Stele: tipuri de stele și clasificarea lor după culoare și dimensiune

Fiecare persoană știe cum arată stelele pe cer. Luminile mici strălucesc cu lumină albă rece. În vremurile antice, oamenii nu au putut să explice acest fenomen. Stelele au fost considerate ochii zeilor, sufletele strămoșilor, gardienilor și apărătorilor, protejând pacea omului în întunericul nopții. Apoi nimeni nu putea crede că Soarele este și o stea.

Ce este o stea

Au trecut multe secole înainte ca oamenii să-și dea seama ce sunt stelele. Tipurile de stele, caracteristicile lor, reprezentările proceselor chimice și fizice care au loc acolo - acesta este un nou domeniu al cunoașterii. Astronomii vechi nu și-au putut imagina că o astfel de stea nu este de fapt o flacără mică, ci dimensiunile inimaginabile ale unei mingi de gaz roșu-cald în care se produc reacții Termonucleare de fuziune. Există un paradox straniu în faptul că lumina strălucitoare a stelelor este o strălucire orbitoare a reacției nucleare, iar căldura însorită este căldura monstruoasă a milioane de Kelvin.

Toate stelele care pot fi văzute în cer cu ochiul liber sunt în galaxia Calea Lactee. Soarele este, de asemenea, parte a acestui sistem stelar, și este situat la periferia sa. Este imposibil să ne imaginăm cum va arăta cerul nocturn dacă Soarele ar fi în centrul Calei Lactee. La urma urmei, numărul de stele din această galaxie este mai mare de 200 miliarde.

Un pic despre istoria astronomiei

Și astronomii vechi ar putea spune neobișnuit și interesant despre stelele de pe cer. Chiar și Sumerienii au identificat constelații individuale și cercul zodiacal, ei au calculat, pentru prima dată, împărțirea unghiului total cu 360 ^° . De asemenea, au creat calendarul lunar și l-au putut sincroniza cu calendarul solar. Egiptenii au crezut că Pământul este în centrul universului, dar ei știau că Mercur și Venus se învârt în jurul Soarelui.

În China, astronomia ca știință a fost angajată deja la sfârșitul mileniului III î.Hr. E., și Primele observatoare au apărut în secolul al XII-lea. BC. e. Ei au studiat eclipsele lunare și solare, în timp ce au fost capabili să înțeleagă cauza lor și chiar să calculeze datele de prognoză, fluxurile de meteoriți și traiectoriile cometelor.

Vechii Incas știau diferențele dintre stele și planete. Există dovezi indirecte că ei erau conștienți de sateliții galileeni ai lui Jupiter și de neclaritatea vizuală a contururilor discului din Venus, datorită prezenței atmosferei de pe planetă.

Grecii antice au reușit să demonstreze sfericitatea Pământului, au prezentat presupunerea heliocentricității sistemului. Ei au încercat să calculeze diametrul Soarelui, chiar dacă a fost greșit. Dar grecii au fost primii care, în principiu, au presupus că Soarele este mai mare decât Pământul, înainte ca totul, bazându-se pe observațiile vizuale, să fie considerat diferit. Hipparchul grecesc a creat pentru prima dată un catalog de corpuri de iluminat și a identificat diferite tipuri de stele. Clasificarea stelelor în această lucrare științifică sa bazat pe intensitatea strălucirii. Hipparchus a identificat 6 clase de luminozitate, total în catalog a fost de 850 de lumini.

