Как устроены звезды главной последовательности кратко

Обновлено: 05.07.2024

Космос

Вид звездного неба завораживает. Кажется, что им можно любоваться бесконечно. Столько там таинственности и загадочности. Но что же собой представляют звезды? Какие космические объекты так называют?

Что такое звезды

Звезды – это большие небесные тела, разбросанные по всему космическому пространству. Силой взаимного притяжения в них удерживаются определенные вещества. Звезды имеют высокую температуру, благодаря чему излучают свет, который могут увидеть наблюдатели с Земли. Объекты раскалены до такой степени, что любое вещество, даже металлы, находятся в них в газообразном состоянии, а их совокупность называется плазмой.

Почему звезды светятся

Звезды светятся благодаря трансформации водорода в гелий

Все дело в разнице температур ядра и поверхности. Внутри звезды она может достигать 10 млн градусов и больше. Благодаря этому, в космическом объекте постоянно происходят термоядерные реакции, что превращает одни химические элементы в другие. К примеру, водород, из которого состоит большая часть звезд, становится в их недрах гелием. Благодаря этому возникает свечение, которое и видят земляне.

Интересный факт: человек видит на небе звезды из трех ближайших галактик: Андромеда, Треугольник и Млечный путь. Для того, чтобы посмотреть на более далекие космические объекты, нужны мощные телескопы.

Наименование звезд

Карта звездного неба с наименованиями звезд (нажать для увеличения)

Имена отдельным космическим телам и созвездиям люди стали давать еще в глубокой древности. В то время человеку небо представлялось обиталищем различных мифических существ, в честь которых им и давали названия. Большинство из них используются до сих пор.

Разительно отличаются названия созвездий в Северном и Южном полушариях. Здесь преобладают не мифические существа, а различные части кораблей и морских обитателей. Дело в том, что Южное полушарие в древнем мире было слабо известно учеными. Его активное освоение началось с эпохой великих географических открытий. Логично, что многие созвездия южного полушария были впервые обнаружены моряками, которые и давали им название, исходя из собственных предпочтений. Так на небосводе появились Киль, Корма и пр.

Отдельные звезды обозначают буквенно-цифровой аббревиатурой. Кроме того, небесные тела классифицируют по цвету и размерам. К примеру, голубые гиганты или коричневые карлики.

Формирование звезды

Схема формирования звезды

Моментом рождения звезды является объединение молекул водорода и гелия в одно облако. Оно начинает вращаться. Появляется внутренняя гравитация. Это обстоятельство ускоряет вращение.

Постепенно внешнее пространство облака начинает напоминать диск, а внутреннее – сферическое скопление. Температура материала повышается, как и его плотность. Это приводит к образованию шарообразной протозвезды.

Со временем давление и тепло повышаются до 1 млн.оС. Это приводит к слиянию атомных ядер. В этот момент и зажигается новая звезда. Небесное тело при этом практически незаметно для глаз наблюдателя, т.к. его окутывает мощное газо-пылевое облако.

Постепенно вследствие ядерного синтеза происходит преобразование некоторого количества атомной массы в энергию.

Все это время звезда из-за воздействия различных сил находится в движении. В основном она вращаются вокруг галактик или космических объектов с мощным гравитационным полем.

Интересный факт: в космосе звезды видны в любое время суток, ведь время там не разделяется на день и ночь.

Звездная эволюция

Схема эволюции звезды

У любого космического тела есть определенный цикл развития, который называется эволюцией. Большое влияние на этот процесс оказывает масса звезды. Чем больше весит объект, тем менее продолжительным будет его жизненный цикл.

Космические тела с промежуточной массой, т.е. в 1,5-8 раз тяжелее Солнца, зарождаются из облака, размер которого может достигать 100000 световых лет. Когда температура внутри достигает 3725 оС, из туманности образуется протозвезда. После начала слияния водорода она преобразуется в объект с переменными колебаниями в яркости. Благодаря сжатию силы тяжести, уравновешивается процесс расширения. Звезда начинает получать энергию от синтеза водорода, происходящего в ее ядре. На формирование объекта уходит около 10 млн. лет.

