З чаго складаюцца зоркі на небе? Віды зорак, іх характарыстыкі

Няўзброеным вокам на небе ў бязмесячную ноч і удалечыні ад горада відаць велізарная колькасць зорак. Пры дапамозе тэлескопа можна назіраць яшчэ больш свяцілаў. Прафесійная апаратура дазваляе вызначыць іх колер і памер, а таксама свяцільнасць. Пытанне «з чаго складаюцца зоркі?» На працягу доўгага часу ў гісторыі астраноміі заставаўся адным з самых спрэчных. Аднак і яго ўдалося вырашыць. Сёння навукоўцам вядома, з чаго складаецца Сонца і іншыя зоркі і як гэты параметр змяняецца ў працэсе эвалюцыі касмічных тэл.

метад

Вызначаць склад свяцілаў астраномы навучыліся толькі ў сярэдзіне XIX стагоддзя. Менавіта тады ў арсенале даследчыкаў космасу з'явіўся спектральны аналіз. Метад заснаваны на ўласцівасці атамаў розных элементаў выпраменьваць і паглынаць святло на строга пэўных рэзанансных частотах. Адпаведна на спектры бачныя цёмныя і светлыя палосы, размешчаныя на месцах, характэрных для дадзенага рэчыва.

Розныя крыніцы святла можна адрозніць па малюнку з ліній паглынання і выпраменьвання. Спектральны аналіз паспяхова ўжываецца для вызначэння складу зорак. Яго дадзеныя дапамагаюць даследчыкам зразумець вельмі многія працэсы, якія адбываюцца ўнутры свяцілаў і недаступныя непасрэднаму назіранню.

З чаго складаецца зорка на небе?

Сонца і іншыя свяціла - гэта велізарныя распаленыя шары газу. Зоркі складаюцца пераважна з вадароду і гелія (73 і 25% адпаведна). Яшчэ прыкладна 2% рэчывы прыпадае на больш цяжкія элементы: вуглярод, кісларод, металы і гэтак далей. У цэлым вядомыя сёння планеты і зоркі складаюцца з таго ж матэрыялу, што і ўся Сусвет, аднак адрозненні ў канцэнтрацыі асобных рэчываў, масе аб'ектаў і ўнутраных працэсах спараджаюць ўсе разнастайнасць існуючых касмічных тэл.

У выпадку свяцілаў асноўнымі крытэрамі адрозненняў паміж іх тыпамі з'яўляюцца маса і тыя самыя 2% элементаў, якія цяжэй гелія. Адносная канцэнтрацыя апошніх называецца ў астраноміі металличностью. Велічыня гэтага параметру дапамагае вызначыць узрост зоркі і яе будучыню.

Унутраная будова

«Начынне» зорак не разлятаецца па Галактыцы дзякуючы сілам гравітацыйнага сціску. Яны ж спрыяюць размеркаванні элементаў ва ўнутранай структуры свяцілаў пэўным чынам. У цэнтр, да ядра, накіроўваюцца ўсе металы (у астраноміі так называюць любыя элементы цяжэй гелія). Зорка утвараецца з воблака пылу і газаў. Калі ў ім прысутнічаюць толькі гелій і вадарод, то першы ўтварае ядро, а другі - абалонку. У той момант, калі маса дасягае крытычнай адзнакі, пачынаецца тэрмаядзерная рэакцыя і зорка запальваецца.

Тры пакаленні зорак

Ядра, якія складаюцца выключна з гелія, мелі свяціла першага пакалення (таксама іх называюць зоркамі насельніцтва III). Яны ўтварыліся праз некаторы час пасля Вялікага выбуху і характарызаваліся уражальнымі памерамі, параўнальнымі з параметрамі сучасных галактык. У працэсе сінтэзу ў іх нетрах з гелія паступова ўтвараліся іншыя элементы (металы). Такія зоркі сканчалі сваё жыццё, выбухаючы звышновай. Элементы, сінтэзаваныя ў іх, сталі будаўнічым матэрыялам для наступных свяцілаў. Для зорак другога пакалення (насельніцтва II) характэрная нізкая металличность. Самыя маладыя з вядомых сёння свяцілаў ставяцца да трэцяга пакалення. У іх лік уваходзіць і Сонца. Асаблівасць такіх свяцілаў - больш высокі паказчык металличности у параўнанні з папярэднікамі. Маладзейшыя зоркі навукоўцамі выяўленыя не былі, аднак можна з упэўненасцю сцвярджаць, што для іх будзе характэрны яшчэ большы памер гэтага параметру.

вызначальны параметр

Тое, з чаго складаюцца зоркі, уплывае на працягласць іх жыцця. Металы, якія апускаюцца да ядра, уплываюць на тэрмаядзерную рэакцыю. Чым іх больш, тым раней загараецца зорка і тым менш будзе памер яе ядра пры гэтым. Следствам апошняга факту з'яўляецца больш нізкую колькасць энергіі, выпраменьванае такім свяцілам ў адзінку часу. Як вынік такія зоркі жывуць значна даўжэй. Іх запасу паліва хапае на многія мільярды гадоў. Напрыклад, па падліках навукоўцаў Сонца зараз знаходзіцца на сярэдзіне свайго жыццёвага цыклу. Яны існуюць ужо каля 5 млрд гадоў і столькі ж яшчэ наперадзе.

Сонца паводле тэорыі ўтварылася з газапылавога воблака, насычанага металамі. Яно адносіцца да зорак трэцяга пакалення ці, як іх яшчэ называюць, насельніцтва I. Металы ў яго ядры акрамя больш павольнага гарэння паліва забяспечваюць раўнамернае вылучэнне цяпла, што стала адной з умоў зараджэння жыцця на нашай планеце.

Эвалюцыя зорак

Склад свяцілаў нясталы. Паглядзім, з чаго складаюцца зоркі на розных этапах сваёй эвалюцыі. Але для пачатку ўспомнім, якія этапы праходзіць свяціла ад моманту з'яўлення да завяршэння жыццёвага цыклу.

У пачатку эвалюцыі зоркі размяшчаюцца на галоўнай паслядоўнасці дыяграмы Герцшпрунга-Расэла. У гэты час асноўным палівам у ядры з'яўляецца вадарод, з чатырох атамаў якога ўтвараецца адзін атам гелія. Большую частку жыцця зорка праводзіць менавіта ў такім стане. Наступная стадыя эвалюцыі - чырвоны гігант. Яго памеры значна больш першапачатковых, а тэмпература паверхні, наадварот, ніжэй. Зоркі тыпу Сонца сканчаюць сваё жыццё на наступнай стадыі - яны становяцца белымі карлікамі. Больш масіўныя сьвяцілы ператвараюцца ў нейтронных зоркі або чорныя дзіркі.

Першая стадыя эвалюцыі

Тэрмаядзерныя працэсы ў нетрах з'яўляюцца прычынай пераходу ззяла з адной стадыі на іншую. Гарэнне вадароду прыводзіць да павелічэння колькасці гелія, а значыць, памераў ядра і плошчы рэакцыі. У выніку тэмпература зоркі ўзрастае. У рэакцыю пачынае ўступаць вадарод, раней у ёй не задзейнічаны. Адбываецца парушэнне балансу паміж абалонкай і ядром. Як следства першая пачынае пашырацца, а другое - звужацца. Пры гэтым моцна ўзрастае тэмпература, што правакуе гарэнне гелія. З яго ўтвараюцца больш цяжкія элементы: вуглярод і кісларод. Зорка сыходзіць з галоўнай паслядоўнасці і ператвараецца ў чырвонага гіганта.

Наступная частка цыклу

Чырвоны гігант ўяўляе сабой аб'ект з моцна Раздутыя абалонкай. Калі Сонца дойдзе да гэтай стадыі, яно зойме ўсю прастору аж да арбіты Зямлі. Пра жыццё на нашай планеце ў такіх умовах, вядома, казаць не прыходзіцца. У нетрах чырвонага гіганта сінтэзуецца вуглярод і кісларод. Пры гэтым свяціла рэгулярна губляе масу з-за зорнага ветру і пастаяннай пульсацыі.

Далейшыя падзеі адрозніваюцца ў аб'ектаў з сярэдняй і вялікай масай. Пульсацыі зорак першага тыпу прыводзяць да таго, што іх знешнія абалонкі скідаюцца і ўтвараюць планетарную імглістасць. У ядры заканчваецца паліва, яно астывае і ператвараецца ў белага карліка.

Эвалюцыя сверхмассивных свяцілаў

Вадарод, гелій, вуглярод і кісларод - не ўсе, з чаго складаюцца зоркі з велізарнымі масамі на апошняй стадыі эвалюцыі. На этапе чырвонага гіганта ядра такіх свяцілаў сціскаюцца з велізарнай сілай. Ва ўмовах пастаянна расце тэмпературы пачынаецца гарэнне вугляроду, а затым і яго прадуктаў. Паслядоўна утвараюцца кісларод, крэмній, жалеза. Далей сінтэз элементаў ўжо не ідзе, паколькі фарміраванне з жалеза больш цяжкіх ядраў з вылучэннем энергіі немагчыма. Калі маса ядра дасягае пэўнай велічыні, яно калапсуе. На небе загараецца звышновая. Далейшы лёс аб'екта зноў залежыць ад яго масы. На месцы свяціла можа ўтварыцца нейтронная зорка або чорная дзірка.

Пасля выбуху звышновай сінтэзаваныя элементы разлятаюцца ў навакольным прасторы. З іх, цалкам магчыма, праз некаторы час сфармуюцца новыя зоркі.

прыклады

Асаблівае пачуццё ўзнікае, калі атрымліваецца не толькі апазнаць на небе знаёмыя свяціла, але і ўзгадаць, да якога класа яны ставяцца, з чаго складаюцца. Паглядзім, з якіх зорак складаецца Вялікая Мядзведзіца. У астеризм коўш ўваходзяць сем свяцілаў. Самыя яркія з іх - гэта Алиот і Дубхе. Другое свяціла ўяўляе сабой сістэму з трох кампанентаў. У адным з іх ужо пачалося гарэнне гелія. Два іншых, як і Алиот, размяшчаюцца на галоўнай паслядоўнасці. Да гэтай жа частцы дыяграмы Герцшпрунга-Рассела ставяцца і Фекда з Бенеташем, таксама складнікі коўш.

Самая яркая зорка начнога неба, Сірыўс, складаецца з двух кампанентаў. Адзін з іх адносіцца да галоўнай паслядоўнасці, другі - белы карлік. На галіне чырвоных гігантаў размясціўся Поллукс (альфа Двайнят) і Арктур (альфа Валапас).

З якіх свяцілаў кожная галактыка складаецца? З якога часу зорак сфарміравана Сусвет? На падобныя пытанні даволі цяжка адказаць дакладна. Некалькі сотняў мільярдаў свяцілаў сканцэнтраваны ў адным толькі Млечным шляху. Многія з іх ужо трапілі ў аб'ектывы тэлескопаў і рэгулярна выяўляюцца новыя. Тое, з якіх газаў складаюцца зоркі, нам таксама ў цэлым вядома, аднак новыя свяціла часта не адпавядаюць які склаўся прадстаўленні. Космас тоіць яшчэ нямала таямніц і многія аб'екты і іх ўласцівасці чакаюць сваіх першаадкрывальнікаў.