Ce au făcut astăzi atenția astronomilor

Clasificarea originală a stelelor sa bazat pe strălucirea lor. La urma urmei, acest criteriu este singurul disponibil pentru un astronom înarmat doar cu un telescop. Cele mai strălucitoare sau posedând proprietăți vizibile unice ale stelelor au propriile lor nume și fiecare popor are propriile lor. Deci, Deneb, Rigel și Algol - numele sunt arabe, Sirius - latină și Antares - greacă. Steaua polară din fiecare națiune are propriul nume. Aceasta, probabil, este una dintre cele mai importante stele în sensul "practic". Coordonatele sale pe cerul de noapte sunt neschimbate, în ciuda rotației pământului. Dacă celelalte stele se mișcă de-a lungul cerului, trecând de la răsărit la apus, North Star nu-și schimbă locația. Prin urmare, a fost folosit de marinari și de călători ca un ghid fiabil. Apropo, spre deosebire de concepția greșită pe scară largă, aceasta nu este cea mai strălucitoare stea de pe cer. Steaua polară nu apare în nici un fel în exterior - nici în dimensiune, nici în intensitatea luminiscenței. O puteți găsi numai dacă știți unde să căutați. Acesta este situat la capătul "mânerului cuvei" al Ursului Mic.

Care este baza clasificării stelare

Astronomii moderni, răspunzând la întrebarea despre ce fel de stele sunt, este puțin probabil să menționeze strălucirea stralucirii sau a locului pe cerul de noapte. Excepția cazului în ordinea unei excursii istorice sau într-o prelegere concepută pentru o audiență foarte îndepărtată de astronomie.

Clasificarea modernă a stelelor se bazează pe analiza lor spectrală. În acest caz, masa, luminozitatea și raza corpului ceresc sunt de obicei indicate. Toți acești indicatori sunt date în raport cu Soarele, adică caracteristicile sale sunt luate ca unități de măsură.

Clasificarea stelelor se bazează pe un criteriu precum magnitudinea absolută . Acesta este gradul aparent de strălucire a corpului ceresc fără o atmosferă, situată convențional la o distanță de 10 parseci de la punctul de observare. În plus, variația luminozității și a dimensiunii stelei sunt luate în considerare. Tipurile de stele sunt în prezent determinate de clasa lor spectrală și deja mai detaliate - o subclasă. Astronomii Russell și Hertzsprung au analizat independent relația dintre luminozitate, magnitudinea absolută stelară, suprafața temperaturii și clasa spectrală a corpurilor de iluminat. Ei au construit o diagramă cu axele de coordonate corespunzătoare și au constatat că rezultatul nu este deloc haotic. Elementele luminoase de pe grafic erau grupuri distincte. Diagrama permite, cunoscând clasa spectrală a unei stele, să determine, cu cel puțin o precizie aproximativă, magnitudinea ei stelară absolută.

Cum se nasc stelele

Această diagramă a servit ca dovadă vizuală în favoarea teoriei moderne a evoluției datelor corpurilor celeste. Graficul arată clar că cea mai numeroasă clasă sunt cele legate de așa-numita secvență principală a unei stele. Tipurile de stele care aparțin acestui segment se află în cel mai răspândit punct de dezvoltare în momentul de față din univers. Aceasta este etapa dezvoltării luminării, în care energia utilizată pentru radiație este compensată de reacția termonucleară. Durata șederii în acest stadiu al dezvoltării este determinată de masa corpului ceresc și de procentajul elementelor mai grele decât heliul.

Teoria universal acceptată a evoluției stelelor spune că la început Stadiul de dezvoltare al stelei reprezintă un nor gigantic de gaz descărcat. Sub influența propriei sale gravitări se contractează, transformându-se treptat într-o sferă. Cu cât compresia este mai puternică, cu atât energia gravitațională devine mai intensă în cea termică. Gazul este încălzit și când temperatura ajunge la 15-20 milioane K, reacția termonucleară este declanșată într-o stea nouă. După aceasta, procesul de comprimare gravitațională este suspendat.

