Звезды – какими они бывают
Фев.16.2010 
Звезды – самые главные объекты во вселенной, к которым прикованы взгляды ученых всего мира. Именно на звезды приходится около 90% всего вещества вселенной. Звезды поражают нас своим разнообразием, таят массу загадок и несут очень важную информацию о происхождении и эволюции вселенной.
Звезда представляет собой газовый шар, излучающий свет в окружающее пространство. Самая знакомая нам звезда – наше Солнце, благодаря которому и существует жизнь на Земле. Расстояние от нас до самых ближайших звезд огромно, оно равняется сотням парсек. Для того чтобы точно определить расстояние, отделяющее любую звезду от нас, применяется метод определения параллактического смещения. При этом исследуется видимое смещение положения звезды относительно других звезд, расположенных более далеко. Но данный метод можно применить только к определению расстояний до относительно близких звезд, звезды, расположенные от нас далее чем в 100 парсек, труднее поддаются анализу. Для измерения расстояний до таких далеких объектов используется детальное изучение звездного спектра.
Самая близкая к нашей солнечной системе звезда носит название Проксима Центавра, и находится на расстоянии 1,3 парсека.
Звезды существенно отличаются друг от друга по ряду характеристик, от массы и плотности, до химического состава.
Масса звезд
Для того чтобы определить массу той или иной звезды, ученые применяют метод изучения движения звезд, входящих в звездные пары или звездные группы. В этих группах звезды двигаются вокруг общего центра массы, при этом испытывая притяжение друг к другу. В таких системах массу звезд можно определить с помощью закона всемирного тяготения. По данным исследований, все звезды вселенной имеют массу в пределах от одной десятой до пятидесяти масс нашего Солнца.
Размеры звезд
Диаметр звезд различается очень существенно. Самыми маленькими звездами, известными науке, являются нейтронные звезды. Их диаметр равен 10-20 км. Небольшими размерами отличаются и белые карлики. А звезды, превосходящие в диаметре наше солнце в несколько раз, называются гигантами. Известны науке и красные сверхгиганты, которые по размеру могут быть равны всей солнечной системе.
Плотность звезд
Звезды имеют различную плотность. В среднем плотность вещества звезд в 1,4 раза выше плотности воды. Но у маленьких звезд плотность повышается, а у больших – уменьшается. Например, у красных сверхгигантов плотность может быть меньшей плотности земного воздуха. Белые карлики отличаются высокой плотностью. Один кубический сантиметр звездного вещества таких звезд весит около 2 тонн. Плотность нейтронных звезд приближена к плотности ядер атомов.
Светимость звезд
Интенсивность выделения звездами световой энергии тоже сильно различается у разных представителей данного класса космических тел. Светимость определяется в единицах, равных светимости Солнца. Самые яркие звезды имеют показатель светимости в тысячи и даже миллионы светимостей Солнца, а самый тусклые светят в тысячи раз слабее нашего светила.
Состав звезд
Химический состав всех звезд был изучен благодаря анализу их спектра. Оказалось, что в основном звезды состоят из водорода и гелия, на долю этих элементов приходится около 98% всей звездной массы. При этом количество водорода почти вдвое больше, чем количество гелия. Остальные 2% звездной массы состоят из самых различных элементов, встречающихся на земле. Ученые с максимальной точностью могут определить лишь состав поверхностного слоя звезд, а внутреннее содержимое рассчитывают теоретически.
Все звезды нашей вселенной подразделяются на три большие группы по тем физическим свойствам, которыми они обладают.
Большинство звезд относится к так называемым нормальным звездам. Эти звезды состоят из идеального газа – такого сочетания элементов, которое создает давление, прямо пропорциональное температуре звезды, и обратно пропорциональное объему звезды. Жизнь таких звезд полностью подчиняется законам идеального газа, и ученые без труда могут определить плотность, температуру и давление внутри этих звезд.
Белые карлики отличаются высокой плотностью вещества, при которой оно уже не обладает характеристиками идеального газа. Газ в таких звездах ученые называют вырожденным. Белые карлики развиваются и существуют по совершенно особым законам.
Нейтронные звезды являются самыми загадочными звездами во вселенной. Плотность вещества в них настолько огромна, что даже атомные ядра в составе такой звезды не могут существовать. Нейтронные звезды состоят из нейтронов – элементарных частиц, входящих в состав атомного ядра, обладающих нейтральным зарядом.
Каждая звезда обладает гравитацией, которая направлена на сжатие светила. Но такого сжатия не происходит благодаря внутренней силе давления звездного вещества. Это давление в нормальных звездах определяется по законам идеального газа, в белых карликах оно соответствует законам вырожденного газа, а в нейтронных звездах сжатие невозможно по причине взаимодействия ядерных сил отдельных нейтронов.
Давление звезд и их температура определяются внутренними источниками энергии. Эти источники не вечны, поэтому рано или поздно силы, препятствующие сжатию звезды, ослабевают, звезда охлаждается и сжимается в маленький плотный шарик. Выработка энергии происходит в центральной части звезды, где идет термоядерная реакция, участниками которой являются протоны – ядра атомов водорода. В результате этой реакции водород преобразовывается в гелий и происходит выброс энергии. Если бы запасы водорода в звездах были бесконечными, звезды светили бы неограниченно долго. Но в реальности водород рано или поздно кончается, и звезда умирает.
Дольше всего могут светить небольшие по массе и размерам звезды, которые меньше нашего Солнца, они расходуют свою энергию очень экономно. Огромные звезды светят сравнительно недолго и быстро умирают.
Звезды до сих пор остаются самими интересными для исследования объектами во вселенной. Ученые не исключают возможности существования вокруг отдельных звезд планетных систем, похожих на Солнечную систему, а значит, не исключено и существование разумной жизни во вселенной.
Добавить комментарий