Stars: vrste zvezd in njihova razvrstitev glede na barvo in velikost

Vsakdo ve, kako se na nebu gledajo zvezde. Majhne luči, ki sijejo hladno belo svetlobo. V antičnih časih ljudje niso mogli razložiti tega pojava. Star čutiti oči bogov, duše umrlih prednikov, varuhi in zaščitniki, varovanje človekovega ostalo v temi noči. Potem nihče ni mogel misliti, da je Sonce tudi zvezda.

Kaj je zvezda?

Pred mnogimi stoletji so ljudje spoznali, kakšne so zvezde. Vrste zvezd, njihove značilnosti, predstavitve kemičnih in fizičnih procesov, ki se tam odvijajo - to je novo področje znanja. Stari astronomi si niso mogli niti predstavljati, da takšna zvezda dejansko ni majhen plamen, ampak nepredstavljive dimenzije kroglice vročega plina, v katerem se pojavijo reakcije termonuklearna fuzija. Obstaja čuden paradoks v tem, da je svetleča zvezda svetleča sijaja jedrske reakcije, in prijetna sončna toplota je pošastna toplota milijonov Kelvinov.

Vse zvezde, ki jih lahko vidimo na nebu s prostim očesom, so v galaksiji Mlečna pot. Sonce je tudi del tega zvezdni sistem, in se nahaja na njenem obrobju. Nemogoče si je predstavljati, kako bi izgledalo nočno nebo, če bi Sonce bilo v središču Mlečne poti. Konec koncev je število zvezd v tej galaksiji več kot 200 milijard.

Malo o zgodovini astronomije

Stari astronomi bi lahko povedali tudi nenavadne in zanimive zvezde na nebu. Že Sumerci so izpostavili posamezne ozvezdje in zodiakalni krog, so tudi prvič izračunali delitev skupnega kota za 360⁰. Ustvarili so tudi lunarni koledar in jih lahko sinhronizirali s solarnim koledarjem. Egipčani so verjeli, da je Zemlja v njej središče vesolja, vendar so vedeli, da se Merkur in Venera vrtita okoli Sonca.

Na Kitajskem se je astronomija kot znanost ukvarjala konec tretjega tisočletja pred našim štetjem. e. in prve opazovalnice so se pojavile v 12. stoletju. BC. e. Študirali so lunarne in sončne mrčke, medtem ko so lahko razumeli njihov vzrok in celo izračunali napovedane datume, opazili so meteoritske tokove in trajektorije komet.

Stari Inki so poznali razlike med zvezdami in planeti. Obstajajo posredni dokazi, da poznajo Galileje lune Jupitra in vizualno zameglitev kontur diskete Venere, ki jo povzroča prisotnost atmosfere na planetu.

Starodavni Grki so lahko dokazali sferičnost Zemlje in predlagali predpostavko heliocentričnosti sistema. Poskušali so izračunati premer Sonca, tudi če je bil napačen. Toda Grki so bili prvi, ki so načeloma domnevali, da je sonce večje od Zemlje, pred tem se je vse, ki se opira na vizualne opazovalce, obravnavalo drugače. Grški Hipparchus je prvič ustvaril katalog svetilk in izločil različne vrste zvezd. Razvrstitev zvezd v tem znanstvenem delu se je oprla na intenzivnost sijaja. Hipparchus je določil 6 razredov svetlosti, skupno v katalogu je bilo 850 luči.

