размерами.

Виды зависимо от спектра :

• Голубой.
• Бело-голубой.
• Белый.
• Желто-белый.
• Желтый.
• Оранжевый.
• Красный.

Важно! Большинство звезд на небе являют собой целые системы. То, что мы видим как одну, реально может быть две, три, пять и даже сотни тел одной системы.

Названия звезд и созвездий

Во все времена звезды завораживали. Они становились объектом изучений, как с мистической стороны (астрология, алхимия), так и с научной (астрономия). Люди их искали, вычисляли, считали, складывали в созвездия, а также давали им имена . Созвездия это скопления небесных тел, расположенных в определенной последовательности.

На небе в определенных условиях с разных точек можно увидеть до 6 тысяч звезд. Они имеют свои научные названия, но около трёхсот из них имеют также личные имена, которые получили с древних времён. Звезды, преимущественно, носят арабские имена.

Дело в том, что когда везде активно развивалась астрономия, западный мир переживал «темные века», поэтому его развитие значительно отстало. Здесь более всего преуспела Месопотамия, меньше — Китай.

Арабы не только открывали новые, но и переименовали небесные светила, которые уже имели латинское или греческое имя. В историю они вошли уже с арабскими названиями. Созвездия же, преимущественно, имели латинские имена.

Яркость зависит от излучаемого света, размера и расстояния от нас. Самой яркой звездой является Солнце. Она не самая большая, не самая яркая, но к нам ближе всего.

Самые красивые светила с наибольшей яркостью. Первые среди них:

1. Сириус (Альфа Большого Пса);
2. Канопус (Альфа Киля);
3. Толиман (Альфа Центавра);
4. Арктур (Альфа Волопаса);
5. Вега (Альфа Лиры).

Периоды именования

Условно можно выделить несколько периодов, в которые люди давали имена небесным светилам.

Доантичный период

С древних времён люди пытались «понять» небо, и давали ночным светилам имена. До нас дошло не более 20 названий из тех времён. Здесь активно работали ученые Вавилона, Египта, Израиля, Ассирии и Месопотамии.

Греческий период

Греки особо не вникали в астрономию. Они дали имена только небольшому числу светил. Преимущественно, они брали имена из названий созвездий или просто приписывали уже существующие названия. Все астрономические знания древней Греции, а также Вавилона были собраны греческим ученым Птолемеем Клавдием (І-ІІ в.) в трудах «Альмагест» и «Тетрабиблос».

Альмагест (Великое построение) — труд Птолемея в тринадцати книгах, где он на основе труда Гиппарха Никейского (ок. 140 г до н. э.) пытается объяснить структуру Вселенной. Также он приводит список имен некоторых самых ярких созвездий.

Таблица небесных светил , описанных в Альмагесте

Название звезд	Название созвездий	Описание, место расположения
Сириус	Большой пёс	Расположена во рту созвездия. Она называется также Псом. Ярчайшая ночного неба.
Процион	Малый пёс	На задних лапах.
Арктур	Волопас	Не вошла в форму Волопаса. Находится ниже неё.
Регул	Лев	Расположена в сердце Льва. Именуется также, как Царская.
Спика	Дева	На левой руке. Имеет другое название – Колос.
Антарес	Скорпион	Находится в середине.
Вега	Лира	Находится на раковине. Другое название Альфа Лира.
Капелла	Возничий	Левое плечо. Ещё называется – Коза.
Канопус	Корабль Арго	На киле корабля.

Тетрабиблос — ещё один труд Птолемея Клавдия в четырёх книгах. Здесь дополняется перечень небесных тел.

Римский период

Римская империя занимались изучением астрономии, но когда эта наука начала активно развиваться, Рим пал. А за государством его наука пришла в упадок. Тем не менее, около сотни звезд имеют латинские имена, хотя это не гарантирует, что названия им дали их ученые из Рима.

Арабский период

Основоположным при изучении астрономии у арабов был труд Птолемея Альмагеста. Большую часть они перевели на арабский язык. Исходя из религиозных убеждений арабов, части светил они заменили имена. Часто названия давались, исходя из расположения тела в созвездии. Так, многие из них имеют имена или части имен означающее шею, ногу или хвост.

