Зірки світять блакитним та білим світлом. Чому світять зірки

Кожна зірка - це величезна газова куля, що світиться, як наше Сонце. Зірка світить тому, що виділяє величезну кількість енергії. Ця енергія утворюється в результаті так званих термоядерних реакцій.До складу кожної зірки входить безліч хімічних елементів. Наприклад, на Сонці виявлено присутність принаймні 60 елементів. Серед них водень, гелій, залізо, кальцій, магній та інші.
Чому ж бачимо Сонце таким невеликим? Та тому, що він дуже далекий від нас. Чому зірки виглядають зовсім крихітними? Згадай, яким невеликим здається нам наше величезне Сонце - лише з футболний м'яч. Це тому, що воно дуже далеко від нас. А зірки знаходяться значно далі!
Зірки на подобу нашого Сонця висвітлюють Всесвіт навколо себе, зігрівають, оточуючі їх, планети, дарують життя. Чому ж вони світяться тільки вночі? Ні-ні, вдень вони теж світять, просто їх не видно. У денний час наше сонечко своїми променями висвітлює блакитну атмосферу планети, через що космос ховається як би за шторкою. Вночі ж ця завіса відкривається, і ми бачимо всю пишність космосу - зірки, галактики, туманності, комети та багато інших чудес нашого Всесвіту.

Ми ніколи не замислюємося, що можливо є ще якесь життя, крім нашої планети, крім нашої Сонячної системи. Можливо на якійсь із планет, що обертаються навколо блакитної чи білої чи червоної, а може жовтої зірки є життя. Можливо, є ще одна така ж планета земля, на якій живуть такі ж люди, але ми про це досі нічого не знаємо. Нашими супутниками, телескопами виявлено низку планет, на яких можливе життя, але до цих планет десятки тисяч і навіть мільйонів світлових років.

Сині відсталі зірки - зірки блакитного кольору

Зірки, що у зоряних скупченнях кульового типу, температура яких вище температури звичайних зірок, а спектру характерно істотне зміщення до синьої області, ніж зірок скупчення з аналогічною світністю, отримали назву блакитні зірки отставшие. Це ознака дозволяє їм виділятися щодо інших зірок цього скупчення діаграмі Герцшпрунга-Рассела. Існування таких зірок спростовує всі теорії еволюції зірок, суть якої полягає в тому, що для зірок, які виникли в той самий проміжок часу, передбачається розміщення в чітко визначеній області діаграми Герцшпрунга-Рассела. При цьому єдиним фактором, що впливає на точне місце розташування зірки, є її початкова маса. Часта поява блакитних відсталих зірок поза межами вищезгаданої кривої може стати підтвердженням існування такого поняття, як аномальна зіркова еволюція.

Фахівці, які намагаються пояснити природу їхнього виникнення, висунули кілька теорій. Найбільш ймовірна з них вказує на те, що дані зірки блакитного кольору в минулому були подвійними, після чого у них почав відбуватися або відбувається зараз злиття. Підсумком злиття двох зірок стає виникнення нової зірки, що має набагато більшу масу, яскравість та температуру, ніж зірки такого ж віку.

Якщо вірність цієї теорії вдасться якимось чином довести, теорія зіркової еволюції втратила б проблеми у вигляді блакитних відсталих. У складі зірки, що вийшла, було б більше водню, який поводився б аналогічно молодій зірці. Існують факти, що підтверджують таку теорію. Спостереження показали, що зірки, що найчастіше відстали, зустрічаються в центральних регіонах кульових скупчень. В результаті переважаючого там числа зірок одиничного обсягу, близькі проходження або зіткнення стають більш ймовірними.

Для перевірки цієї гіпотези потрібно зайнятися вивченням пульсації блакитних відсталих, т.к. між астросейсмологічними властивостями зірок, що злилися, і нормально пульсуючих змінних, можуть бути деякі відмінності. Вимірювати пульсації досить важко. На цей процес також є негативною переповненість зоряного неба, малі коливання пульсацій блакитних відсталих, а також рідкість їх змінних.