Kaj so starinski astronomi posvečali pozornosti

Izvirna klasifikacija zvezd je temeljila na njihovi svetlosti. Navsezadnje je to merilo edino, ki je na voljo astronomu, ki je oborožen le s teleskopom. Najsjajnejše ali imajo edinstvene vidne lastnosti zvezd, so celo prejele lastna imena in vsaka država ima svojo lastno. Torej, Deneb, Rigel in Algol - imena so arabščina, Sirius - latinščina in Antares - grščina. Polarna zvezda v vsaki državi ima svoje ime. To je morda ena najpomembnejših zvezd v "praktičnem smislu". Njene koordinate na nočnem nebu so nespremenjene kljub vrtenju zemlje. Če se druge zvezde premikajo po nebu, ki poteka od sončnega vzhoda do sončnega zahoda, North Star ne spremeni svoje lokacije. Zato so mornarji in potniki uporabljali kot zanesljiv vodnik. Mimogrede, v nasprotju z razširjeno napako, to ni najsvetlejša zvezda na nebu. Polarna zvezda se nikakor ne pojavi zunaj - niti po velikosti niti intenzivnosti luminescence. To lahko najdete le, če veste, kje iskati. Nahaja se na samem koncu "ročaja žlice" Little Ursa.

Kakšna je osnova zvezdne razvrstitve

Sodobni astronomi, ki odgovarjajo na vprašanje, kakšne vrste zvezd so, verjetno ne omenjamo svetlosti sijaja ali lokacije na nočnem nebu. Razen v rednem zgodovinskem izletu ali v predavanju, ki je namenjen občinstvu zelo daleč od astronomije.

Sodobna klasifikacija zvezd temelji na njihovi spektralni analizi. V tem primeru navadno navedejo maso, svetlobo in polmer nebesnega telesa. Vsi ti kazalniki so podani glede na Sonce, kar pomeni, da se njegove značilnosti obravnavajo kot merske enote.

Razvrstitev zvezd temelji na merilu, kot je absolutna velikost. To je navidezna stopnja svetlosti nebeško telo brez atmosfere, ki se običajno nahaja na razdalji 10 parsecov od opazovalne točke.Poleg tega se upoštevajo spremenljivost svetlosti in velikosti zvezdice. Vrste zvezd so zdaj določene z njihovim spektralnim razredom in že bolj podrobno - podrazred. Astronomi Russell in Hertzsprung sta neodvisno analizirali razmerje med svetlobnostjo, absolutno zvezdno veličino, temperaturno površino in spektralnim razredom svetilk. Oblikovali so diagram z ustreznimi koordinatnimi osmi in ugotovili, da rezultat sploh ni kaotičen. Svetilke na grafu so bile jasno razpoznavne skupine. Diagram omogoča, da pozna spektralni razred zvezde, s približno natančnostjo določi absolutno zvezdno veličino.

Kako se rodijo zvezde

Ta diagram je služil kot vizualni dokaz v korist moderne teorije evolucije podatkov nebesnih teles. Graf jasno kaže, da so najštevilnejši razredi tisti, ki so povezani s tako imenovanim glavnim zaporedjem zvezde. Vrste zvezd, ki pripadajo temu segmentu, so v najbolj razširjenem trenutku razvoja v vesolju. To je faza razvoja svetilke, pri kateri se energija, porabljena za sevanje, kompenzira s termonuklearno reakcijo. Dolžina bivanja na tej stopnji razvoja določi masa nebesnega telesa in odstotek elementov, ki so težji od helija.

Splošno sprejeta teorija evolucije zvezd pravi, da na začetku Faza razvoja zvezde predstavlja izpraznjen ogromen plinski oblak. Pod vplivom svoje gravitacije se sklene, postopoma pa se spreminja v sfero. Bolj ko je kompresija močnejša, postane gravitacijska energija v termični. Plin se ogreva, in ko temperatura doseže 15-20 milijonov K, se v novorojenčkih sproži termonuklearna reakcija. Po tem se suspendira proces gravitacijskega krčenja.