После того, как весь водород преобразовался в гелий, под действием силы гравитации материя становится ядром, которое начинает быстро нагреваться. Происходит расширение внешних слоев, которые благодаря воздействию внешней среды быстро охлаждаются. Так образуется красный гигант. Далее начинаются химические процессы с гелием. Когда он полностью преобразуется в другие вещества, ядро под действием увеличивающейся температуры расширяет оболочку. Это приводит к образованию белого карлика, температура которого может достигать 100000 оС. Продукты, необходимые для нагревания, окончательно иссякают. Поэтому объект начинает постепенно охлаждаться. Через несколько миллиардов лет он становится черным карликом и заканчивает свой жизненный путь.

Наиболее быстро эволюция протекает у звезд большой массы. От формирования объекта до окончания жизненного цикла проходит от 10000 до 100000 лет. В начале своей жизни они имеют высокую температуру, яркость и большие размеры. Звезда отличается насыщенным голубым цветом. Постепенно она становится красным сверхгигантом, внутри которого идет активное сплавление углерода в тяжелые элементы. Благодаря этому образуется железное ядро. Его ширина может достигать 6000 км. Его ядерное излучение не может сопротивляться силе притяжения.

Интересный факт: первую карту звездного неба составили примерно 3000 лет назад.

Главная последовательность — область на диаграмме Герцшпрунга—Рассела, содержащая звёзды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода.

где светимость L и масса M измеряются в единицах солнечной светимости и массы, соответственно. Поэтому начало левой части главной последовательности представлено голубыми звёздами с массами ~50 солнечных, а конец правой — красными карликами с массами ~0,0767 [1] [2] солнечных.

Существование главной последовательности связано с тем, что стадия горения водорода составляет ~90 % времени эволюции большинства звёзд: выгорание водорода в центральных областях звезды приводит к образованию изотермического гелиевого ядра, переходу к стадии красного гиганта и уходу звезды с главной последовательности. Относительно краткая эволюция красных гигантов приводит, в зависимости от их массы, к образованию белых карликов, нейтронных звёзд или чёрных дыр.

Примечания

См. также

Литература

Звёздная эволюция
Астрофизика
Классификация Герцшпрунга-Расселла

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Главная последовательность" в других словарях:

ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ — ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ, в астрономии область на ДИАГРАММЕ ГЕРЦШПРУНГА РАССЕЛЛА, где находится больше всего звезд, включая Солнце. Она тянется по диагонали от горячих ярких звезд в верхней левой части к холодным слабым звездам внизу справа… … Научно-технический энциклопедический словарь

главная последовательность — диаграммы Герцшпрунга Ресселла, узкая полоса на этой диаграмме, в пределах которой находится подавляющее большинство звёзд. Пересекает диаграмму по диагонали (от высоких до низких светимостей и температур). Звёзды главной последовательности (к… … Энциклопедический словарь

Главная последовательность звёзд — совокупность звёзд, физически сходных с Солнцем и образующих на диаграмме состояния (Герцшпрунга Ресселла диаграмме (См. Герцшпрунга Ресселла диаграмма)) практически однопараметрическая последовательность. Вдоль Г. п. з. диаграммы… … Большая советская энциклопедия

ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ — диаграммы Герцшпрунга Ресселла, узкая полоса на этой диаграмме, в пределах к рой находится подавляющее большинство звёзд. Пересекает диаграмму по диагонали (от высоких до низких светимостей и темп р). Звёзды Г. п. (к ним, в частности, относится… … Естествознание. Энциклопедический словарь

ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ Герцшпрунга — ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ диаграммы Герцшпрунга Ресселла узкая полоса на этой диаграмме, в пределах которой находится подавляющее большинство звезд. Пересекает диаграмму по диагонали (от высоких до низких светимостей и температур). Звезды… … Большой Энциклопедический словарь

