Сколько живут звезды. Эпизод I
Во всех отношениях Солнце является типичной звездой, которая освещает Землю примерно пять миллиардов лет и еще столько же будет светить по данным научных исследований. На продолжительность свечения Солнца влияет количество горючего в небесном теле.
Фактически во всех происходят реакции термоядерного синтеза, благодаря которым и наблюдается зрительное свечение тела. Процесс синтеза происходит в результате реакций в горячих ядрах звезд, где температурный показатель достигает 20 миллионов °С (20000273.15 кельвин).
Относительно температуры и различают происходящих реакций в ядре во многих случаях благодаря цвету поверхности звезды. Цвет наиболее холодных звезд – красный, при температуре реакции в ядре до 3500 К. Желтые звезды, рассматриваемые в бинокле, обладают показателем температуры в ядре до 5500 К, а – от 10 000 и до 50 000 К.
Темп выделения энергии в звезде и ее продолжительность жизни
Жизнь звезд начинается в виде облачного образования, состоящего из пыли и газа. В подобном формировании начинается горение водорода, производство гелия. Когда водород выгорает полностью, стартуют последующие процессы стадий формирования небесного тела, как горение гелия, где в результате получаются более тяжелые элементы.
Именно температурный показатель горения звезды, а так же гравитационное давление внешних слоев, и влияет на темп выделения энергии телом, что и взаимосвязано напрямую с ее общей продолжительностью жизни. Приведенные параметры горения и внешнего давления с последующим общим увеличением массы небесного тела возрастают. Отсюда и повышается темп энергообразования, следовательно, и наблюдаемая светимость звезд.
Звезды с массивной кубатурой веса сжигают собственное ядерное топливо гораздо быстрее, всего в течение нескольких миллионов лет, являясь при этом наиболее яркими небесными телами. Маломассивные тела более экономно сжигают водород и расходуют свое топливо более бережливо, поэтому могут прожить даже дольше Вселенной. Хоть и светимость у маломассивных звезд небольшая и слабое энерговыделение, но их жизнь может достигать до 15 миллиардов лет.
Жизнь звезд и их поколения
Общая продолжительность жизни звезд стоит в зависимости не только от размера, но и от первоначального состава при образовании. Первые небесные тела во Вселенной прожили всего несколько десятков миллионов лет, поскольку они обладали огромными размерами при составе только лишь из водорода.
В ядрах подобных огромных и водородных тел термоядерные реакции происходили быстрее, при которых водород превращался в более тяжелые составляющие и гелий. Далее ядро охлаждается, поскольку ни температуры, ни давления не хватает для переработки более тяжелых элементов, и звезда взрывается. Остатки после взрыва таких небесных тел образуют новые менее горячие и яркие звезды.
Звезда, как Солнце, относится уже к третьему поколению звезд спектрального класса G к желтым карликам. При образовании в своем составе такие звезды имеют не только водород, но литий и гелий. Прежде, чем закончится водородное топливо у полезной жизни на примере такой звезды, как Солнце, пройдет еще не один миллиард лет, поскольку типичные звезды находятся в середине собственного жизненного пути.
Звезды – светящиеся небесные тела, состоящие из газов и мерцающие в ночном небе. Наше Солнце – одна из приблизительно 100 квинтильонов (единица с 18 нолями) звезд Вселенной. Все химические вещества в твоем организме – от кальция в костях до цинка в волосах – образуются в раскаленных недрах звезд!
Насколько далеко находятся звезды?
Во Вселенной миллиарды звезд. Расстояние до ближайшей звезды – более 4 световых лет. Звезды, которые можно увидеть в телескоп, находятся на расстоянии тысяч световых лет. Благодаря скорости света мы видим, как выглядели ближние звезды несколько лет назад, а дальние – несколько тысячелетий назад.
Почему звезды разноцветные?
Если рассмотреть звезды в бинокль или телескоп, можно увидеть, что звезды бывают красными, желтыми, голубыми. Цвет – показатель температуры звезд. Температура поверхности наиболее холодных красных звезд – 2500-3500 К (кельвинов), желтых – около 5500 К, голубых – 10 000 – 50 000 К.
Что такое созвездие?
Созвездие – несколько звезд, объединенных в группу и образующих очертания узнаваемого предмета, по которому созвездию дают название. Известно 88 групп звезд, или созвездий. Многие из них названы в честь героев мифов и легенд.
Звездные полушария.
Землю разделяет посередине воображаемая линия, которая называется экватором. От того, где мы находимся, выше или ниже экватора, зависит, в каком мы полушарии – в Северном или в Южном. От нашего положения на Земле зависит, какие звезды мы видим. Некоторые звезды можно увидеть только из Северного полушария. К примеру, жители Южного полушария не видят Полярную звезду.
В Северном полушарии можно увидеть несколько известных созвездий: Пегас, Лебедь, Кассиопея, Волопас, Большая Медведица, Лев, верхняя часть Ориона.
В Южном полушарии можно увидеть созвездия: нижняя часть Ориона, Большой Пес, Феникс, Южный Крест, Павлин, Скорпион.
Что такое новая звезда?
Новая звезда – внезапное увеличение излучения звезды в тысячи раз. Новая звезда может появиться в созвездии, где есть две звезды – белый карлик (спящая звезда) и какая-нибудь другая. Если эти две звезды находятся достаточно близко, вещество с одной притягивается к белому карлику. Температура его поверхности повышается настолько, что белый карлик внезапно вспыхивает и становится новой звездой!
Сколько живут звезды?
Чем больше звезда, тем быстрее она умирает. Это может показаться странным, но чем больше масса звезды, тем сильнее она раскаляется и быстрее расходует запас топлива. Миллиарды лет полезной жизни нашего Солнца пройдут прежде, чем у него кончится водородное топливо. Сейчас Солнце находится на середине своего жизненного пути.
Наше солнце в конце концов превратиться в маленького белого карлика – сферическое тело размером с Землю! С этого момента Солнце начнет угасать, тускнеть, пока наконец не погаснет!
Время жизни звезд состоит из нескольких этапов, проходя через которые миллионы и миллиарды лет светила неуклонно стремятся к неизбежному финалу, превращаясь в яркие вспышки или в угрюмый черных дыр.
Время жизни звезды любого типа – невероятно долгий и сложный процесс, сопровождаемый явлениями космического масштаба. Многогранность его просто невозможно полностью проследить и изучить, даже используя весь арсенал современной науки. Но на основании тех уникальных знаний, накопленных и обработанных за весь период существования земной астрономии, нам становятся доступными целые пласты ценнейшей информации. Это позволяет связать последовательность эпизодов из жизненного цикла светил в относительно стройные теории и смоделировать их развитие. Что же это за этапы?
Не пропустите наглядное интерактивное приложение « »!
Эпизод I. Протозвезды
Жизненный путь звезд, как и всех объектов макромира и микрокосма, начинается с рождения. Это событие берет свое начало в формировании невероятно огромного облака, внутри которого появляются первые молекулы, поэтому образование называется молекулярным. Иногда употребляется еще и другой термин, непосредственно раскрывающий суть процесса, – колыбель звезд.
Только когда в таком облаке, в силу непреодолимых обстоятельств, происходит чрезвычайно быстрое сжатие составляющих его частиц, имеющих массу, т. е. гравитационный коллапс, начинает формироваться будущая звезда. Причиной этому является выплеск энергии гравитации, часть которой сжимает молекулы газа и разогревает материнское облако. Затем прозрачность образования постепенно начинает пропадать, что способствует еще большему нагреванию и возрастанию давления в его центре. Заключительным эпизодом в протозвездной фазе является аккреция падающего на ядро вещества, в ходе чего происходит рост зарождающегося светила, и оно становится видимым, после того, как давление испускаемого света буквально сметает всю пыль на окраины.
Найди протозвезды в туманности Ориона!
Эта огромная панорама туманности Ориона получена из снимков . Данная туманность одна из самых больших и близких к нам колыбелей звезд. Попробуйте найти в этой туманности протозвезды, благо разрешение этой панорамы позволяет это сделать.
Эпизод II. Молодые звезды
Фомальгаут, изображение из каталога DSS. Вокруг этой звезды еще остался протопланетный диск.
Следующим этапом или циклом жизни звезды является период ее космического детства, который, в свою очередь, делится на три стадии: молодые светила малой (<3), промежуточной (от 2 до 8) и массой больше восьми солнечных единиц. На первом отрезке образования подвержены конвекции, которая затрагивает абсолютно все области молодых звезд. На промежуточном этапе такое явление не наблюдается. В конце своей молодости объекты уже во всей полноте наделены качествами, присущими взрослой звезде. Однако любопытно то, что на данной стадии они обладают колоссально сильной светимостью, которая замедляет или полностью прекращает процесс коллапса в еще не сформировавшихся солнцах.