Glavno obdobje življenja zvezde

Sprva v črevesju mladega lunarja prevladujejo reakcije vodikovega cikla. To je najdaljša doba zvezdnega življenja. Vrste zvezd, ki so v tej fazi razvoja, so predstavljene v najbolj množičnem glavnem zaporedju diagrama, opisanem zgoraj. Od časa do časa se vodik v jedru zvezde konča in se vrača v helij. Po tem je jedrsko gorenje mogoče le na obodu jedra. Zvezda postane svetlejša, njegove zunanje plasti se znatno razširjajo in temperatura se zmanjša. Nebeško telo postane rdeči velikan. To obdobje življenja zvezde veliko krajši od prejšnjega. Njegova nadaljnja usoda je bila malo raziskana. Obstajajo različne predpostavke, vendar zanesljive potrditve še niso bile prejete. Najpogostejša teorija je, da ko helij postane prevelik, se zvezdno jedro, ki ne vzdržuje lastne mase, skrči. Temperatura se dviguje, dokler helij ne vstopi v termonuklearno reakcijo. Čudovite temperature vodijo do naslednje širitve, zvezda pa postane rdeči velikan. Prihodnost usode svetilke, po mnenju znanstvenikov, je odvisna od njegove mase. Toda teorije o tem so samo rezultat računalniškega modeliranja, ki ga niso potrdili z opazovanji.

Cooling Stars

Verjetno se bodo rdeči velikani z majhno maso skrčili, se obrnili v palčke in se postopoma ohladili. Srednje-masne zvezde se lahko pretvorijo v planetarne meglice, medtem ko bo središče takega izobraževanja še naprej obstajalo jedro, ki je izgubilo svoje zunanje lupine, postopoma hlajenje in pretvorba v belega pritlikavca. Če centralna zvezda oddaja znatno infrardeče sevanje, se pojavijo razmere za aktivacijo v ekspanzijski plinski ovoj planetne meglice vesoljskega maserja.

Massive svetila krči lahko dosegli takšno stopnjo pritiska, ki elektroni dobesedno Dent v atomskih jeder, razvija v nevtroni. Ker med ti delci nimajo sile elektrostatičnega odbijanja, zvezda se lahko poveže na več kilometrov. Obenem bo njegova gostota presegla gostoto vode za 100 milijonov krat. Takšna zvezda se imenuje nevtron in je v resnici ogromno atomsko jedro.

Supermasivne zvezde še naprej obstajajo, zaporedno sintetizirajo v procesu termonuklearnih reakcij iz helija - ogljika, nato kisika, iz njega - silicija in, končno, železa. Na tej stopnji termonuklearne reakcije pride do eksplozije supernove. Supernove se lahko nato spremenijo v nevtronske zvezde ali, če je njihova masa dovolj velika, se še naprej sklanjajo na kritično mejo in tvorijo črne luknje.

Dimenzije

Razvrstitev zvezd po velikosti se lahko realizira na dva načina. Fizično velikost zvezde lahko določimo s polmerom. Merska enota v tem primeru je polmer Sunca. Obstajajo pritlikavi, srednje velikosti, velikani in supergienti. Mimogrede, sonce je samo škrat. Polmer neutronskih zvezd lahko doseže le nekaj kilometrov. In v supergiantu bo popolnoma vgrajena orbita planeta Mars. Velikost zvezde se lahko razume tudi kot njegova masa. Je tesno povezan s premerom svetlobe. Višja je zvezna, manjša je njegova gostota in obratno, tem manjša je svetloba, večja je gostota. To merilo ni zelo virulentno. Zvezde, ki bi bile več ali manj kot Sonce 10 krat, zelo malo. Večina svetilk se prilega v interval od 60 do 0.03 sončnih mas. Gostota Sonca, vzeta za začetni indeks, je 1,43 g / cm³. Gostota belih palčkov doseže 10^{12. mesto} g / cm³, gostota redčenih supergientov pa je lahko milijonekrat manj kot solarna gostota.

V standardni klasifikaciji zvezd je shema za množično distribucijo naslednja. Majhni vključujejo svetlobo z maso od 0,08 do 0,5 sončne energije. Zmerno - od 0,5 do 8 sončnih mas in do velikih - od 8 ali več.