Главная последовательность диаграммы Герцшпрунга-Рессела — диаграмма выражает связь между светимостью и температурой звезд (спектральным классом или показателем цвета некоторыми объективными характеристиками звезд), на ней близкие по физическим свойствам звезды занимают обособленные области: главную… … Начала современного естествознания

Главная последовательность звезд — совокупность звезд, физически сходных с Солнцем и образующих на диаграмме спектр светимость (см. диаграмма Герцшпрунга Ресселла) единую последовательность, в которой светимости монотонно убывают с уменьшением температуры поверхности, массы и… … Астрономический словарь

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ ПОСРЕДНИКА — – логика действий третьей стороны с целью урегулирования межличностного конфликта. Она включает 17 основных шагов. 1. Попытаться представить общую картину конфликта и проникнуть в его суть, анализируя ту информацию, которой располагаем. Оценить… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ САМОРАЗРЕШЕНИЯ КОНФЛИКТА — – логика действий, предпринимаемых более психологически компетентным оппонентом с целью завершения межличностного конфликта. Она включает 17 основных шагов. 1. Прекратить борьбу с оппонентом. Понять, что путем конфликта не удастся защитить свои… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

Главная последовательность — стадия эволюции звёзд, а также область на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, образованная звёздами на этой стадии, и соответствующий класс светимости.

На главную последовательность звёзды попадают после стадии протозвезды — когда их единственным источником энергии становятся термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, идущие в ядре. В этот момент возраст звезды считается нулевым и она находится на так называемой начальной главной последовательности. По мере исчерпания водорода звезда становится немного ярче, отходит от начальной главной последовательности и, когда в ядре не остаётся водорода, звезда окончательно покидает главную последовательность, причём то, как это происходит, зависит от массы звезды. Однако в любом случае дальнейшие стадии эволюции длятся гораздо меньше, чем стадия главной последовательности, и, как следствие, абсолютное большинство звёзд во Вселенной, включая Солнце, принадлежит главной последовательности. Планетные системы звёзд главной последовательности с небольшой массой представляют интерес при поиске обитаемых планет — ввиду длительного существования и стабильных размеров зоны обитаемости.

Главная последовательность была впервые обнаружена и описана в начале XX века в нескольких независимых работах, в которых строилась диаграмма спектр — светимость. В середине XX века была выяснена природа и эволюция звёзд главной последовательности.

На диаграмме Герцшпрунга — Рассела главная последовательность проходит по диагонали: из верхнего левого угла (высокие светимости, синий цвет) в правый нижний угол (низкие светимости, красный цвет). Таким образом, значения масс, размеров, температур и светимостей звёзд главной последовательности тесно связаны друг с другом и лежат в довольно широком диапазоне.

это гигантские вращающиеся шары горячих газов. Они производят огромное количество энергии, включая тепло и свет, которые они излучают в космосе во время своего сияния. Они сильно различаются по размеру (Бетельгейзе в созвездии Ориона в 800 раз больше Солнца) и по количеству испускаемого ими света. Звёзды бывают разных цветов — в зависимости от того, сколько им лет. Синие звёзды молоды и горячи; красные звёзды старые и крутые. Оранжевые и желтые звёзды (включая Солнце) – молодые, среднего возраста и умеренно горячие.

Как образуются звёзды

Звезда рождается, когда облако пыли и газа в космосе, известное как туманность, сжимается под действием силы тяжести, превращаясь в плотную каплю, называемую протозвездой. Ударные волны от взрывающейся звезды в конце ее жизни, поблизости, могут быть ответственны за запуск этого процесса. Протозвезда становится настолько горячей, что начинает производить свою собственную энергию в своем ядре. Вскоре газ и пыль исчезают. Иногда вращающийся диск из газа и пыли окружает вновь формирующуюся звезду, которая в конечном итоге может стать местом рождения новых планет.