Таблица арабских названий

Арабское название	Значение	Звезды, имеющие арабское наименование	Созвездие
Рас	Голова	Альфа Геркулеса	Геркулес
Альгениб	Бок	Альфа Персея, Гамма Персея	Персей
Менкиб	Плечо	Альфа Ориона, Альфа Пегаса, Бета Пегаса, Бета Возничего, Зета Персея, Фита Центавра	Пегас, Персей, Орион, Центавр, Возничий
Ригель	Нога	Альфа Центавра, Бета Ориона, Мю Девы	Центавр, Орион, Дева
Рукба	Колено	Альфа Стрельца, Дельта Кассиопеи, Ипсилон Кассиопеи, Омега Лебедя	Стрелец, Кассиопея, Лебедь
Шеат	Голень	Бета Пегаса, Дельта Водолея	Пегас, Водолей
Мирфак	Локоть	Альфа Персея, Капа Геркулеса, Лямбда Змееносца, Фита и Мю Кассиопеи	Персей, Змееносец, Кассиопея, Геркулес
Менкар	Нос	Альфа Кита, Лямбда Кита, Ипсилон Ворона	Кит, Ворон
Маркаб	То, что движется	Альфа Пегаса, Тау Пегаса, Капа Парусов	Корабль Арго, Пегас

Эпоха Возрождения

С XVI века в Европе, возрождается античность, а с ней наука. Арабские названия не менялись, но часто появлялись арабо-латинские гибриды.

Новые скопления небесных тел практически не открывались, но старые дополнялись новыми объектами. Значительным событием того времени стал выпуск атласа звездного неба «Уранометрия».

Его составителем стал астроном-любитель Иоганн Байер (1603 г.). На атласе он нанёс художественное изображение созвездий.

А главное, он предложил принцип наименования светил с добавлением букв греческого алфавита. Наиболее яркое тело созвездия будет называться «Альфа», менее яркое «Бета» и так дальше до «Омеги». Например, самая яркая звезда Скорпиона – Альфа Скорпиона, менее яркая Бета Скорпиона, затем Гамма Скорпиона и т.д.

Наше время

С появлением мощных стали открывать огромное количество светил. Теперь им не дают красивые названия, а просто присваивают индекс с цифровым и буквенным кодом. Но бывает, что небесным телам дают названия именные. Их называют именами учёных открывателей , а сейчас даже можно купить возможность назвать светило по своему желанию.

Важно! Солнце не является частью никакого созвездия.

Какие бывают созвездия

Изначально фигуры это были фигуры, образуемые яркими светилами. Ныне ученные используют их, как ориентиры небесной сферы.

Самые известные созвездия по алфавиту :

1. Андромеда. Находится в северном полушарии небесной сферы.
2. Близнецы. Светила с наибольшей яркостью — Поллукс и Кастор. Знак зодиака.
3. Большая Медведица. Семь звезд, формирующие образ ковша.
4. Большой Пес. Имеет самую яркую звезду на небе — Сириус.
5. Весы. Зодиакальное, состоящее из 83 объектов.
6. Водолей. Зодиакальное, с астеризмом, образующим кувшин.
7. Возничий. Его самый выдающийся объект – Капелла.
8. Волк. Находится в южном полушарии.
9. Волопас. Ярчайшее светило – Арктур.
10. Волосы Вероники. Состоит из 64 видимых объекта.
11. Ворон. Лучше всего видно в средних широтах.
12. Геркулес. Насчитывает 235 видимых объекта.
13. Гидра. Самое главное светило – Альфард.
14. Голубь. 71 тело южного полушария.
15. Гончие Псы. 57 видимых объектов.
16. Дева. Зодиакальное, с самым ярким телом – Спика.
17. Дельфин. Видно везде, кроме Антарктиды.
18. Дракон. Северное полушарие, практически полюс.
19. Единорог. Расположено на млечном пути.
20. Жертвенник. 60 видимых звёзд.
21. Живописец. Насчитывает 49 объектов.
22. Жираф. Слабо видно на северном полушарии.
23. Журавль. Самая яркая – Альнаир.
24. Заяц. 72 небесных тела.
25. Змееносец. 13-й знак зодиака, но не вошедший в этот список.
26. Змея. 106 светил.
27. Золотая Рыба. 32 объекта, видимых невооруженным глазом.
28. Индеец. Слабо видное созвездие.
29. Кассиопея. По форме похоже на букву «W».
30. Киль. 206 объектов.
31. Кит. Расположено в «водной» зоне неба.
32. Козерог. Зодиакальное, южного полушария.
33. Компас. 43 видимых светила.
34. Корма. Расположено на млечном пути.
35. Лебедь. Находится в северной части.
36. Лев. Зодиакальное, северной части.
37. Летучая рыба. 31 объект.
38. Лира. Ярчайшее светило – Вега.
39. Лисичка. Тусклое.
40. Малая Медведица. Находится над северным полюсом. Она имеет Полярную звезду.
41. Малый Конь. 14 светил.
42. Малый Пес. Яркое созвездие.
43. Микроскоп. Южная часть.
44. Муха. На экваторе.
45. Насос. Южное небо.
46. Наугольник. Проходит через Млечный путь.
47. Овен. Зодиакальное, имеющее тела Мезартхим, Хамаль и Шератан.
48. Октант. На южном полюсе.
49. Орёл. На экваторе.
50. Орион. Имеет яркий объект – Ригель.
51. Павлин. Южное полушарие.
52. Паруса. 195 светил южного полушария.
53. Пегас. Южнее Андромеды. Ярчайшие его звёзды Маркаб и Эниф.
54. Персей. Открыто ещё Птолемеем. Первый объект – Мирфак.
55. Печь. Практически невидно.
56. Райская птица. Находится вблизи южного полюса.
57. Рак. Зодиакальное, слабо видно.
58. Резец. Южная часть.
59. Рыбы. Большое созвездие, разделенное на две части.
60. Рысь. 92 видимых светила.
61. Северная Корона. Форма венца.
62. Секстант. На экваторе.
63. Сетка. Состоит из 22 объектов.
64. Скорпион. Первое светило – Антарес.
65. Скульптор. 55 небесных тел.
66. Стрелец. Зодиакальное.
67. Телец. Зодиакальное. Альдебаран – ярчайший объект.
68. Треугольник. 25 звёзд.
69. Тукан. Здесь находится Малое Магелланово облако.
70. Феникс. 63 светила.
71. Хамелеон. Малое и тусклое.
72. Центавр. Её ярчайшая для нас звезда Проксима Центавра ближайшая к Солнцу.
73. Цефей. Имеет форму треугольника.
74. Циркуль. Возле Альфы Центавра.
75. Часы. Имеет вытянутую форму.
76. Щит. Вблизи экватора.
77. Эридан. Большое созвездие.
78. Южная Гидра. 32 небесных тела.
79. Южная Корона. Слабо видное.
80. Южная Рыба. 43 объекта.
81. Южный Крест. В виде креста.
82. Южный Треугольник. Имеет форму треугольника.
83. Ящерица. Без ярких объектов.

Какие бывают созвездия Зодиака

Знаки Зодиака – созвездия, через которые проходит Земля на протяжении года , образуя условное кольцо вокруг системы. Интересно, что принято 12 знаков зодиака, хотя Змееносец, который не считается Зодиаком, также расположен на этом кольце.

Внимание! Созвездий не существует.

По большому счёту, нет вообще никаких фигур, составленных из небесных тел.

Ведь мы, смотря на небо, воспринимаем его, как плоскость в двух измерениях, но светила расположены не на плоскости, а в пространстве, на огромном расстоянии друг от друга.

Никакого рисунка они не формируют.

Допустим, свет от ближайшей к Солнцу Проксима Центавра доходит к нам почти за 4,3 года.

А от другого объекта этой же звездной системы Омега Центавра — достигает земли за 16 тысяч лет. Все разделения достаточно условны.

Созвездия и звезды — карта неба, интересные факты

Названия звезд и созвездий

Вывод

Подсчитать достоверное количество небесных светил во Вселенной невозможно. Нельзя даже приблизиться к точному числу. Звёзды объединяются в галактики. Только наша галактика «Млечный путь» насчитывает около 100 000 000 000. С Земли при помощи самых мощных телескопов можно обнаружить около 55 000 000 000 галактик. С появлением телескопа Хаббл, который находится на орбите Земли, ученные обнаружили около 125 000 000 000 галактик, а каждая имеет миллиарды, сотни миллиардов объектов. Ясно только то, что светил во Вселенной не меньше триллиарда триллиардов, но это только маленькая часть того, что есть реально.

Несмотря на разницу в размерах, в начале своего развития все эти звезды имели похожий состав.

То, из чего состоят звезды, полностью определяет их характер и судьбу - начиная от цвета и яркости, заканчивая сроком жизни. Более того, на составе звезды завязан весь процесс ее образования, равно как и формирования ее - и нашей Солнечной системы в том числе.

Любая звезда в начале своего жизненного пути - будь то монструозные гиганты вроде или желтые карлики как наше - состоит приблизительно из равной пропорции одних и тех же веществ. Это 73% водорода, 25% гелия и еще 2% атомов дополнительных тяжелых веществ. Почти таким же был состав Вселенной после , за исключением 2% тяжелых элементов. Они образовались после взрывов первых во Вселенной звезд, чьи размеры превышали размах современных галактик.

Однако почему тогда звезды такие разные? Секрет кроется в тех самых «дополнительных» 2 процентах звездного состава. Это не единственный фактор - очевидно, что достаточно большую роль играет масса звезды. Именно определяет судьбу светила - сгорит оно за пару сотен миллионов лет, подобно , или же будет светить миллиардами лет, как Солнце. Однако дополнительные вещества в составе звезды могут перебить все другие условия.

Состав звезды SDSS J102915 +172927 идентичен составу первых звезд, возникших после Большого взрыва.

Вглубь звезды

Но как такая ничтожная часть состава звезды может серьезно изменить ее функционирование? Для человека, в среднем состоящего на 70% из воды, потеря 2% жидкости не страшна - это всего лишь ощущается как сильная жажда и не приводит к необратимым изменениям в организме. Но Вселенная очень чуткая даже к самым малым переменам - будь 50-я часть состава нашего Солнца хоть капельку иной, жизнь в могла и не образоваться.

Как это работает? Для начала вспомним одно из главных последствий гравитационных взаимодействий, упоминаемое повсеместно в астрономии - тяжелое стремится к центру. Любая планета служит этого принципа: самые тяжелые элементы, вроде железа, располагаются в ядре, когда более легкие - снаружи.

То же самое происходит во время образования звезды из рассеянного вещества. В условном стандарте строения звезды гелий образует ядро светила, а из водорода собирается окружающая оболочка. Когда масса гелия переваливает за критическую точку, гравитационные силы сжимают ядро с такой силой, что в прослойках между гелием и водородом в ядре начинается .

Именно тогда звезда и зажигается - еще совсем молодая, окутанная водородными облаками, которые со временем улягутся на ее поверхности. Свечение играет важную роль в существовании звезды - именно , пытающиеся вырваться из ядра после термоядерной реакции, удерживают светило от моментального сжатия в или . Также имеет силу обычная конвекция, перемещение вещества под воздействием температуры - ионизированные накалом у ядра, атомы водорода поднимаются в верхние слои звезды, перемешивая тем самым материю в нем.

Так все же, при чем тут 2% тяжелых веществ в составе звезды? Дело в том, что любой элемент тяжелее гелия - будь то углерод, кислород или металлы - неминуемо окажется в самом центре ядра. Они опускают планку массы, по достижению которой зажигается термоядерная реакция - и чем тяжелее вещества в центре, тем быстрее зажигается ядро. Однако при этом оно будет излучать меньше энергии - размеры эпицентра горения водорода будут скромнее, чем если бы ядро звезды состояло из чистого гелия.

Солнцу повезло?

Итак, 4 с половиной миллиарда лет назад, когда Солнце только стало полноценной звездой, оно состояло из того же материала, что и вся - трех четвертей водорода, одной четверти гелия, и пятидесятой части примесей металлов. Благодаря особой конфигурации этих добавок, энергия Солнца стала подходящей для наличия жизни в его системе.

Под металлами не подразумевается только никель, железо или золото - астрономы называют металлами все, что отличается от водорода и гелия. Туманность, из которой по теории сформировалось , была сильно металлизирована - она состояла из остатков сверхновых звезд, которые стали источником тяжелых элементов во Вселенной. Звезды, чьи условия зарождения были схожи с Солнечными, называются звездами населения I. Такие светила составляют большую часть нашей .

Мы уже знаем, что благодаря 2% металлов в содержании Солнца оно горит медленнее - это обеспечивает не только долгую «жизнь» звезде, но и равномерную подачу энергии - важные для зарождения жизни на критерии. Кроме того, раннее начало термоядерной реакции поспособствовало тому, что не все тяжелые вещества были поглощены младенцем-Солнцем - в итоге сумели зародиться и полностью сформироваться существующие нынче планеты.

К слову, Солнце могло гореть немногим тусклее - пусть и маленькую, но все же значимую часть металлов забрали у Солнца газовые гиганты. В первую очередь стоит выделить , немало изменивший в Солнечной системе. Влияние планет на состав звезд было доказано в процессе наблюдений за тройной звездной системой . Там есть две звезды, похожие на Солнце, и возле одной из них нашли газовый гигант, масса которого минимум в 1,6 раза больше Юпитера. Металлизация этой звезды оказалась существенно ниже ее соседки.

Старение звезды и изменение состава

Однако время не стоит на месте - и термоядерные реакции внутри звезд постепенно изменяют их состав. Главной и самой простой реакцией синтеза, который протекает в большинстве звезд во Вселенной, и в нашем Солнце в том числе, является протон-протонный цикл. В нем четыре атома водорода сливаются воедино, образуя в итоге один атом гелия и очень большой выход энергии - до 98% общей энергии звезды. Такой процесс называется еще «горением» водорода: в Солнце «сгорает» до 4 миллионов тонн водорода ежесекундно.

Как меняется состав звезды в процессе ? Это мы можем понять того, что мы уже узнали о звездах в статье. Рассмотрим на примере нашего Солнца: количество гелия в ядре будет увеличиваться; соответственно, будет расти объем ядра звезды. Из-за этого увеличится площадь термоядерной реакции, а вместе с ней - интенсивность свечения и температура Солнца. Через 1 миллиард лет (в возрасте 5,6 млрд лет) энергия звезды вырастет на 10%. В возрасте 8 миллиардов лет (через 3 млрд лет от сегодняшнего дня) солнечное излучение составит 140% от современного - условия на Земле к тому времени поменяются настолько, что она в точности будет напоминать .

Рост интенсивности протон-протонной реакции сильно отразится на составе звезды - водород, мало затронутый с момента рождения, станет сгорать куда быстрее. Нарушится баланс между оболочкой Солнца и его ядром - водородная оболочка станет расширяться, а гелиевое ядро, наоборот, сужаться. В возрасте 11 миллиардов лет сила излучения из ядра звезды станет слабее сжимающей его гравитации - греть ядро теперь станет именно растущее сжатие.

Существенные изменения в составе звезды произойдут еще через миллиард лет, когда температура и сжатие ядра Солнца вырастет настолько, что запустится следующая стадия термоядерной реакции - «горение» гелия. В итоге реакции, атомные ядра гелия сначала сбиваются вместе, превращаясь в нестабильную форму бериллия, а затем в углерод и кислород. Сила этой реакции невероятно велика - когда будут зажигаться нетронутые островки гелия, Солнце будет вспыхивать до 5200 раз ярче, чем сегодня!

Во время этих процессов ядро Солнца будет продолжать накаляться, а оболочка расширится до границ орбиты Земли и значительно остынет - ибо чем больше площадь излучения, тем больше энергии теряет тело. Пострадает и масса светила: потоки звездного ветра будут уносить остатки гелия, водорода и новообразованных углерода с кислородом в далекий космос. Так наше Солнце превратится в . Полностью завершится развитие светила тогда, когда оболочка звезды окончательно истощится, и останется только плотное, горячее и маленькое ядро - . Оно медленно будет остывать миллиардами лет.