Klasifikacija zvezd. Od modre do bele

Razvrstitev zvezd po barvi dejansko ne temelji na vidnem sijaju telesa, temveč na spektralnih značilnostih. Emisijski spekter predmeta določi kemična sestava zvezde, odvisna pa je tudi njegova temperatura.Najpogostejša je klasifikacija Harvarda, ustvarjena v začetku 20. stoletja. Po takrat sprejetih standardih razvrstitev zvezd po barvah pomeni razdelitev na 7 vrst.

. Tako zvezde, najvišja temperatura od 30 do 60 tisoč K, tako imenovana razreda A. Te svetilk modra, masa podobne nebesnih teles 60 doseže sončne mase (y M..), Polmer - 15 sončna polmeri (y. str.). Vodik in helij vodijo v svojem spektru precej šibki. Svetlost takšnih nebesnih predmetov lahko doseže 1 milijon 400 tisoč sončnih svetlosti (str.).

Zvezda razreda B vključujejo zvezde s temperaturo od 10 do 30 tisoč K. To so nebesna telesa bele in modre barve, njihova masa se začne od 18 sekund. m in polmer je od 7 s. Najmanjša svetilnost predmetov tega razreda je 20 tisoč s. in vodikove črte v spektra se pomnožijo in dosegajo povprečne vrednosti.

Zvezda razreda A imajo temperature od 7,5 do 10 tisoč K, ki so bele. Najmanjša masa takšnih nebesnih teles se začne od 3,1 sekunde. m in polmer je od 2,1 s. str. Svetilnost predmetov je v razponu od 80 do 20 tisoč s. z. Vodikove linije v spektru teh zvezd so močne, obstajajo linije kovin.

Objekti razreda F so dejansko rumeno-beli, vendar izgledajo bele barve. Njihova temperatura se giblje od 6 do 7,500 K, masa se giblje od 1,7 do 3,1 cm, polmer pa se giblje od 1,3 do 2,1 sekunde. str. Svetlost takšnih zvezd znaša od 6 do 80 s. z. Vodikove črte v spektru oslabijo, nasprotno pa se krepijo linije kovin.

Tako vse vrste belih zvezd sodijo v meje razredov od A do F. Nadalje, glede na razvrstitev sledijo rumeni in oranžni svetilki.

Rumene, oranžne in rdeče zvezde

Vrste zvezd v barvi so porazdeljene od modre do rdeče, ker se temperatura zmanjšuje in se obseg in svetilnost predmeta zmanjšata.

Zvezde razreda G, na katere pripada Sonce, dosegajo temperature od 5 do 6 tisoč K, rumene barve. Masa takšnih predmetov je od 1,1 do 1,7 sekunde. m, polmer je od 1,1 do 1,3 s. str. Svetilnost je od 1,2 do 6 s. z. Spektralne črte helija in kovin so intenzivne, vodikove črte postajajo šibkejše.

Svetilke, ki spadajo v razred K, imajo temperaturo od 3,5 do 5 tisoč K. Izgledajo rumeno-oranžna, vendar je prava barva teh zvezd oranžna. Polmer teh objektov je v območju od 0,9 do 1,1 s. str., Masa - od 0,8 do 1,1 s. m. Svetlost se giblje od 0,4 do 1,2 s. z. Vodikovi vodi so skoraj nevidni, kovinske črte so zelo močne.

Najhladnejše in najmanjše zvezde so razreda M. Njihova temperatura je samo 2,5-3,5 tisoč K in se zdi rdeča, čeprav so v resnici ti predmeti oranžno-rdeči. Masa zvezd je v intervalu od 0,3 do 0,8 s. m, polmer je od 0,4 do 0,9 s. str. Svetilnost je le 0,04-0,4 s. z. To so umirajoče zvezde. To je hladnejše kot njihova novo odkrita rjavi palčki. Za njih je bil dodeljen poseben razred M-T.