Червоні карлики: холодні зірки у Всесвіті. Блакитна зірка – гігант – цар зірок

February 9th, 2015 , 02:53 pm

Ригель та туманність Голова Відьми, фото НАСА

Прекрасна блакитна зірка Рігель – найвідоміша яскрава зіркау сузір'ї Оріона. Вона є сьомою за яскравістю зіркою на зоряному небі. Назва від арабського "рідж ал-джавза" - означає "нога велетня". Єгиптяни обожнювали Рігель і називали його царем зірок. Вони вважали, що це втілення Осіріса, бога мертвих на небі.

Маорі, корінний народ Нової Зеландії, святкували першого сходу Плеяд і Рігеля Новий рік.
Потужність Рігеля настільки велика, що об'єкт будь-якого розміру на відстані, рівному відстанівід Землі до Сонця, миттєво випарується і зникне в потоці найсильнішого зоряного вітру.

Діаметр зірки в 74 рази більший за діаметр Сонця.
Рігель висвітлює величезний простір довкола себе. Завдяки йому видно пилові хмари у сузір'ї Оріона.

Ригель, як потужний прожектор, підсвічує туманність IC 2118, звану також Голова Відьми. Вона світиться, тому що випромінювання зірки Рігель відбивається дрібним пилом у туманності. Блакитний колір туманності Голова Відьми та пилу, що оточує Ригель, пояснюється не лише тим, що Ригель випромінює в основному в синій області спектру, але також тим, що порошинки відбивають блакитне світло ефективніше, ніж червоне.

Марс та Оріон. Яскрава блакитна зірка - Рігель, сяє над скелею Меррік у долині Монументів, США

Завдяки тому ж фізичного процесуми бачимо вдень над Землею блакитне небо, хоча в земній атмосферісвітло розсіюють в основному молекули азоту та кисню.
Ригель, туманність Голова Відьми, що оточують їх пил і газ, віддалені від Землі приблизно на 800 світлових років.
Гігант не самотній. Докладно Рігель вивчав російську астроном В.Я. Струве і в 1831 висунув теорію про бінарність зірки.
В даний час з'ясувалося, що Рігель входить до системи, що складається з трьох зірок.
Дві інші зірки світять у 500 разів менше. У світлі старшого брата їх можна побачити в телескопі середньої потужності.
Сузір'я Оріону та яскраву синю зіркуРигель найкраще спостерігати в зимові місяці. У теплу пору року Оріон піднімається над обрієм зовсім невисоко.

У космічному просторімешкають зірки різних типів, які відрізняються один від одного за своєю будовою, за силою випромінювання, за кольором, який вони створюють навколо себе, а також за цілою низкою інших ознак. Тому були складені окремі характеристикидля кожного із типів небесних світил. На щастя, їх виявилося не надто багато, і всі вони можуть розміститися в нашій статті. Тому ми розглянемо, як ідентифікувати відмінність зірок за кольором, що це взагалі означає і як впливає на навколишнє середовище.

Що таке зірка?

По суті, будь-яка зірка є величезною кулею розпеченої плазми. До її складу входять такі компоненти, як водень та гелій, які, стикаючись між собою, утворюють величезні потоки тепла та світла. Після того, як стан цих двох складових навколо зірки нормалізується, її починають оточувати планети. Вони утворюються з космічних каменів, з астероїдів, комет або з інших, більше складними причин. Але тут варто відзначити, що саме відмінність зірок за кольором дає нам можливість зрозуміти, чи навколо конкретного небесного світила можуть утворитися планети. Як правило, такі супутники з'являються навколо зірок, що мають середнє свічення та тепловіддачу. Тож про те, якого кольору зірки характеризуються тими чи іншими особливостями, ми розповімо нижче.