Эволюция состава звезд, отличных от Солнца

На этапе возгорания гелия термоядерные процессы в звезде размеров Солнца заканчиваются. Массы небольших звезд недостаточно для возгорания новообразованных углерода и кислорода - светило должно быть минимум в 5 раз массивнее Солнца, чтобы углерод начал ядерное преобразование.

Невооруженным глазом на небе в безлунную ночь и вдалеке от города видно огромное количество звезд. При помощи телескопа можно наблюдать еще больше светил. Профессиональная аппаратура позволяет определить их цвет и размер, а также светимость. Вопрос «из чего состоят звезды?» на протяжении длительного времени в истории астрономии оставался одним из самых спорных. Однако и его удалось решить. Сегодня ученым известно, и другие звезды и как этот параметр меняется в процессе эволюции космических тел.

Метод

Определять состав светил астрономы научились только в середине XIX века. Именно тогда в арсенале исследователей космоса появился спектральный анализ. Метод основан на свойстве атомов различных элементов излучать и поглощать свет на строго определенных резонансных частотах. Соответственно на спектре видны темные и светлые полосы, расположенные на местах, характерных для данного вещества.

Разные источники света можно отличить по рисунку из линий поглощения и излучения. успешно применяется для определения состава звезд. Его данные помогают исследователям понять очень многие процессы, происходящие внутри светил и недоступные непосредственному наблюдению.

Из чего состоит звезда на небе?

Солнце и другие светила — это огромные раскаленные шары газа. Звезды состоят преимущественно из водорода и гелия (73 и 25% соответственно). Еще примерно 2% вещества приходится на более тяжелые элементы: углерод, кислород, металлы и так далее. В целом известные сегодня планеты и звезды состоят из того же материала, что и вся Вселенная, однако различия в концентрации отдельных веществ, массе объектов и внутренних процессах порождают все многообразие существующих космических тел.

В случае светил основными критериями различий между их типами являются масса и те самые 2 % элементов, которые тяжелее гелия. Относительная концентрация последних называется в астрономии металличностью. Величина этого параметра помогает определить возраст звезды и ее будущее.

Внутреннее строение

«Начинка» звезд не разлетается по Галактике благодаря силам гравитационного сжатия. Они же способствуют распределению элементов во внутренней структуре светил определенным образом. В центр, к ядру, устремляются все металлы (в астрономии так называют любые элементы тяжелее гелия). Звезда образуется из облака пыли и газов. Если в нем присутствуют только гелий и водород, то первый образует ядро, а второй — оболочку. В тот момент, когда масса достигает критической отметки, начинается и звезда зажигается.

Три поколения звезд

Ядра, состоящие исключительно из гелия, имели светила первого поколения (также их называют звездами населения III). Они образовались через некоторое время после Большого взрыва и характеризовались впечатляющими размерами, сравнимыми с параметрами современных галактик. В процессе синтеза в их недрах из гелия постепенно образовывались другие элементы (металлы). Такие звезды заканчивали свою жизнь, взрываясь сверхновой. Элементы, синтезированные в них, стали строительным материалом для следующих светил. Для звезд второго поколения (население II) характерна низкая металличность. Самые молодые из известных сегодня светил относятся к третьему поколения. В их число входит и Солнце. Особенность таких светил — более высокий показатель металличности по сравнению с предшественниками. Более молодые звезды учеными обнаружены не были, однако можно с уверенностью утверждать, что для них будет характерен еще больший размер этого параметра.

Определяющий параметр

То, из чего состоят звезды, влияет на продолжительность их жизни. Металлы, опускающиеся к ядру, влияют на термоядерную реакцию. Чем их больше, тем раньше загорается звезда и тем меньше будет размер ее ядра при этом. Следствием последнего факта является более низкое количество энергии, излучаемое таким светилом в единицу времени. Как результат такие звезды живут значительно дольше. Их запаса топлива хватает на многие миллиарды лет. Например, по подсчетам ученых Солнце сейчас находится на середине своего жизненного цикла. Оно существует уже около 5 млрд лет и столько же еще впереди.

Солнце согласно теории образовалось из газопылевого облака, насыщенного металлами. Оно относится к звездам третьего поколения или, как их еще называют, населения I. Металлы в его ядре помимо более медленного горения топлива обеспечивают равномерное выделение тепла, что стало одним из условий зарождения жизни на нашей планете.