Principala perioadă de viață a unei vedete

Inițial, în intestinul tânărului lunar, reacționează reacțiile ciclului de hidrogen. Aceasta este cea mai lungă perioadă a vieții unei stele. Tipurile de stele care se află în acest stadiu al dezvoltării sunt reprezentate în cea mai masivă secvență principală a diagramei descrise mai sus. Din când în când, hidrogenul din centrul stelei se termină, transformându-se în heliu. După aceasta, arderea termonucleară este posibilă numai la periferia nucleului. Steaua devine mai strălucitoare, straturile exterioare se extind considerabil, iar temperatura scade. Trupul ceresc se transformă într-un gigant roșu. Această perioadă de viață a stelei Mult mai scurtă decât cea anterioară. Soarta sa ulterioară a fost studiată puțin. Există mai multe ipoteze, însă confirmările fiabile nu au fost încă primite. Cea mai obișnuită teorie este că atunci când heliul devine prea mult, nucleul stelei, care nu susține propria sa masă, se micșorează. Temperatura crește până când heliul nu intră într-o reacție termonucleară. Temperaturile monstruoase duc la următoarea extindere, iar steaua se transformă într-un gigant roșu. Soarta viitoare a starului, potrivit oamenilor de știință, depinde de masa sa. Dar teoriile referitoare la acest lucru sunt doar un rezultat al modelării computerizate, care nu este confirmat de observații.

Răcirea stelelor

Probabil că giganții roșii, cu o masă mică, se vor micșora, transformându-se în pitici și răcind treptat. Stelele masei medii pot fi transformate în nebuloase planetare, în timp ce în centrul acestei formări miezul, care nu are cochilii exterioare, va continua să existe, răcind treptat și transformându-se într-un pitic alb. Dacă steaua centrală emite radiații infraroșii semnificative, apar condiții pentru activarea în cochilia de gaze expandată a nebuloasei planetare a maserii spațiului.

Luminările masive, stoarcerea, pot ajunge la un nivel de presiune astfel încât electronii să se amestece literalmente în nucleele atomice, transformându-se în neutroni. Între timp Aceste particule nu au forțele de repulsie electrostatică, iar steaua se poate contracta la o distanță de câțiva kilometri. În același timp, densitatea sa va depăși densitatea apei cu 100 de milioane de ori. O astfel de stea este numită neutron și este, de fapt, un nucleu atomic imens.

Stelutele supermassive continuă să existe, sintetizând secvențial în procesul de reacții termonucleare de la heliu - carbon, apoi oxigen, din el - siliciu și, în final, fier. În această etapă a reacției termonucleare, apare o explozie de supernovă. Supernovele, la rândul lor, se pot transforma în stele neutronice sau, dacă masa lor este suficient de mare, continuă să se contracteze la o limită critică și să formeze găuri negre.

dimensiuni

Clasificarea stelelor în dimensiune poate fi realizată în două moduri. Dimensiunea fizică a unei stele poate fi determinată de raza sa. Unitatea de măsură în acest caz este raza soarelui. Există pitici, stele de dimensiuni medii, giganți și supergianți. Apropo, soarele în sine este doar un pitic. Raza stelelor neutronice poate ajunge la câțiva kilometri. Și în supergiant se va potrivi în întregime orbita planetei Marte. Dimensiunea unei stele poate fi de asemenea înțeleasă ca masa ei. Este strâns legată de diametrul corpului de iluminat. Cu cât este mai mare steaua, cu atât este mai mică densitatea și viceversa, cu cât este mai mică lumina, cu atât este mai densă. Acest criteriu nu este foarte virulent. Stele care ar fi mai mult sau mai puțin decât Soarele de 10 ori, foarte puțin. Majoritatea corpurilor de iluminat se încadrează în intervalul de la 60 la 0,03 mase solare. Densitatea soarelui, luată pentru indexul de pornire, este de 1,43 g / cm3. Densitatea piticii albi ajunge la 10 ¹² g / cm ³ , iar densitatea supergiantilor rarefiate poate fi de milioane de ori mai mica decat densitatea soarelui.

În clasificarea standard a stelelor, schema de distribuție în masă arată după cum urmează. Cele mai mici includ lumina cu o masă de la 0,08 la 0,5 solar. Pentru a modera - de la 0,5 la 8 mase solare, și la masiv - de la 8 sau mai mult.