Эпизод III. Расцвет жизненного пути звезды
Солнце снятое в линии H альфа. Наше звезда в самом расцвете сил.
В середине своей жизни космические светила могут обладать самыми разнообразными цветами, массой и габаритами. Цветовая палитра варьируется от голубоватых оттенков до красных, а их масса может быть значительно меньше солнечной, либо превышать ее более чем в триста раз. Главная последовательность жизненного цикла звезд длится около десяти миллиардов лет. После чего в ядре космического тела заканчивается водород. Этот момент принято считать переходом жизни объекта на следующий этап. По причине истощения водородных ресурсов в ядре останавливаются термоядерные реакции. Однако в период вновь начавшегося сжатия звезды начинается коллапс, который приводит к возникновению термоядерных реакций уже с участием гелия. Этот процесс стимулирует просто невероятное по масштабам расширение звезды. И теперь она считается красным гигантом.
Эпизод IV. Конец существования звезд и их гибель
Старые светила, как и их юные собратья, делятся на несколько видов: с малой массой, средних размеров, сверхмассивные звезды, и . Что касается объектов с небольшой массой, то до сих пор нельзя точно утверждать какие именно процессы с ними происходят на последних стадиях существования. Все подобные явления гипотетически описаны при помощи компьютерного моделирования, а не на основании тщательных наблюдений за ними. После окончательного выгорания углерода и кислорода происходит увеличение атмосферной оболочки звезды и быстрая потеря ею газовой составляющей. В финале своего эволюционного пути светила многократно сжимаются, а их плотность наоборот значительно возрастает. Такую звезду принято считать белым карликом. Затем в ее жизненной фазе следует период красного сверхгиганта. Последним в цикле существования звезды является ее превращение, в результате очень сильного сжатия, в нейтронную звезду. Однако не все подобные космические тела становятся таковыми. Некоторые, чаще всего наиболее крупные по параметрам (больше 20-30 масс Солнца), переходят в разряд черных дыр в результате коллапса.
Интересные факты из жизненных циклов звезд
Одним из самых своеобразных и примечательных сведений из звездной жизни космоса является то, что подавляющее большинство светил в нашей находятся на стадии красных карликов. Такие объекты обладают массой значительно меньшей, чем у Солнца.
Довольно интересно также и то, что магнитное притяжение нейтронных звезд в миллиарды раз выше аналогичного излучения земного светила.
Влияние массы на звезду
Еще одним не менее занимательным фактом можно назвать продолжительность существования самых огромных из известных типов звезд. В силу того, что их масса способна в сотни раз превышать солнечную, выделение ими энергии тоже многократно больше, иногда даже в миллионы раз. Следовательно, период их жизни длится гораздо меньше. В некоторых случаях их существование укладывается всего в несколько миллионов лет, против миллиардов лет жизни звезд с небольшой массой.
Интересным фактом также является противоположность черных дыр белым карликам. Примечательно то, что первые возникают из самых гигантских по массе звезд, а вторые, наоборот, из наименьших.
Во Вселенной существует огромное количество уникальных явлений, о которых можно говорить бесконечно, ведь космос крайне слабо изучен и исследован. Все человеческие знания о звездах и их жизненных циклах, которыми обладает современная наука, в основном получены из наблюдений и теоретических расчетов. Такие малоизученные явления и объекты дают почву для постоянной работы тысячам исследователей и ученых: астрономов, физиков, математиков, химиков. Благодаря их непрерывному труду, эти знания постоянно накапливаются, дополняются и изменяются, становясь, таким образом, более точными, достоверными и всеобъемлющими.
ЗВЕЗДЫ 4: МАССА И СРОК ЖИЗНИ
Массу звезды Главной последовательности можно определить по ее светимости в соответствии с отношением между массой и светимостью, открытым сэром Артуром Эддингтоном. Изучая двойные звезды, Эддингтон смог показать, что светимость звезды Главной последовательности приблизительно пропорциональна кубу ее массы.