Эволюция звезд

Состав светил непостоянен. Посмотрим, из чего состоят звезды на разных этапах своей эволюции. Но для начала вспомним, какие этапы проходит светило от момента появления до завершения жизненного цикла.

В начале эволюции звезды располагаются на главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рассела. В это время основным топливом в ядре является водород, из четырех атомов которого образуется один атом гелия. Большую часть жизни звезда проводит именно в таком состоянии. Следующая стадия эволюции — красный гигант. Его размеры значительно больше изначальных, а температура поверхности, наоборот, ниже. Звезды типа Солнца заканчивают свою жизнь на следующей стадии — они становятся белыми карликами. Более массивные светила превращаются в нейтронные звезды или черные дыры.

Первая стадия эволюции

Термоядерные процессы в недрах являются причиной перехода светила с одной стадии на другую. Горение водорода приводит к увеличению количества гелия, а значит, размеров ядра и площади реакции. В результате температура звезды возрастает. В реакцию начинает вступать водород, ранее в ней не задействованный. Происходит нарушение баланса между оболочкой и ядром. Как следствие первая начинает расширяться, а второе — сужаться. При этом сильно возрастает температура, что провоцирует горение гелия. Из него образуются более тяжелые элементы: углерод и кислород. Звезда сходит с главной последовательности и превращается в красного гиганта.

Следующая часть цикла

Представляет собой объект с сильно раздувшейся оболочкой. Когда Солнце дойдет до этой стадии, оно займет все пространство вплоть до орбиты Земли. О жизни на нашей планете в таких условиях, конечно, говорить не приходится. В недрах красного гиганта синтезируется углерод и кислород. При этом светило регулярно теряет массу из-за звездного ветра и постоянной пульсации.

Дальнейшие события различаются у объектов со средней и большой массой. Пульсации звезд первого типа приводят к тому, что их внешние оболочки сбрасываются и образуют В ядре заканчивается топливо, оно остывает и превращается в белого карлика.

Эволюция сверхмассивных светил

Водород, гелий, углерод и кислород — не все, из чего состоят звезды с огромными массами на последней стадии эволюции. На этапе красного гиганта ядра таких светил сжимаются с огромной силой. В условиях постоянно растущей температуры начинается горение углерода, а затем и его продуктов. Последовательно образуются кислород, кремний, железо. Дальше синтез элементов уже не идет, поскольку формирование из железа более тяжелых ядер с выделением энергии невозможно. Когда масса ядра достигает определенной величины, оно коллапсирует. На небе загорается сверхновая. Дальнейшая судьба объекта вновь зависит от его массы. На месте светила может образоваться нейтронная звезда или черная дыра.

После взрыва сверхновой синтезированные элементы разлетаются в окружающем пространстве. Из них, вполне возможно, через некоторое время сформируются новые звезды.

Примеры

Особое чувство возникает, когда получается не только опознать на небе знакомые светила, но и вспомнить, к какому классу они относятся, из чего состоят. Посмотрим, из каких звезд состоит Большая Медведица. В астеризм ковш входят семь светил. Самые яркие из них — это Алиот и Дубхе. Второе светило представляет собой систему из трех компонентов. В одном из них уже началось горение гелия. Два других, как и Алиот, располагаются на главной последовательности. К этой же части диаграммы Герцшпрунга-Рассела относятся и Фекда с Бенеташем, также составляющие ковш.

Самая яркая звезда ночного неба, Сириус, состоит из двух компонентов. Один из них относится к главной последовательности, второй — белый карлик. На ветви красных гигантов расположился Поллукс (альфа Близнецов) и Арктур (альфа Волопаса).

Из каких светил каждая галактика состоит? Из скольки звезд сформирована Вселенная? На подобные вопросы довольно трудно ответить точно. Несколько сотен миллиардов светил сосредоточены в одном только Млечном пути. Многие из них уже попали в объективы телескопов и регулярно обнаруживаются новые. То, из каких газов состоят звезды, нам тоже в целом известно, однако новые светила часто не соответствуют сложившемуся представлению. Космос таит еще немало тайн и многие объекты и их свойства ждут своих первооткрывателей.