Небесні світила класу «О»

Такі космічні об'єктивважаються одними з найяскравіших у всесвіті. Зірки блакитного кольорунайбільші за своїм радіусом, масою та світністю. Свою назву вони отримали завдяки тому, що випромінюють такий синюватий відтінок, який видно на найбільші відстані, навіть за космічними мірками. Тому є своє хімічне пояснення- у цій плазмовій кулі такі елементи, як гелій, азот, вуглець та інші дуже сильно іонізуються, внаслідок чого виникає ультрафіолетове свічення. Зірки блакитного кольору, незважаючи на свою могутність та гігантське розміри, живуть дуже мало. У середньому їхнє буття триває протягом 1 мільйона років, після чого зірка вибухає. Біля таких небесних світил планети, що теоретично придатні для життя, утворюються вкрай рідко. Яскравим представником даного типує зірка Гарніб.

Трохи менше світла – категорія «В»

Тепер ми розглянемо категорію біло-блакитних космічних світил, які трохи відстають від своїх попередників за всіма показниками. Оскільки назва та колір зірок в астрономії завжди збігаються, ми не описуватимемо їх зовнішній вигляд. Характерний відтінок космічне тіло набуває завдяки тому, що в плазмі іонізується водень, тоді як гелій досягає практично нейтрального стану. Саме останній елементстворює навколо них білу оболонку, яка найчастіше представлена ​​у вигляді смужок. Живуть такі світила протягом 10-15 мільйонів років, і ймовірність того, що навколо них можуть утворитися планети, які підходять для проживання, дуже велика. Знайти можна на небосхилі в сузір'ї Діви. Вони називаються Спіка.

Зірки категорії «А»

Зірки білого кольорує одними з найпопулярніших у космосі. Інтенсивність світіння велика, але при цьому величезні потоки радіації та інші випромінювання не заважають іншим комічним тілам, що розташовуються навколо них, вести нормальне життя. Космічні об'єкти, що входять до цієї категорії, мають виключно біле забарвлення завдяки тому, що в них водень досягає максимально нейтрального стану. Це перетворює його, у синтезі з іншими компонентами, на білу масу, яка випромінює незліченна кількістькельвінів, що перетворюються на тепло та світло. Зірки білого кольору ще називаються «смугастими», оскільки саме водень проступає їх поверхню як смужок. Тривалість буття такої зірки коливається від 400 мільйонів до 2 мільярдів років. Подібні небесні світила зустрічаються нам у сузір'ях Великого пса(Сіріус), а також Ліри (Вега).

Група зірок під шифром "F"

Тим фактом, що назва та колір зірок завжди збігаються між собою, ми зобов'язані хімічним процесам, що там відбуваються. Тому ми розглянемо космічних плазмових гігантів, які входять у категорію «біло-жовтих» і мають характерне світіння. Водень у таких небесних світилах вже не міститься в тому. величезній кількості, Як у вищеописаних випадках. Тут навпаки, переважають інші метали - залізо, титан, і навіть кальцій. Вони іонізуються, надаючи плазмі, що плавиться, злегка жовтуватий відтінок. Оскільки зірка не надто велика за своїми розмірами, цей колір є для неї порятунком. Його видно на мільярди світлових років, тому астрономи можуть розглянути такі космічні об'єкти у свої телескопи, навіть якщо вони дуже віддалені від Землі. Живуть такі зірки протягом 4 і більше мільярдів років, і часто збирають навколо себе, де може зародитися життя. Представниками цієї групи є світила Порціон та Ропаги.

Зірка під назвою Сонце… розглянемо клас «G»

Наступні в нашому списку виявляються кольори, найяскравішим для нас представником яких є Сонце. Такі космічні тіланаповнені різними металами, чільне місце серед яких займає кальцій. Вони дуже сильно іонізуються, внаслідок чого набуває насичений жовтий відтінок. Більшої інтенсивності йому надають інші важкі метали, які також плавляться під величезними температурами. Смужки водню тут вже зовсім непомітні, та й сама ця речовина міститься в жовтих зірокаху дуже малій кількості. Тривалість життя таких світил становить приблизно 10 мільярдів років. Це дозволяє не просто зібрати навколо себе певний рядпланет, але й утримати їх у своїх орбітах досить тривалий (за космічними мірками) проміжок часу. Наприклад, погляньте на нашу Сонячну Систему.