Clasificarea stelelor . De la albastru la alb

Clasificarea stelelor în funcție de culoare se bazează de fapt nu pe strălucirea vizibilă a corpului, ci pe caracteristicile spectrale. Spectrul de radiații al unui obiect este determinat de compoziția chimică a stelei, iar temperatura acesteia depinde de ea. Cea mai comună este clasificarea Harvard, creată la începutul secolului XX. Conform standardelor acceptate, clasificarea stelelor în funcție de culoare sugerează o divizare în 7 tipuri.

Astfel, stelele cu cea mai mare temperatură, de la 30 la 60 mii K, sunt clasificate ca luminatoare O. Acestea sunt de culoare albastră, masa acestor corpuri cerești atinge 60 de mase solare (m), iar raza este de 15 raze solare (p. p.). Liniile de hidrogen și heliu din spectrul lor sunt destul de slabe. Luminozitatea obiectelor cerești poate ajunge la 1 milion 400 mii de luminozități solare (pp.).

Clasa B include stele cu o temperatură de 10 până la 30 mii K. Acestea sunt corpuri cerești de culoare albă și albastră, masa lor începe de la 18 s. M, iar raza este de 7 s. M. Luminozitatea cea mai mică a obiectelor din această clasă este de 20 mii s. S., iar liniile de hidrogen din spectru sunt amplificate, atingând valori medii.

Clasa A stele au temperaturi variind de la 7.5 la 10 mii K, ele sunt de culoare albă. Masa minimă a acestor corpuri cerești începe de la 3,1 secunde. M, iar raza este de 2,1 secunde. p. Luminozitatea obiectelor este în intervalul de la 80 la 20 mii s. a. Liniile de hidrogen din spectrul acestor stele sunt puternice, există linii de metale.

Obiectele din clasa F sunt de fapt galben-albe, dar arată alb. Temperatura lor variază între 6 și 7500 K, masa variază de la 1,7 la 3,1 cm, raza variază între 1,3 și 2,1 secunde. p. Luminozitatea acestor stele variază de la 6 la 80 s. a. Liniile de hidrogen din spectru slăbesc, liniile de metale, dimpotrivă, sunt amplificate.

Astfel, toate tipurile de stele albe se încadrează în limitele claselor de la A la F. În plus, conform clasificării, apar luminițele galbene și portocalii.

Galben, portocaliu și roșu

Tipurile de stele în culori sunt distribuite de la albastru la roșu, deoarece temperatura scade, iar dimensiunea și luminozitatea obiectului scade.

Stelele din clasa G, la care face parte soarele, ajung la o temperatură cuprinsă între 5 și 6 mii K, sunt galbene. Masa acestor obiecte este de la 1,1 la 1,7 secunde. M, raza este de la 1,1 la 1,3 s. p. Luminozitatea este de la 1,2 la 6 s. a. Liniile spectrale ale heliului și metalelor sunt intense, liniile de hidrogen devin mai slabe.

Elementele de iluminat aparținând clasei K au o temperatură cuprinsă între 3,5 și 5 mii K. Ele arată galben-portocaliu, dar culoarea adevărată a acestor stele este portocalie. Raza acestor obiecte este în intervalul de la 0,9 la 1,1 s. P., Mass - de la 0,8 la 1,1 cu. M. Luminozitatea variază între 0,4 și 1,2 s. a. Liniile de hidrogen sunt aproape invizibile, liniile metalice sunt foarte puternice.

Cele mai reci și cele mai mici stele sunt de clasa M. Temperatura lor este de numai 2,5 - 3,5 mii K și ele par roșu, deși în realitate aceste obiecte sunt portocaliu-roșu. Masa stelelor este în intervalul de la 0,3 la 0,8 s. M, raza este de la 0,4 la 0,9 s. p. Luminozitatea este de numai 0,04-0,4 s. a. Acestea sunt stelele pe moarte. Singurele lor piticuri maro deschise recent sunt mai reci . Pentru ei a fost alocată o clasă separată de M-T.