Один із прикладів злиття можна було спостерігати в серпні 2008 року, тоді така подія торкнулася об'єкта V1309, яскравість якого після виявлення зросла кілька десятків тисяч разів, а через кілька місяців повернулася до первісного значення. В результаті 6-річних спостережень вчені дійшли висновку, що даний об'єкт є двома зірками, період обігу яких один навколо одного становить 1,4 дні. Ці факти наштовхнули вчених на думку, що у серпні 2008 року відбувався процес злиття цих двох зірок.

Для блакитних відсталих характерним є високий момент обертання. Наприклад, швидкість обертання зірки, яка розташовується в середині скупчення 47 Тукана, у 75 разів перевищує швидкість обертання Сонця. Згідно з гіпотезою, їх маса в 2-3 рази перевищує масу інших зірок, які знаходяться в скупченні. Також за допомогою досліджень було встановлено, що якщо зірки блакитного кольору близько розташовуються до якихось інших зірок, то в останніх буде відсотковий вміст кисню та вуглецю нижчий, ніж у сусідів. Імовірно, зірки перетягують дані речовини з інших, що рухаються по їх орбіті зірок, у результаті зростає їхня яскравість і температура. У «крадених» зірок виявляються місця, де відбувся процес перетворення вихідного вуглецю на інші елементи.

Назви блакитних зірок – приклади

Рігель, Гамма Вітрила, Альфа Жирафа, Дзета Оріона, Тау Великого Пса, Дзета Корми

Білі зірки - зірки білого кольору

Фрідріхом Бесселем, який керував Кенігсберзькою обсерваторією, у 1844 році було зроблено цікаве відкриття. Вчений помітив найменше відхилення найяскравішої зірки неба – Сіріуса від своєї траєкторії по небосхилу. Астроном припустив наявність у Сіріуса супутника, а також розрахував приблизний період обертання зірок навколо їхнього центру мас, який становив близько п'ятдесяти років. Бессель не знайшов належної підтримки з інших учених, т.к. супутник ніхто не зміг виявити, хоча за своєю масою він мав бути порівнянний із Сіріусом.

І лише через 18 років Альваном Грехемом Кларком, який займався тестуванням найкращого телескопа тих часів, поряд із Сіріусом було виявлено тьмяну білу зірку, яка і виявилася його супутником, який отримав назву Сіріус В.

Поверхня цієї зірки білого кольору розігріта до 25 тис. кельвінів, а її радіус невеликий. Враховуючи це, вчені зробили висновок про високу щільність супутника (на рівні 106 г/см 3 при цьому щільність самого Сіріуса приблизно становить 0,25 г/см 3 а Сонця - 1,4 г/см 3). Через 55 років (у 1917 році) було відкрито ще один білий карлик, який отримав назву на честь вченого, який його виявив – зірка ван Маанена, яка знаходиться в сузір'ї Риб.

Назви білих зірок - приклади

Вега в сузір'ї Ліри, Альтаїр у сузір'ї Орла (видні влітку та восени), Сіріус, Кастор.

Жовті зірки - зірки жовтого кольору

Жовтими карликами прийнято називати невеликі зірки головної послідовності, маса яких у межах маси Сонця (0,8-1,4). Якщо судити за назвою, такі зірки мають свічення жовтого кольору, яке виділяється під час здійснення термоядерного процесу синтезу з водню гелію.

Поверхня таких зірок розігрівається до температури 5-6 тис. кельвінів, які спектральні класи перебувають у межах між G0V і G9V. Живе жовтий карлик приблизно 10 млрд років. Згоряння водню в зірці стає причиною її багаторазового збільшення у розмірах та перетворення на червоного гіганта. Одним із прикладів червоного гіганта є Альдебаран. Такі зірки можуть утворювати планетарні туманності, позбавляючись зовнішніх шарів газу. При цьому здійснюється перетворення ядра в білого карлика, який має велику щільність.

Якщо брати до уваги діаграму Герцшпрунга-Рассела, то ній жовті зірки перебувають у центральній частині головної послідовності. Оскільки Сонце можна назвати типовим жовтим карликом, його модель цілком підходить для розгляду загальної моделі жовтих карликів. Але є інші характерні жовті зірки на небі, назви яких – Альхіта, Дабіх, Толіман, Хара тощо. дані зірки не мають високої яскравості. Наприклад, той же Толіман, який, якщо не враховувати Проксима Центавру, найближче розташовується до Сонця, має 0-у величину, але в той же час його яскравість найвища серед усіх жовтих карликів. Розташовується ця зірка в сузір'ї Центавра, також вона є ланкою складної системи, до складу якої входять 6 зірок. Спектральний клас Толімана - G. А ось Дабіх, що знаходиться в 350 світлових роках від нас, відноситься до спектрального класу F. Але її висока яскравість обумовлена наявністю поруч зірки, що відноситься до спектрального класу - А0.

Крім Толімана, спектральний клас G має HD82943, що розташувалася на головній послідовності. Ця зірка, завдяки подібному до Сонця хімічному складу і температурі, також має дві планети великих розмірів. Однак форма орбіт даних планет далеко не кругова, тому відносно часто відбуваються їх зближення з HD82943. В даний час астрономи змогли довести, що раніше ця зірка мала набагато більше планет, але згодом вона їх все поглинула.

Назви жовтих зірок – приклади

Толіман, зірка HD 82943, Хара, Дабіх, Альхіта

Червоні зірки - зірки червоного кольору

Якщо Вам хоч раз у житті доводилося бачити в об'єктиві свого телескопа червоні зірки на небі, які горіли на чорному тлі, то спогад цього моменту допоможе чіткіше уявити те, про що буде написано в цій статті. Якщо ж Вашому погляду жодного разу не представлялися подібні зірки, наступного разу обов'язково спробуйте їх знайти.

Якщо взятися складати список найяскравіших червоних зірок небосхилу, які можна легко знайти навіть за допомогою аматорського телескопа, то можна виявити, що всі вони є вуглецевими. Перші червоні зірки було відкрито ще 1868 року. Температура таких червоних гігантів низька, крім того їх зовнішні шари заповнені величезною кількістю вуглецю. Якщо раніше подібні зірки становили два спектральні класи - R і N, то зараз вчені визначили їх в один загальний клас - С. У кожного спектрального класу існують підкласи - від 9 до 0. При цьому клас С0 позначає, що зірка має велику температуру, але менш червона, ніж зірки класу С9. Також важливим є те, що всі зірки, у складі яких переважає вуглець, за своєю суттю змінні: довгоперіодичні, напівправильні або неправильні.

Крім того, в такий список потрапили і дві зірки, які називаються червоними напівправильними змінними, найбільш відома з яких - m Цефея. Її незвичайним червоним кольором зацікавився ще Вільям Гершель, який назвав її «гранатовою». Для таких зірок характерна неправильна зміна світності, яка може тривати від кількох десятків до кількох сотень днів. Такі змінні зірки відносяться до класу М (зірки холодні, температура поверхні яких від 2400 до 3800 К).

Враховуючи той факт, що всі зірки з рейтингу – змінні, необхідно внести певну ясність до позначень. Загальноприйнято, що червоні зірки мають назву, що складається з двох складових частин – літери латинського алфавіту та імені сузір'я змінної (наприклад, Т Зайця). Першої змінної, яку відкрили в даному сузір'ї, присвоюється буква R і так далі, до букви Z. Якщо таких змінних багато, для них передбачається подвійна комбінація латинських букв - від RR до ZZ. Такий спосіб дозволяє «назвати» 334 об'єкти. Крім того, можна зірки позначати і за допомогою літери V у поєднанні з порядковим номером (V228 Лебедя). Під позначення змінних відведено першу колонку рейтингу.

Дві наступні колонки в таблиці позначають місцезнаходження зірок у період 2000.0 року. Внаслідок підвищеної популярності атласу «Uranometria 2000.0» серед любителів астрономії, остання колонка рейтингу відображає номер пошукової картки для кожної зірки, яка є у рейтингу. При цьому перша цифра відображає номер тома, а друга – порядковий номер карти.

Також у рейтингу відображаються максимальні та мінімальні значення блиску зіркових величин. Варто пам'ятати, що більша насиченість червоного кольору спостерігається у зірок, яскравість яких мінімальна. Для зірок, період змінності яких відомий, він відображається у вигляді доби, а ось об'єкти, які правильного періоду не мають, відображаються у вигляді Irr.

Для пошуку вуглецевої зірки не потрібна велика спритність, достатньо, щоб можливостей Вашого телескопа вистачило, щоб її побачити. Навіть, якщо її розміри невеликі, її яскраво виражений червоний колір має привернути Вашу увагу. Тому не варто засмучуватися, якщо не виходить одразу їх виявити. Достатньо скористатися атласом, щоб знайти ближчу яскраву зірку, і потім уже, рухатися від неї до червоної.

Різні спостерігачі по-різному вбачають вуглецеві зірки. Деяким вони нагадують рубіни або кут, що горить вдалині. Інші ж бачать у таких зірках малинові або криваво-червоні відтінки. Для початку в рейтингу є список з шести найяскравіших червоних зірок, знайшовши і які Ви зможете вдосталь насолодитися їхньою красою.

Назви червоних зірок – приклади

Відмінності зірок за кольором

Існує величезна різноманітність зірок з невимовними кольоровими відтінками. Внаслідок цього навіть одне сузір'я отримало назву «Шкатулка з коштовностями», основу якого складають блакитні та сапфірові зірки, а в самому його центрі розташувалася помаранчева зірка, що яскраво світить. Якщо розглядати Сонце, воно має блідо-жовтий колір.

Прямим чинником, що впливає відмінність зірок за кольором, є температура їх поверхні. Пояснюється це просто. Світло за своєю природою є випромінюванням у вигляді хвиль. Довжина хвилі – це відстань між її гребенями, дуже маленькою. Щоб її уявити, потрібно 1см розділити на 100 тис. однакових частин. Декілька ось таких частинок і становитимуть довжину хвилі світла.

Враховуючи, що це число виходить досить маленьким, кожне, навіть незначне, його зміна стане причиною, через яку картинка, що спостерігається нами, зміниться. Адже наш зір різну довжину світлових хвиль сприймає як різні кольори. Наприклад, синій колір мають хвилі, довжина яких у 1,5 рази менша, ніж у червоних.

Також практично кожен з нас знає, що температура може безпосередньо впливати на колір тіл. Наприклад, можна взяти будь-який металевий предмет і покласти його на вогонь. Під час нагрівання він стане червоним. Якби температура вогню суттєво підвищувалася, змінювався б і колір предмета – з червоного на помаранчевий, з помаранчевого на жовтий, з жовтого на білий і, нарешті, з білого на синьо-білий.

Оскільки Сонце має температуру поверхні в районі 5,5 тис. 0 С, воно є характерним прикладом жовтих зірок. А ось найгарячіші блакитні зірки можуть розігрівати і до 33 тис. градусів.

Колір і температура пов'язані вченими з допомогою фізичних законів. Чим температура тіла прямо пропорційна його випромінюванню і обернено пропорційна довжині хвиль. Хвилі синього кольору мають короткі довжини хвиль порівняно з червоним. Розпечені гази випромінюють фотони, енергія яких прямо пропорційна температурі і обернено пропорційна довжині хвилі. Саме тому для найбільш гарячих зірок характерним є синьо-блакитний діапазон випромінювання.

Оскільки ядерне паливо на зірках не безмежне, воно має властивість витрачатися, що призводить до остигання зірок. Тому зірки середнього віку мають жовтий колір, а старі зірки бачимо червоними.

Внаслідок того, що Сонце знаходиться дуже близько до нашої планети, можна з точністю описати його колір. А ось для зірок, які перебувають у мільйоні світлових років від нас, завдання ускладнюється. Саме для цього використовується прилад, який отримав назву спектрограф. Крізь нього вчені пропускаю світло, випромінюване зірками, у результаті можна можна спектрально проаналізувати практично будь-яку зірку.

Крім того, за допомогою кольору зірки можна визначити її вік, т.к. математичні формули дозволяють використовувати спектральний аналіз визначення температури зірки, за якою легко обчислити її вік.

Відео таємниці зірок дивитися онлайн

Поділяються на спектральні класи залежно від їхнього спектру електромагнітного випромінювання. З нього можна отримати таку важливу інформацію про космічне тіло як температура і тиск верхніх шарів, хімічний склад та інші фізичні характеристики.

У простому випадку спектр можна отримати наступним чином: , що випромінюється об'єктом, пропускається через вузький отвір, за яким розташовується призма. Остання заломлює світло, яке потім прямує на екран або спеціальну фотоплівку. Отримане зображення подається у вигляді плавного градієнта кольорів від фіолетового до червоного. Спектр без чорних ліній називається безперервним. Така картина спостерігається при випромінюванні світла твердими чи рідкими тілами, наприклад – лампою розжарювання.

Розглянемо наступний випадок: нехай є пальник, в полум'я якого помістили деяку масу солі. В описаному випадку у світлі полум'я спостерігатиметься яскраво-жовтий колір. І якщо подивитися через ці випари, то ми побачимо яскраву жовту лінію. Це означає, що розігріті пари натрію випромінюють світло із довжиною хвилі жовтого кольору. Ця властивість властива будь-якій речовині в газоподібному стані, а її спектр називається лінійчастим.

Під час спостереження за Сонцем німецький оптик Йозеф Фраунгофер зазначив, що його безперервному спектрі випромінювання є якісь тонкі чорні лінії. Пізніше Густав Кірхгоф визначив, що всякий розріджений газ поглинає промені світла саме тих довжин хвиль, які випромінює сам, перебуваючи у стані свічення. Отримані на безперервному спектрі чорні лінії були названі лінії поглинання. Застосувавши згадані закони, учені, змогли виявити хімічний склад зірки. Тому що гази в атмосфері поглинали випромінювання з певними довжинами хвиль.

Надалі в спектроскопії з'явилося безліч методів вивчення інших властивостей зірок, тобто зсув спектру в певний бік, порівняння зі спектром абсолютно чорного тіла, роздвоєння ліній накладання та інше.

Вийдіть на вулицю темної безмісячної ночі. Подивіться нагору. Якщо це грудень чи січень, зверніть увагу на Бетельгейзе, що горить червоним світлом на плечі Оріона, і Ригель, яскраво-блакитну зірку біля його коліна. Через місяць у сузір'ї Возничого з'явиться жовта Капела.

Якщо це липень, знайдіть Вегу, блакитний сапфір Ліри, або Антарес, оранжево-червоне серце Скорпіона.

Зелених зірок немає! Будь-якої пори року в небі можна виявити різні зірки. Більшість виглядають білими, але у найяскравіших проявляється колір. Червоний, помаранчевий, жовтий, блакитний – майже всі кольори веселки… Але, зачекайте, а де ж зелені? Хіба ми не повинні бачити й такі?

Ні. Це дуже часто питання, і жодних зелених зірок ми не бачимо. І ось чому.

Візьміть паяльну лампу (можна подумки) та розігрійте брусок заліза. Спочатку він світитиметься червоним, потім помаранчевим, потім біло-блакитним. Потім він розплавиться. Краще використовувати прихватку.

Чому він світиться? Будь-яка температура вище абсолютного нуля (близько -273 °C) випромінює світло. Кількість світла та довжина його хвилі залежить від температури. Чим тепліше об'єкт, тим коротша довжина хвилі.

Холодні об'єкти випромінюють радіохвилі. Дуже гарячі випромінюють ультрафіолет або рентгенівське проміння. У дуже вузькому діапазоні температур гарячі об'єкти випромінюватимуть видиме світло, довжини хвиль грубо від 300 нм до 700 нм.

Необхідно врахувати, що об'єкти не випромінюють світло на одній довжині хвилі. Вони випромінюють фотони в діапазоні довжин хвиль. Якби ви використовували якийсь детектор, чутливий до довжин хвиль світла, випромінюваного об'єктом, а потім побудували кількість цих хвиль на графіку, то отримали б кривобокий графік під назвою «характеристика випромінювання чорного тіла» (чому він так називається, неважливо, але якщо вам цікаво, можете пошукати.Тільки увімкніть фільтр пошукової видачі.Серйозно). Вона трохи схожа на дзвін кривої нормального розподілу, але на малих довжинах хвиль вона падає швидше, а на більших – повільніше.

Ось приклади кількох кривих для різних температур:

По осі х відкладається довжина хвилі (або колір, якщо хочете), і для довідки на графік накладено спектр видимих кольорів. Можна відзначити характерну дзвоноподібну форму. У гарячих об'єктів пік зміщується вліво, до коротших хвиль.

В об'єкті температурою 4500 Кельвінів (порядку 4200 ° C) пік знаходиться в оранжевій частині спектру. Розігрійте його до 6000 К (приблизно температура Сонця, 5700 ° C) і пік переміститься в зелено-блакитну область. Розігрійте ще, і пік переміститися в блакитну область, або ще далі, до коротких довжин хвиль. Найгарячіші зірки випромінюють більшу частину світла в ультрафіолеті, на більш коротких хвилях, ніж ті, що ми бачимо неозброєним оком.

Хм, секундочку. Якщо у Сонця пік знаходиться у зелено-блакитній області, чому воно не виглядає зелено-блакитним? Це ключове питання. Вся справа в тому, що хоча пік посідає зелено-блакитну область, воно випромінює світло та інших кольорів.

Подивіться на графік об'єкта із температурою, близькою до сонячної. Пік посідає зелено-блакитну область, тому більшість фотонів випускається там. Але випромінюються і сині, і червоні фотони. Дивлячись на Сонце, ми бачимо всі ці кольори разом. Наші очі змішують їх та видають один колір – білий. Так, білий. Дехто каже, що Сонце жовте, але якби воно реально було жовте, тоді хмари та сніг теж були б жовтими (весь сніг цілком, а не тільки та частина у вас на подвір'ї, де гуляє собака).

Тому Сонце не виглядає зеленим. Але чи можемо ми погратись із температурою, щоб отримати зелену зірку? Може, таку, яка трохи тепліша чи холодніша за Сонце?

Виявляється, що не можемо. Тепліша зірка видаватиме більше блакитного кольору, а холодна – більше червоного, і в будь-якому випадку наші очі не побачать там зеленого. Провину за це потрібно покладати не на зірки (не повністю принаймні), а на нас самих.

У наших очах є світлочутливі клітини, колбочки та палички. Палички – це датчики яскравості, вони не розрізняють кольори. Колбочки бачать кольори, і їх буває три види: чутливі до червоного, синього та зеленого. Коли на них падає колір, кожна збуджується по-різному: червоний колір збуджує червоні колби, а сині та зелені залишаються до нього байдужими.

Більшість об'єктів не випромінюють і не відображають єдиний колір, тому колбочки порушуються все відразу, але по-різному. Наприклад, апельсин збуджує червоні колбочки вдвічі сильніше за зелені, і залишає сині у спокої. Коли мозок отримує сигнал від трьох колб, він каже: «Напевно, це помаранчевий об'єкт». Якщо зелені колбочки бачать стільки ж світла, як червоні, а сині нічого не бачать, ми інтерпретуємо колір, як жовтий. І так далі.

Тому єдиний спосіб для зірки виглядати зеленою – це випромінювати тільки зелене світло. Але із графіка вище видно, що це неможливо. Будь-яка зірка, що випускає зелений, випускатиме також багато червоного і блакитного, що зробить її білою. Зміна температури зірки перетворить її на помаранчеву, жовту, червону або блакитну, але зелену зробити не вийде. Наші очі просто не побачать її такою.

Тому зелених зірок не буває. Випромінювані зірками кольори і те, як наші очі інтерпретують їх, гарантує це.

Але це мене не турбує. Якщо ви подивіться в телескоп і побачите сяючу Вегу або рум'яний Антарес, або темно-жовтогарячий Арктур, вас це теж не дуже хвилюватиме. Зірки бувають не всіх кольорів, але їх достатньо, і завдяки цьому вони напрочуд прекрасні.