Категорія зірок «К»

Оскільки різниця зірок за кольором офіційно визнана астрономічною системою в усьому світі, ми переходимо до передостанньої категорії, яка називається «помаранчевою». У складі даних небесних тілводень вже міститься в дуже малому стані, тому він мало проявляє себе. Білі лінії на поверхню практично не проступають, а ось результати плавлення інших металів, із яких складається зірка, дуже помітні. Тут є і алюміній, і титан, і залізо, а найголовніше - кальцій. У цьому температура плавлення всіх цих елементів тут дуже висока. Через це бузковий шлейф, який можна побачити за більш яскравими зірками(Категорії О, А та ін), тут повністю відсутня. Тим не менш, незважаючи на низькі температурні показники та невелику величину, помаранчеві зірки можу збирати навколо себе невеликі планетні системи. На них не завжди зароджується життя, проте вони існують доти, доки не зникне з простору помаранчеве «сонце». Його життя вимірюється 60 мільярдами років. Зірки-представники цієї категорії - Явін, Альдебаран та Арктур.

Найменші зірочки – гурт «М»

Зірки червоного кольору характеризуються дуже холодною температуроюта ослабленими процесами плавлення металів. Вони також мають дуже маленькі параметри, порівняно зі своїми гігантськими аналогами, малу масу та силу випромінювання. Червоне свічення навколо світила створюється вже не завдяки тому, що тут переплавляються різні металиа тому, що ступінь їх окислення досягає свого максимуму, і молекули просто поглинають одна одну. Навколо таких червоних карликів дуже рідко утворюються планети, придатні для проживання. Бетельгейзе – самий яскравий представникцієї категорії, вік якого обчислюється в десятках трильйонів років.

Нетипові небесні світила

Щойно ми розглянули як проводиться відмінність зірок за кольором, тоді як у тому, що є деякі аномальні категорії таких небесних тіл не згадали. Що ж, насправді у космосі трапляються зірки категорії «С». Це можна сказати синтез помаранчевої та червоної зірки, в якій міститься максимальна кількість різних металів. Головна особливістькатегорії - тут є атоми, які поглинають вуглевод і водень, що робить зірку ще холоднішою і бляклішою. Куди аномальнішою є зірка класу «S». Вона дуже схожа на помаранчеву, проте замість великої кількостітитану до її складу входить стільки ж цирконію.

Висновок

Як виявилося, про те, якого кольору зірки і як їх класифікувати, може розповісти саме їхній зовнішній вигляд. Свічення та його відтінок створюються завдяки матеріалам, які там плавляться та утворюють певні суміші. Вони виділяються під конкретним градусом, поширюючи в космос не тільки світло, а й тепло, яке може обігріти або спалити всі об'єкти, що знаходяться поруч.

Неозброєним оком на ясному нічному небі людина може побачити зірки від першої до шостої зіркової величиниТому на просторах Всесвіту від наших очей ховаються численні тьмяні об'єкти, видимі лише за допомогою астрономічних приладів. І серед них вченими було виявлено безліч цікавих космічних світил 11 зіркової величини – червоних карликів. Незважаючи на те, що червоні карлики є найпоширенішими зірками Галактики, вони і найменш вивчені. Астрономи стикаються з труднощами у дослідженні властивостей зоряних пігмеїв через їхню низьку світність.

Однак, загальні відомостіпро червоних карликів відомі вченим уже давно. Маса червоного карлика може бути меншою за одну десяту масу Сонця. Найбільший представник маленьких небесних довгожителів важить трохи більше половини нашого земного світила. Червоні карлики – зірки холодні. Їхня температура знаходиться в межах від 2000 До 3800 До.

Якщо ж говорити про велику поширеність червоних карликів, то ось, наприклад, такий цікавий факт: 80% зірок Чумацького Шляху- це червоні карлики, що у чисельному вираженні становить близько 300 мільярдів зірок. У біології кількість організмів обернено пропорційно розмірам особин: чим дрібніше, тим більше. Такому ж правилу підпорядковуються і зірки. Якщо в живій природі таке положення можна пояснювати тим, що дрібні особини є їжею для великих, тому їх більше, то в космосі зірки-гіганти аж ніяк не можуть поїдати червоних карликів. Чим пояснити аналогію з біологічними об'єктами?

До питання про довгий термін життя червоних карликів

(На малюнку типи зірок та їх температури поверхні (К) у порівнянні з планетою Юпітер)

Відомо, що чим більше масазіркового об'єкта, тим нестабільніше його стан, тим швидше протікає у його центрі термоядерна реакціяі тим вища його температура. Безперервні ядерні реакціїусередині червоних карликів починають йти за мільярди років. Це обумовлюється слабкою гравітацією через малу масу холодних зірок. Таким чином, еволюція червоних карликів йде помітно повільніше, ніж їх важких побратимів, справжній вік маленьких холодних зірок у рази більший, ніж масивних небесних світил.

Астрономи впевнені, що коли загинуть усі покоління яскравих білих і жовтих зірок, у темряві Всесвіту тут і там тьмяними іскрами горітимуть самотні червоні карлики.

Можливо, це лише частково пояснює таку перевагу в чисельності червоних карликів над іншими. небесними світилами. Вчені-астрономи поки що ведуть дослідження в цьому напрямку.

Зірки, що спалахують

(На картинці зірка типу UV, що спалахує, червоний карлик 2MASS J06045215-3433360, що знаходиться досить близько до нас, звичайно, за астрономічними мірками)

Серед тьмяних червоних карликів зустрічаються зірки, що спалахують. Їх відкрито не надто багато через наднизьку світність. Астрономи, що спалахують червоні карлики, називають зірками типу UV Кита або змінними зірками, у яких різко зростає світність Блиск зірки може різко зрости всього за кілька секунд, згасання ж відбувається значно повільніше. Вченими не виявлено періодичність виникнення спалахів, цей процес має спонтанний характер. Схожі спалахи виникають на Сонці, але вони значно слабші.

Чи має червоні зірки планети?

Астрономи відкрили багато планет, що обертаються навколо червоних карликів. Їх значно менше, ніж планет, що належать до жовтих карликів – зірок, схожих на наше Сонце. Якщо розглядати можливість життя на планетах, то вчені припускають таку можливість. Щоправда, через певну закономірність у русі планет у системах червоних карликів перспектива виявлення розвитку біологічних організмівневелика.

Справа в тому, що через невелику масу і низьку температуру зірки життя можливе на планетах, період обігу яких становить кілька діб. Тільки на таких близьких планетах вода може перебувати в рідкому стані. Але за такої близькості до зірки за законом гравітації планета завжди буде звернена до світила однією стороною, отже, оптимальне місце можливого існування живих організмів - це сутінкова зона поблизу термінатора. Тобто умови для розвитку біологічних видівдалеко не оптимальні. Однак через поширеність у Всесвіті червоних карликів вчені не виключають, що одного прекрасного дня на будь-якій планеті в системі маленької зірки буде виявлено життя.

Влітку та восени, на нічному небосхилі, у північній півкулі небесної сфери можна розрізнити так званий Великий Літній Трикутник. Це один із найвідоміших астеризмів. У верхній точці Трикутника знаходиться Вега - зірка яскраво-блакитного кольору, що є головною в .

Назва Вега перекладається з арабської мовияк «падаючий орел». Інша її назва Alpha Lyrae (α Lyrae / α Lyr) – це Офіційна назва, згадуване в науковій літературі. За яскравістю для жителів Росії Вега третя зірка після і Арктура. Відстань від Сонця до Веги становить 25,3 світлових років, що вважається відносно близько.

Як Вега допомогла астрономам

Вега зіграла найважливішу рольу розвитку астрофізики. Вона стала відправною точкою для розробки фотометричної системи визначення кольору і блиску зірок UVB. Тобто її блиск було прийнято за 0 (точку відліку).

Це перша сфотографована зірка після , а також одна з перших, відстань до якої було визначено методом паралаксу. І, цікавий факт, у XII столітті до н. вона була (зіркою вказує на північний полюс) і знову її буде через 12 000 років!

Деякі властивості Веги

Зірка Вега спектрального класу A0V, тобто Біла зіркаосновної послідовності. Це означає, що джерелом енергії для неї є реакція термоядерного синтезугелію з водню. Вега важча за Сонце більш ніж у 2 рази, а її світність у 37 разів більша за сонячну. Через великої масице блакитне сонце проіснує у вигляді білої зірки 1 мільярд років, або 1/10 життя Сонця. Вік Веги дорівнює 386-510 мільйонів років, і зараз вона знаходиться у середині свого життя, як і наше Сонце. Потім вона перетвориться на червоного гіганта М типу, і згодом стане білим карликом.

Параметри

Її радіус було виміряно і становило 2,73 ± 0,01 радіуса Сонця, проте цей факт суперечив теоретичним розрахункам розміру зірки. Пояснення цьому лежить, ймовірно, у швидкості обертання об'єкта, цей факт було підтверджено спостереженнями у 2005 році. Дійсно Вега обертається так швидко, що форма її є еліпс. Швидкість обертання Веги сягає 274 км/сек. Її екваторіальний діаметр на 23% більше за полярний.

В астрономії будь-який елемент важчий за гелій називається металом, у складі Веги таких металів мало, всього 32% від такого ж сонячного показника.

Причина цього досі незрозуміла. Швидкість руху зірок щодо Землі обчислюється з допомогою усунення їх спектра. Якщо колір зміщується у бік червоної частини спектру, то небесний об'єктвіддаляється від Землі. Для Веги це усунення становить − 13,9 ± 0,9 км/с, знак мінуса означає, що «орел, що падає» наближається до нас.

Рух

Також зірка має власну швидкість руху. Воно дорівнює 202,03 ±0,63 мілісекунди дуги за прямим сходженням і 278,47 ±0,54 мілісекунд дуги по відмінюванню. за небесній сферіна 1 градус Вега рухається за 11 000 років. Щодо сусідніх зірок блакитна зірка рухається приблизно такою самою швидкістю, як і Сонце, або 19 км/сек.

Астрономи вивчили й інші зірки схожі на Вегу, в результаті її було зараховано до групи Кастора. До цієї групи належить 16 зірок, у просторі вони рухаються паралельно один одному з рівними швидкостями. Припущення вчених у тому, що зіркові об'єкти цієї групи сформувалися одночасно і одному місці, але потім стали гравітаційно-незалежними.

Пиловий диск навколо планети, знімок телескопа Спітцер на довжині хвилі 24 (ліворуч) та 70 мікрон

В даний час вивчається питання про наявність у Веги екзопланети (або екзопланет), а також планет земної групи. Але поки що питання залишається відкритим. на Наразі, навколо Веги виявлено лише пиловий диск.

Подорож до Веги

Міфічна роль блакитного сонця

Завдяки своїй яскравості, Вега, безсумнівно, привертала увагу багатьох людей із найдавніших часів. Тому вона є героїнею міфів і легенд різних народівсвіту.

Китайці, наприклад, вірили, що земне втілення Альтаїра, молодий чоловік на ім'я Ню-Лан за порадою свого старого вола вирушає до Срібної річки, де знаходить дівчину на ім'я Чжі-нюй (Вегу), онуку Тян-ді (небесного правителя) і одружується на ній. У них народжується син і дочка (? і ? Орла), але небесний правитель забрав свою дочку, Чжі-нюй на небо, а подружжю дозволив бачитися 1 раз на рік. Цей день, 7-е число 7-го місяця, китайці вважають днем ​​зустрічі закоханих.

Коротко про Вегу

Список найяскравіших зірок