В результате применения ньютоновской теории тяготения к движению Земли вокруг Солнца известно, что масса Солнца составляет около 2?10 30 кг. Для вычисления массы двух звезд в двойной системе необходимо знать расстояние между ними и орбитальный период. Расчеты производятся по третьему закону Кеплера, выраженному в следующей формуле:
масса (в солнечных массах)?период (годы) 2 = расстояние (в астрономических единицах) 3 .
Массу отдельных звезд в двойной системе легко вычислить из общей массы, так как отношение массы одной звезды к массе другой обратно пропорционально отношению между радиусами их орбит.
Жизненный срок звезды зависит от ее массы, так как звезды состоят в основном из водорода, который является их «топливом». Протоны (то есть ядра водорода) соединяются в ядре звезды, образуя ядра гелия. В ходе этого процесса высвобождается энергия порядка 70 10 12 Вт на каждый килограмм водорода в секунду. Поскольку Солнце излучает энергию порядка 4?10 26 Вт, следовательно, водород в его ядре превращается в гелий со скоростью 6?10 11 = 4?10 26 / 70 х 10 12 кг/с. Общая масса Солнца составляет 2?10 30 кг, поэтому запасы его водородного топлива будут исчерпаны через 3,5?10 18 секунд, что приблизительно равно 10 млрд. лет. Для звезды с массой т, выраженной в эквиваленте солнечных масс, и светимостью L, выраженной в единицах солнечной светимости, срок жизни составит m/L сроков жизни Солнца. Поскольку светимость звезды Главной последовательности приблизительно пропорциональна кубу ее массы, то чем больше масса звезды, тем короче срок ее жизни.
См. также статьи «Двойные звезды», «Законы Кеплера», «Светимость», «Закон тяготения Ньютона».
Из книги ЧЕЛОВЕК И ЕГО ДУША. Жизнь в физическом теле и астральном мире автора Иванов Ю М Из книги Большая Советская Энциклопедия (БУ) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (МА) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПР) автора БСЭ Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЭФ) автора БСЭ Из книги Стервология. Технологии счастья и успеха в карьере и любви автора Шацкая Евгения Из книги Русская литература сегодня. Новый путеводитель автора Чупринин Сергей ИвановичПара слов о наболевшем: карьере, личной жизни, детях и простых радостях жизни Бог на первом месте, семья на втором, но на третьем – карьера. Мэри Кей Увидела как-то на прилавке книжку с подзаголовком «карьеристка поневоле», открыла, посмотрела – внутри все те же лозунги и
Из книги Краткий справочник необходимых знаний автора Чернявский Андрей ВладимировичКРИТИЧЕСКАЯ МАССА Литературно-критический и литературоведческий журнал, учрежденный Глебом Моревым и Фондом научных исследований «Прагматика культуры» (президент - Александр Долгин). Выходил с 2002 года ежеквартально. С 2008 года издается исключительно в электронной
Из книги Русская Доктрина автора Калашников МаксимМасса, кг Таблица
Из книги Справочник гипертоника автора Савко Лилия МефодьевнаГлава 7. УРОВЕНЬ ЖИЗНИ Что нужно сделать для повышения стандартов жизни населения 1. Оплата труда и уровень доходов При нормальном ходе реформы увеличение доходов верхних 20% населения было бы примерно таким, каким оно является фактически, и даже большим. Но жизненный
Из книги Философский словарь автора Конт-Спонвиль АндреМасса тела Избыточная масса тела увеличивает риск развития не только артериальной гипертензии, но и многих других серьезных заболеваний: ишемической болезни сердца, мозгового инсульта, сахарного диабета, остеоартроза, злокачественных новообразований.Примерно
Из книги Универсальный энциклопедический справочник автора Исаева Е. Л.Инфляция См. также «Деньги», «Уровень жизни. Стоимость жизни», «Цена» Иметь небольшую инфляцию – все равно что быть немного беременной. Приписывается Франклину Рузвельту Плохая монета вытесняет из обращения хорошую монету. Томас Грешем (XVI в.) Деньги портят человека, Из книги автора
Уровень жизни. Стоимость жизни См. также «Доходы и расходы», «Заработок» Уровень жизни – то, выше чего хотелось бы жить. Янина Ипохорская* Все мы находимся за чертой бедности, только по разные ее стороны. Михаил Генин Политику затягивания поясов громче всех одобряют те,