Звёзды главной последовательности

Звезда проводит следующие несколько миллиардов лет своей жизни как звезда главной последовательности, как наше Солнце. Она производит огромное количество энергии, когда атомы водорода сливаются вместе, образуя гелий при чрезвычайно высоких температурах в его ядре. Когда водородное топливо начинает истощаться, звезда превращается в красного гиганта. Красный гигант не взрывается. Вместо этого его внешние слои рассыпаются в космос, оставляя планетарную туманность с белым карликом в центре. Он, в свою очередь, исчезает и остывает, чтобы стать черным карликом.

Сверхгиганты и сверхновые

Все звёзды рождаются в туманностях и становятся протозвездами. Очень немногие массивные звёзды становятся сверхгигантами. Бетельгейзе — это пример красного супергиганта, Ригель (также в созвездии Ориона) — синий супергигант. В конце концов, сверхгигант взрывается в результате мощного взрыва, называемого сверхновой. Он заканчивает свои дни черной дырой, областью пространства, настолько плотной, что ничто, даже свет, не может избежать притяжения ее гравитации или нейтронной звезды.

Крабовидная туманность, остатки сверхновой звезды

Туманность Крабовидная туманность
Автор: NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University) [Public domain]

Крабовидная туманность — это все, что остается от сверхновой звезды. Она состоит из пыли и газа, медленно дрейфующих в космос. Сверхновая, которая его создала, появилась в 1054 году и была засвидетельствована и записана китайскими астрономами. В центре Крабовидной туманности находится Крабовый Пульсар, нейтронная звезда, длина которой составляет 28–30 километров, раздающая импульсы излучения.

Туманность Конская Голова

Белый Гном

Звёзды, подобные Солнцу, настолько малы по сравнению с красными гигантами и сверхгигантами, что астрономы называют их карликами. Чайная ложка материала от Солнца такая же тяжелая, как ложка сиропа. После того как Солнце взорвется и станет красным гигантом — примерно через пять миллиардов лет — оно потеряет свои внешние слои. Останется просто маленькое, очень горячее, мертвое ядро. Названная белым карликом, она может иметь размеры около 10 000 километров в поперечнике — возможно, даже меньше Земли — и быть чрезвычайно плотной. Чайная ложка материала белого карлика будет весить пять тонн.

Нейтронная звезда

Ядро, которое остается после взрыва сверхновой, представляет собой крошечную звезду шириной не более 25 километров, известную как нейтронная звезда, самый маленький тип звезд из существующих. Чайная ложка весит невероятный миллиард тонн. Нейтронные звёзды очень горячие, с мощными магнитными и гравитационными полями. Вновь образованные нейтронные звёзды вращаются со скоростью до нескольких сотен раз в секунду.

Диаграмма Герцспрунга-Рассела

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела показывает связь между светимостью (количество испускаемого света) и температурой для всех типов звезд. Звёзды с большей яркостью расположены в верхней части диаграммы, а звёзды с более высокой температурой — в левой части диаграммы. Астрономы используют Солнце как своего рода измерительный стержень яркости.

Не все из них являются звеёздами главной последовательности. Те, что лежат в правом верхнем углу, — это красные гиганты, холодные красные звёзды огромных размеров. Те, что лежат в левом углу – белые карлики, относительно маленькие и очень горячие.
Ученые рассчитывают, что количество звёзд в наблюдаемой Вселенной составляет 300 секстиллионов — это 3 с 23 нулями.
Около 85% всех звёзд — красные карлики (звёзды с массой менее половины массы Солнца), но ни одну из них нельзя увидеть с Земли невооруженным глазом.

Звезда белого карлика в конечном итоге охладится до температур, при которых она больше не будет излучать тепло или свет, и в этот момент она станет черным карликом.

Звёзды проводят 90% своей жизни, испуская энергию, созданную слиянием водорода с образованием гелия внутри своих ядер. Они называются звездами главной последовательности.

Читайте также: