Диаграмма герцшпрунга рассела доклад
Обновлено: 16.05.2024
Меняется ли звездное небо? Сегодня мы привыкли к мысли, что звезды могут рождаться и умирать: взрываться сверхновыми, превращаться в черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики. Но представление о том, что звезды на небе могут появляться и исчезать, далеко не всегда было очевидным и общеизвестным. Долгие столетия считалось, что их количество не меняется, и сама мысль, что звезды могут вдруг возникать, оказалась довольно нетривиальной, так как не было возможности пронаблюдать рождение звезды.
Процесс звездной эволюции во Вселенной непрерывен и цикличен – угасают старые звезды, на смену им зажигаются новые.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела — одна с основополагающих классификационных астрономических систем. Подобно другим популяризированным научным теориям, диаграмма ГР дала человечеству куда больше, чем просто наглядную демонстрацию классификации космических светил. С ее помощью астрономы смогли упорядочить один с центральных процессов во Вселенной — эволюцию звезд.
Вывели диаграмму Герцшпрунга-Рассела в начале двадцатого века — переломный период для астрономии. Вместо описания космических объектов, протоколирования их движения и периодических явлений, астрономы задались новым вопросом — почему все происходит именно так?
Оглавление
Диаграмма Герцшпрунга - Рассела. 4
Роль диаграммы в теории эволюции звёзд. 5
Области диаграммы. 6
Как рождаются звёзды. 8
Эволюция протозвезды. 10
Звезда или планета? . 10
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела (или Рессела), также встречается диаграмма Г-Р, цвет — звёздная величина или спектр — светимость — диаграмма рассеяния, по осям которой отмечается абсолютная звёздная величина (или светимость) и спектральный класс (или температура поверхности) звезды. Звёзды на этой диаграмме не распределены равномерно, а располагаются в определённых областях. Эта диаграмма сыграла важную роль в развитии теории звёздной эволюции.
История.
В 1910 году Ханс Розенберг опубликовал диаграмму зависимости видимой звёздной величины от интенсивности линии кальция и двух линий серии Бальмера для звёзд скопления Плеяд.
В Принстонском университете, независимо от Герцшпрунга и Розенберга, примерно то же самое исследовал Генри Норрис Расселл. Он составлял подобные диаграммы, но не для отдельных скоплений, а для различных звёзд, делая поправку на их расстояние, чтобы получить абсолютную звёздную величину. Его работа была опубликована в 1913 году.
Роль диаграммы в теории эволюции звёзд.
Появление этой диаграммы навело астрономов на мысль, что она может отражать ход звёздной эволюции. Первоначально возникали гипотезы, что звёзды образуются красными гигантами, затем попадают на главную последовательность, а затем движутся вниз — предполагалось, что всё это время они излучают энергию за счёт сжатия. Однако, эта модель быстро показала свою несостоятельность: в таком случае возраст Солнца должен был составлять не более 100 миллионов лет, что входило в противоречие с данными биологов и геологов. Только в 1930 году противоречие разрешилось само собой: было выяснено, что источником энергии звёзд являются термоядерные реакции.
Области диаграммы.
Как уже говорилось, звёзды на диаграмме группируются в некоторых областях. Это связано с тем, что в течение жизни звёзды определённым образом эволюционируют и в течение жизни занимают определённые положения на диаграмме.
Большинство звёзд, по разным оценкам, до 90%, находятся на так называемой главной последовательности — на диаграмме она проходит от ярких и горячих звёзд до тусклых и холодных. Практически все звёзды оказываются на стадии главной последовательности после того, как окончательно сформируются и находятся на ней большую часть своей жизни. Именно поэтому их больше всего.
Следующие два класса распространены значительно меньше, но после звёзд главной последовательности они наиболее многочисленны. Красные гиганты в верхней правой части диаграммы — звёзды поздних спектральных классов с относительной высокой светимостью — то, во что превращаются звёзды главной последовательности ближе к концу жизни. Белые карлики в нижней левой части — то, что остаётся от красных гигантов после окончания их жизни и сброса оболочки.
Есть и другие классы звёзд, но они ещё менее распространены. Это, к примеру, сверхгиганты: массивные звёзды образуются редко, недолго находятся на главной последовательности и ещё меньше времени — на стадии сверхгигантов. Другим примером могут служить субкарлики: они в принципе не становятся звёздами главной последовательности ни до, ни после этой стадии из-за низкой металличности они светят на 1,5–2m слабее звёзд.
Зная спектральный класс звезды, можно оценить её абсолютную звёздную величину. И хотя для этого обычно нужно определить еще и класс светимости, он также может быть определён с помощью спектральных наблюдений. Зная абсолютную и видимую звёздные величины, можно узнать расстояние до звезды.
РЕФЕРАТ
Диаграмма Герцшпрунга - Рассела
Выполнили: Костюченко Макар Вячеславович, Кузнецов Фёдор Александрович
Проверил: Гончар Артём Иванович.
Введение
Меняется ли звездное небо? Сегодня мы привыкли к мысли, что звезды могут рождаться и умирать: взрываться сверхновыми, превращаться в черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики. Но представление о том, что звезды на небе могут появляться и исчезать, далеко не всегда было очевидным и общеизвестным. Долгие столетия считалось, что их количество не меняется, и сама мысль, что звезды могут вдруг возникать, оказалась довольно нетривиальной, так как не было возможности пронаблюдать рождение звезды.
Процесс звездной эволюции во Вселенной непрерывен и цикличен – угасают старые звезды, на смену им зажигаются новые.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела — одна с основополагающих классификационных астрономических систем. Подобно другим популяризированным научным теориям, диаграмма ГР дала человечеству куда больше, чем просто наглядную демонстрацию классификации космических светил. С ее помощью астрономы смогли упорядочить один с центральных процессов во Вселенной — эволюцию звезд.
Вывели диаграмму Герцшпрунга-Рассела в начале двадцатого века — переломный период для астрономии. Вместо описания космических объектов, протоколирования их движения и периодических явлений, астрономы задались новым вопросом — почему все происходит именно так?
Оглавление
Диаграмма Герцшпрунга - Рассела. 4
Роль диаграммы в теории эволюции звёзд. 5
Области диаграммы. 6
Как рождаются звёзды. 8
Эволюция протозвезды. 10
Звезда или планета? . 10
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела (или Рессела), также встречается диаграмма Г-Р, цвет — звёздная величина или спектр — светимость — диаграмма рассеяния, по осям которой отмечается абсолютная звёздная величина (или светимость) и спектральный класс (или температура поверхности) звезды. Звёзды на этой диаграмме не распределены равномерно, а располагаются в определённых областях. Эта диаграмма сыграла важную роль в развитии теории звёздной эволюции.
История.
В 1910 году Ханс Розенберг опубликовал диаграмму зависимости видимой звёздной величины от интенсивности линии кальция и двух линий серии Бальмера для звёзд скопления Плеяд.
В Принстонском университете, независимо от Герцшпрунга и Розенберга, примерно то же самое исследовал Генри Норрис Расселл. Он составлял подобные диаграммы, но не для отдельных скоплений, а для различных звёзд, делая поправку на их расстояние, чтобы получить абсолютную звёздную величину. Его работа была опубликована в 1913 году.
Роль диаграммы в теории эволюции звёзд.
Появление этой диаграммы навело астрономов на мысль, что она может отражать ход звёздной эволюции. Первоначально возникали гипотезы, что звёзды образуются красными гигантами, затем попадают на главную последовательность, а затем движутся вниз — предполагалось, что всё это время они излучают энергию за счёт сжатия. Однако, эта модель быстро показала свою несостоятельность: в таком случае возраст Солнца должен был составлять не более 100 миллионов лет, что входило в противоречие с данными биологов и геологов. Только в 1930 году противоречие разрешилось само собой: было выяснено, что источником энергии звёзд являются термоядерные реакции.
Области диаграммы.
Как уже говорилось, звёзды на диаграмме группируются в некоторых областях. Это связано с тем, что в течение жизни звёзды определённым образом эволюционируют и в течение жизни занимают определённые положения на диаграмме.
Большинство звёзд, по разным оценкам, до 90%, находятся на так называемой главной последовательности — на диаграмме она проходит от ярких и горячих звёзд до тусклых и холодных. Практически все звёзды оказываются на стадии главной последовательности после того, как окончательно сформируются и находятся на ней большую часть своей жизни. Именно поэтому их больше всего.
Следующие два класса распространены значительно меньше, но после звёзд главной последовательности они наиболее многочисленны. Красные гиганты в верхней правой части диаграммы — звёзды поздних спектральных классов с относительной высокой светимостью — то, во что превращаются звёзды главной последовательности ближе к концу жизни. Белые карлики в нижней левой части — то, что остаётся от красных гигантов после окончания их жизни и сброса оболочки.
Есть и другие классы звёзд, но они ещё менее распространены. Это, к примеру, сверхгиганты: массивные звёзды образуются редко, недолго находятся на главной последовательности и ещё меньше времени — на стадии сверхгигантов. Другим примером могут служить субкарлики: они в принципе не становятся звёздами главной последовательности ни до, ни после этой стадии из-за низкой металличности они светят на 1,5–2m слабее звёзд.
Зная спектральный класс звезды, можно оценить её абсолютную звёздную величину. И хотя для этого обычно нужно определить еще и класс светимости, он также может быть определён с помощью спектральных наблюдений. Зная абсолютную и видимую звёздные величины, можно узнать расстояние до звезды.
Звезды, если их нанести на диаграмму в соответствии с физическими характеристиками, разделяются на четко выраженные группы, соответствующие разным стадиям их эволюции.
Диаграмма ГР представляет собой график, на котором по вертикальной оси отсчитывается светимость (интенсивность светового излучения) звезд, а по горизонтальной — наблюдаемая температура их поверхностей. Оба этих количественных показателя поддаются экспериментальному измерению при условии, что известно расстояние от Земли до соответствующей звезды. Чисто исторически сложилось так, что по горизонтальной оси х температуру поверхности звезд откладывают в обратном порядке: то есть, чем жарче звезда, тем левее она находится; это чистая условность, и я не вижу смысла в том, чтобы ее обсуждать и оспаривать. Смысл же всей диаграммы ГР заключается в том, чтобы нанести на нее как можно больше экспериментально наблюдаемых звезд (каждая из которых представлена соответствующей точкой) и по их расположению определить некие закономерности их распределения по соотношению спектра и светимости.
Отдельно — правее и выше — расположена группа звезд с очень высокой светимостью, не пропорциональной их температуре, которая относительно низка — это так называемые красные звезды-гиганты и сверхгиганты. Эти огромные звезды, условно говоря, светят, но не греют. Ниже и левее главной последовательности расположены карлики — группа относительно мелких и холодных звезд. Еще раз отметим, что подавляющее большинство звезд относится к главной последовательности, и энергия в них образуется путем термоядерного синтеза гелия из водорода (см. Эволюция звезд).
На самом деле, три этих последовательности на диаграмме ГР строго соответствуют трем этапам жизненного цикла звезд. Красные гиганты и сверхгиганты в правом верхнем углу — это доживающие свой век звезды с до предела раздувшейся внешней оболочкой (через 6,5 млрд. лет такая участь постигнет и наше Солнце — его внешняя оболочка выйдет за пределы орбиты Венеры). Они излучают в пространство примерно то же количество энергии, что и звезды основного ряда, но, поскольку площадь поверхности, через которую излучается эта энергия, превосходит площадь поверхности молодой звезды на несколько порядков, сама поверхность гиганта остается относительно холодной.
Наконец, обратимся к левому нижнему углу диаграммы ГР: здесь мы видим так называемых белых карликов (см. Предел Чандрасекара). Это очень горячие звезды — но очень мелкие, размером, обычно, не больше нашей Земли. Поэтому, излучая в космос относительно немного энергии, они, по причине весьма незначительной (на фоне других звезд) площади их поверхностной оболочки, светятся в достаточно ярком спектре, поскольку она оказывается достаточно высокотемпературной.
Вообще, по диаграмме Герцшпрунца—Рассела можно проследить весь жизненный путь звезды. Сначала звезда главной последовательности (подобная Солнцу) конденсируется из газо-пылевого облака (см. Гипотеза газопылевого облака) и уплотняется до создания давлений и температур, необходимых для разжигания первичной реакции термоядерного синтеза, и, соответственно появляется где-то в основной последовательности диаграммы ГР. Пока звезда горит (запасы водорода не исчерпаны), она так и остается (как сейчас Солнце) на своем месте в основной последовательности, практически не смещаясь. После того, как запасы водорода исчерпаны, звезда сначала перегревается и раздувается до размеров красного гиганта или сверхгиганта, отправляясь в правый верхний угол диаграммы, а затем остывает и сжимается до размеров белого карлика, оказываясь слева внизу.
Американский астрофизик. Родился в Ойстер-Бэй (штат Нью-Йорк) в семье пресвитерианского священника. Учился в Принстонском университете, где сменил своего учителя К. Юнга на должностях профессора астрономии и директора местной обсерватории, которые занимал вплоть до 1947 года. Долгое время Рассел занимался исследованием связи между спектрами звезд и их светимостью с целью разобраться в том, как эволюционируют светила. В 1913 году — независимо от Герцшпрунга — построил диаграмму, связывающую спектральные характеристики и светимость звезд (которая теперь и называется диаграммой Герцшпрунга — Рассела) по результатам изучения снимков, полученных им на фотопластинках в обсерватории Принстонского университета. Увы, ученый вывел из полученной диаграммы ложное заключение о том, что звезды появляются на свет в виде красных гигантов и со временем вырождаются в белых карликов.
Помогаем учителям и учащимся в обучении, создании и грамотном оформлении исследовательской работы и проекта.
Темы исследований
Оформление работы
Наш баннер
Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.
Код баннера:
Исследовательские работы и проекты
Диаграмма Герцшрунга – Рассела
В процессе работы над исследовательским проектом на тему "Диаграмма Герцшрунга – Рассела" ученицами 10 класса была достигнута поставленная цель, познакомиться с историей создания диаграммы Герцшрунга – Рассела, построить диаграмму температура-светимость и установить взаимосвязь между характеристиками звёзд.
Подробнее о работе:
В индивидуальной исследовательской работе по астрономии "Диаграмма Герцшрунга – Рассела" приводятся теоретические сведения из истории работы ученых над созданием диаграммы, знание которой позволяет лучше ориентироваться и классифицировать звезды по различным группам и устанавливать связь между физическими характеристиками звезд. Учащиеся школы провели беседу с учителем физики и изучили авторитетные источники по теме в Сети Интернет перед тем, как приступить к изготовлению наглядного пособия.
В готовом детском ученическом проекте на тему "Диаграмма Герцшрунга – Рассела" учащимися 10 класса школы описано строение диаграммы Герцшрунга – Рассела, проведена работа по установлению взаимосвязи между физическими характеристиками звёзд и изучению разных групп звёзд, принадлежность к которым обусловлена их физическими характеристиками. На основании собранного материала и обобщения полученных знаний ученицы создали диаграмму Герцшрунга – Рассела.
Оглавление
Введение
1. Немного из истории диаграммы Герцшрунга – Рассела.
2. Строение диаграммы Герцшрунга – Рассела.
3. Практическая часть.
4. Применение Диаграммы Рассела.
Заключение
Используемые источники
Приложение
Введение
В 10-м классе мы стали изучать новый предмет – астрономию. На одном из уроков, при изучении Диаграммы Герцшрунга – Рассела, наш учитель предложил задания из тренировочных вариантов ЕГЭ по физике. Мы поняли, что без детального знания данной диаграммы очень сложно выбирать правильные ответы. Поэтому мы решили изготовить наглядное пособие, которое нам поможет не только на уроках астрономии, но и при подготовке к сдаче экзамена в одиннадцатом классе.
Цель работы: познакомиться с историей создания диаграммы Герцшрунга – Рассела, построить диаграмму температура—светимость и установить взаимосвязь между характеристиками звёзд.
- установить взаимосвязи между физическими характеристиками звёзд;
- убедиться в наличии разных групп звёзд, принадлежность к которым обусловлена их физическими характеристиками;
- развивать умение использовать теоретический материал, в том числе законы физики, для объяснения выявленных закономерностей;
- научиться применять полученные знания при решении заданий КИМ ЕГЭ по физике.
Гипотеза: если активно изучать диаграмму Герцшрунга – Рассела, то мы сможем лучше ориентироваться и классифицировать звезды по различным группам и устанавливать связь между физическими характеристиками звезд.
Немного из истории диаграммы Герцшрунга – Рассела
В 1910 году выдающиеся астрономы датчанин Герцшпрунг и американец Рассел эмпирически установили независимо друг от друга, что существует зависимость между светимостью звезд и их спектральным классом.
Генри Норрис Рассела (1877–1957) - американский астрофизик. Родился в Ойстер-Бэй (штат Нью-Йорк) в семье священника. Учился в Принстонском университете, где сменил своего учителя К. Юнга на должностях профессора астрономии и директора местной обсерватории, которые занимал вплоть до 1947 года.
Долгое время Рассел занимался исследованием связи между спектрами звезд и их светимостью с целью разобраться в том, как эволюционируют светила. В 1913 году — независимо от Герцшпрунга — построил диаграмму, связывающую спектральные характеристики и светимость звезд (которая теперь и называется диаграммой Герцшпрунга — Рассела) по результатам изучения снимков, полученных им на фотопластинках в обсерватории Принстонского университета.
Увы, ученый вывел из полученной диаграммы ложное заключение о том, что звезды появляются на свет в виде красных гигантов и со временем вырождаются в белых карликов.
Его исследования произвели впечатление на директора Потсдамской обсерватории К. Шварцшильда, который пригласил Герцшпрунга сначала в Геттингёнский университет, а затем в Потсдамскую обсерваторию (1909). С 1919 года Герцшпрунг работал в Лейденской обсерватории, в 1935 году стал ее директором. Выйдя в отставку, возвратился в Данию и продолжил исследования в обсерватории в Брорфельде.
Образование фото химика позволило ученому разработать уникальную для тех лет технологию расчета светимости звезд по их фотоизображениям. Сопоставив полученные результаты с данными о спектрах исследуемых звезд, Герцшпрунг и пришел к своей классификации звезд, согласно которой они подразделяются на гигантов, карликов и основной ряд.
Построение диаграммы стало результатом одним из множества логических экспериментов, проводимых в то время. Норрису Расселу и Эйнару Герцшпрунгу одновременно пришла в голову идея, что будет, если выстроить звезды в одну систему координат, где их положение по вертикальной оси зависело бы от силы свечения, а по горизонтальной — от температуры? Если бы звезды распределились по системе равномерно, никакого открытия не было бы.
Но любое отклонение от порядка показало бы закономерность в устройстве светил, объясняющая многие загадки. Так и случилось. Если сила свечения по оси Y будет расти снизу вверх, а температура по оси X — справа налево, то звезды делятся на три четко выраженные группы — последовательности, как их именуют астрофизики:
Посередине, с верхнего левого в нижний правый угол, тянется Главная последовательность — ряд обычных, карликовых звезд, составляющих 90% от количества звезд во Вселенной. К ним относится и наше Солнце. Их температура прямо пропорциональна светимости — чем горячее звезда, тем ярче она горит.
В верхнем правом углу собрались светила, которые очень яркие, но с низкой температурой — на это указывает их красный цвет. В этой последовательности собрались звезды гиганты и сверхгиганты.
Ниже главной последовательности находятся звезды, нагревающиеся до голубого и белого цветов, а света излучают совсем немного. Это — белые карлики.
Строение диаграммы
Диаграмма Герцшрунга – Рассела представляет собой график, на котором по вертикальной оси отсчитывается светимость (интенсивность светового излучения) звезд, а по горизонтальной — наблюдаемая температура их поверхностей. Оба этих количественных показателя поддаются экспериментальному измерению при условии, что известно расстояние от Земли до соответствующей звезды.
Чисто исторически сложилось так, что по горизонтальной оси х температуру поверхности звезд откладывают в обратном порядке: то есть, чем жарче звезда, тем левее она находится; это чистая условность, и я не вижу смысла в том, чтобы ее обсуждать и оспаривать. Смысл же всей диаграммы Герцшрунга – Рассела заключается в том, чтобы нанести на нее как можно больше экспериментально наблюдаемых звезд (каждая из которых представлена соответствующей точкой) и по их расположению определить некие закономерности их распределения по соотношению спектра и светимости.
Отдельно — правее и выше — расположена группа звезд с очень высокой светимостью, не пропорциональной их температуре, которая относительно низка — это так называемые красные звезды-гиганты и сверхгиганты. Эти огромные звезды, условно говоря, светят, но не греют. Ниже и левее главной последовательности расположены карлики — группа относительно мелких и холодных звезд. Еще раз отметим, что подавляющее большинство звезд относится к главной последовательности, и энергия в них образуется путем термоядерного синтеза гелия из водорода.
На самом деле, три этих последовательности на диаграмме Герцшрунга – Рассела строго соответствуют трем этапам жизненного цикла звезд. Красные гиганты и сверхгиганты в правом верхнем углу — это доживающие свой век звезды с предела раздувшейся внешней оболочкой (через 6,5 млрд. лет такая участь постигнет и наше Солнце — его внешняя оболочка выйдет за пределы орбиты Венеры). Они излучают в пространство примерно то же количество энергии, что и звезды основного ряда, но, поскольку площадь поверхности, через которую излучается эта энергия, превосходит площадь поверхности молодой звезды на несколько порядков, сама поверхность гиганта остается относительно холодной.
Наконец, обратимся к левому нижнему углу диаграммы Герцшрунга – Рассела: здесь мы видим так называемых белых карликов. Это очень горячие звезды — но очень мелкие, размером, обычно, не больше нашей Земли. Поэтому, излучая в космос относительно немного энергии, они, по причине весьма незначительной (на фоне других звезд) площади их поверхностной оболочки, светятся в достаточно ярком спектре, поскольку она оказывается достаточно высокотемпературной.
Вообще, по диаграмме Герцшпрунца—Рассела можно проследить весь жизненный путь звезды. Сначала звезда главной последовательности конденсируется из газопылевого облака и уплотняется до создания давлений и температур, необходимых для разжигания первичной реакции термоядерного синтеза, и, соответственно появляется где-то в основной последовательности диаграммы Герцшрунга – Рассела.
Пока звезда горит, она так и остается на своем месте в основной последовательности, практически не смещаясь. После того, как запасы водорода исчерпаны, звезда сначала перегревается и раздувается до размеров красного гиганта или сверхгиганта, отправляясь в правый верхний угол диаграммы, а затем остывает и сжимается до размеров белого карлика, оказываясь слева внизу.
Разделение на последовательности не было самоцелью создания диаграммы. Выявленная закономерность между энергией и излучением звезды, связанная с протеканием внутреннего термоядерного процесса, стала иллюстрацией самой наглядной динамики во Вселенной — эволюции звезд.
У нас на сайте представлено огромное количество информации, которая сможет помочь Вам в написании необходимой учебной работы.
Вам нужна качественная учебная работа (контрольная, реферат, курсовая, дипломная, отчет по практике, перевод, эссе, РГР, ВКР, диссертация, шпоры. ) с проверкой на плагиат (с высоким % оригинальности) выполненная в самые короткие сроки, с гарантией и бесплатными доработками до самой сдачи/защиты - ОБРАЩАЙТЕСЬ!
Меняется ли звездное небо? Сегодня мы привыкли к мысли, что звезды могут рождаться и умирать: взрываться сверхновыми, превращаться в черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики. Но представление о том, что звезды на небе могут появляться и исчезать, далеко не всегда было очевидным и общеизвестным. Долгие столетия считалось, что их количество не меняется, и сама мысль, что звезды могут вдруг возникать, оказалась довольно нетривиальной, так как не было возможности пронаблюдать рождение звезды.
Процесс звездной эволюции во Вселенной непрерывен и цикличен – угасают старые звезды, на смену им зажигаются новые.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела — одна с основополагающих классификационных астрономических систем. Подобно другим популяризированным научным теориям, диаграмма ГР дала человечеству куда больше, чем просто наглядную демонстрацию классификации космических светил. С ее помощью астрономы смогли упорядочить один с центральных процессов во Вселенной — эволюцию звезд.
Вывели диаграмму Герцшпрунга-Рассела в начале двадцатого века — переломный период для астрономии. Вместо описания космических объектов, протоколирования их движения и периодических явлений, астрономы задались новым вопросом — почему все происходит именно так?
Диаграмма Герцшпрунга - Рассела. 4
Роль диаграммы в теории эволюции звёзд. 5
Области диаграммы. 6
Как рождаются звёзды. 8
Эволюция протозвезды. 10
Звезда или планета? . 10
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела (или Рессела), также встречается диаграмма Г-Р, цвет — звёздная величина или спектр — светимость — диаграмма рассеяния, по осям которой отмечается абсолютная звёздная величина (или светимость) и спектральный класс (или температура поверхности) звезды. Звёзды на этой диаграмме не распределены равномерно, а располагаются в определённых областях. Эта диаграмма сыграла важную роль в развитии теории звёздной эволюции.
В 1910 году Ханс Розенберг опубликовал диаграмму зависимости видимой звёздной величины от интенсивности линии кальция и двух линий серии Бальмера для звёзд скопления Плеяд.
В Принстонском университете, независимо от Герцшпрунга и Розенберга, примерно то же самое исследовал Генри Норрис Расселл. Он составлял подобные диаграммы, но не для отдельных скоплений, а для различных звёзд, делая поправку на их расстояние, чтобы получить абсолютную звёздную величину. Его работа была опубликована в 1913 году.
Роль диаграммы в теории эволюции звёзд.
Появление этой диаграммы навело астрономов на мысль, что она может отражать ход звёздной эволюции. Первоначально возникали гипотезы, что звёзды образуются красными гигантами, затем попадают на главную последовательность, а затем движутся вниз — предполагалось, что всё это время они излучают энергию за счёт сжатия. Однако, эта модель быстро показала свою несостоятельность: в таком случае возраст Солнца должен был составлять не более 100 миллионов лет, что входило в противоречие с данными биологов и геологов. Только в 1930 году противоречие разрешилось само собой: было выяснено, что источником энергии звёзд являются термоядерные реакции.
Области диаграммы.
Как уже говорилось, звёзды на диаграмме группируются в некоторых областях. Это связано с тем, что в течение жизни звёзды определённым образом эволюционируют и в течение жизни занимают определённые положения на диаграмме.
Большинство звёзд, по разным оценкам, до 90%, находятся на так называемой главной последовательности — на диаграмме она проходит от ярких и горячих звёзд до тусклых и холодных. Практически все звёзды оказываются на стадии главной последовательности после того, как окончательно сформируются и находятся на ней большую часть своей жизни. Именно поэтому их больше всего.
Следующие два класса распространены значительно меньше, но после звёзд главной последовательности они наиболее многочисленны. Красные гиганты в верхней правой части диаграммы — звёзды поздних спектральных классов с относительной высокой светимостью — то, во что превращаются звёзды главной последовательности ближе к концу жизни. Белые карлики в нижней левой части — то, что остаётся от красных гигантов после окончания их жизни и сброса оболочки.
Есть и другие классы звёзд, но они ещё менее распространены. Это, к примеру, сверхгиганты: массивные звёзды образуются редко, недолго находятся на главной последовательности и ещё меньше времени — на стадии сверхгигантов. Другим примером могут служить субкарлики: они в принципе не становятся звёздами главной последовательности ни до, ни после этой стадии из-за низкой металличности они светят на 1,5–2m слабее звёзд.
Зная спектральный класс звезды, можно оценить её абсолютную звёздную величину. И хотя для этого обычно нужно определить еще и класс светимости, он также может быть определён с помощью спектральных наблюдений. Зная абсолютную и видимую звёздные величины, можно узнать расстояние до звезды.
Как рождаются звёзды.
Звезды рождаются, когда облако, состоящее в основном из межзвездного газа и пыли, сжимается и уплотняется под действием собственной гравитации. Считается, что именно этот процесс приводит к образованию звезд. С помощью оптических телескопов астрономы могут увидеть эти зоны, они похожи на темные пятна на ярком фоне. Их называют “гигантскими комплексами молекулярных облаков”, потому что водород входит в их состав в форме молекул. Эти комплексы, или системы, наряду с шаровыми звездными скоплениями, представляют собой самые крупные структуры в Галактике, их диаметр иногда достигает 1300 световых лет.
Для изучения их особенностей ученые используют мощные радиотелескопы. Это единственное оборудование, которое может уловить слабую радиацию (волны, длина которых измеряется миллиметрами), исходящую от молекулярных облаков. Зона активного звездообразования находится недалеко от Солнечной системы – это туманность Ориона, ее можно увидеть даже невооруженным глазом.
Ученые считают, что первые галактики образовались из-за того, что материя была распределена во Вселенной не равномерно, затем в галактиках постепенно начали формироваться звезды в результате сжатия газовых облаков под действием гравитации.
Более молодые звезды, их называют “звездное население I”, образовались из останков, получившихся в результате вспышек старых звезд, их называют “звездное население II”.
Вспышка взрывного характера вызывает волну, которая доходит до ближайшей туманности и провоцирует ее сжатие
Голубые Бока
Итак, происходит сжатие части туманности. Одновременно с этим процессом начинается образование плотных темных газопылевых облаков круглой формы. Их называют “Глобулы Бока”. Бок – американский астроном голландского происхождения (1906-1983) – впервые описал глобулы. Масса глобул примерно в 200 раз превышает массу нашего Солнца.
По мере того как глобула Бока продолжает сгущаться, ее масса увеличивается, притягивая к себе благодаря гравитации материю из соседних областей. В связи с тем, что внутренняя часть глобулы сгущается быстрее, чем внешняя, глобула начинает разогреваться и вращаться. Через несколько сотен тысяч лет, во время которых происходит сжатие, образуется протозвезда.
Читайте также: