Жизнь звезд
Звезда — это огромный шар горячего газа, который удерживается как одно целое благодаря собственной силе тяготения и разогревается ядерной энергией. Большинство звезд существует миллиарды лет. Наряду с планетами, звезды образуются из газовых облаков в космическом пространстве. Хотя в подавляющем большинстве звезды похожи на Солнце, среди них существуют также и гиганты размером со всю Солнечную систему, и карлики величиной с Землю.
Наблюдая образующиеся в настоящее время звезды, мы можем получить некоторое представление о том, как возникло когда-то наше Солнце. Каким образом обзавелось оно целым семейством планет и имеются ли планетные системы у других звезд?
Когда протозвезда сжимается, она образует диск из вещества, окружающий звезду. Часть вещества этого диска падает обратно на звезду, повинуясь силе тяготения. Газ и пыль, что остаются в диске, постепенно охлаждаются. Когда температура опускается достаточно низко, вещество диска начинает собираться в небольшие сгустки — точно так же, как при охлаждении водяной пар конденсируется из влажного воздуха в дождевые капли. Так возникают строительные кирпичики планет.
Пока что нам не представилось возможности наблюдать планеты вокруг других звезд, поскольку наши телескопы просто недостаточно мощны для этого. Мы не смогли бы разглядеть даже самую большую планету, Юпитер, если бы она двигалась по орбите вокруг одной из ближайших к Солнцу звезд. Можно только искать «колебания» в движении звезд по небу, которые могли бы означать наличие планет, по никаких убедительных доказательств этого пока не найдено. При помощи космического телескопа «Хаббл» и новых наземных телескопов, находящихся сейчас в стадии разработки, нам, по-видимому, удастся все же увидеть, есть ли планеты у ближайших к нам звезд.
Нормальные звезды
Все звезды в основе своей похожи на наше Солнце: это огромные шары очень горячего светящегося газа, в самой глубине которых вырабатывается ядерная энергия. Но не все звезды в точности такие, как Солнце. Самое явное различие — это цвет. Есть звезды красноватые или голубоватые, а не желтые.
Кроме того, звезды различаются и по яркости, и по блеску. Насколько яркой выглядит звезда на небе, зависит не только от се истинной светимости, но также и от расстояния, отделяющего се от нас. С учетом расстоянии, яркость звезд меняется в широком диапазоне: от одной десятитысячной яркости Солнца до яркости более чем миллиона Солнц. Подавляющее большинство звезд, как оказалось, располагается ближе к тусклому краю этой шкалы. Солнце, которое во многих отношениях является типичной звездой, обладает гораздо большей светимостью, чем большинство других звезд. Невооруженным глазом можно увидеть очень небольшое количество слабых по своей природе звезд. В созвездиях нашего неба главное внимание привлекают к себе «сигнальные огни» необычных звезд, тех, что обладают очень большой светимостью.
Почему же звезды так сильно различаются по своей яркости? Оказывается, тут все зависит от массы звезды Количество вещества, содержащееся в конкретной звезде, определяет ее цвет и блеск, а также то, как блеск меняется во времени. Минимальная величина массы, необходимая, чтобы звезда была звездой, составляет около одной двенадцатой массы Солнца. Если вещества меньше, то центр никогда не станет достаточно горячим, чтобы поддерживать протекание ядерных реакций. Объекты, масса которых находится в промежутке между одной сотой и одной двенадцатой массы Солнца, называются «коричневыми карликами»; они и течение короткого времени вырабатывают некоторое количество энергии, но стать настоящими звездами не могут. Поскольку коричневые карлики не излучают спета, обнаружить их чрезвычайно сложно.
Что касается другого конца шкалы, то астрономам пока неясно, насколько тяжелы самые массивные звезды. Возможно, что лишь очень немногие из них превосходят Солнце по массе более, чем в 60 раз; вероятно, ни одна звезда не превосходит его более, чем в 100 раз.
Гиганты и карлики
Самые массивные звезды одновременно и самые горячие, и самые яркие. Выглядят они белыми или голубоватыми. Несмотря на свои огромные размеры, эти звезды производят такое колоссальное количество энергии, что все их запасы ядерного топлива перегорают за какие-нибудь несколько миллионов лет. В противоположность им звезды, обладающие небольшой массой, всегда неярки, а цвет их — красноватый. Они могут существовать в течение долгих миллиардов лет.
Однако среди очень ярких звезд в пашем небе есть красные и оранжевые. К ним относятся и Альдебаран — глаз быка в созвездии Телец, и Антарес в Скорпионе. Как же могут эти холодные звезды со слабо светящимися поверхностями соперничать с раскаленными добела звездами типа Сириуса и Беги?
Ответ состоит в том, что эти звезды очень сильно расширились и теперь по размеру намного превосходят нормальные красные звезды. По этой причине их называют гигантами, или даже сверхгигантами.
Благодаря огромной площади поверхности, гиганты излучают неизмеримо больше энергии, чем нормальные звезды вроде Солнца, несмотря на то, что температура их поверхности значительно ниже. Размер нормальной красной звезды, как правило, не превосходит одной десятой размера Солнца. По контрасту с гигантами их называют «карликами». Гигантами и карликами звезды бывают па разных стадиях своей жизни, и гигант может в конце концов превратиться в карлика, достигнув «пожилого возраста».
Жизненный цикл звезды
Обычная звезда, такая, как Солнце, выделяет энергию за счет превращения водорода в гелий в ядерной ночи, находящейся в самой се сердцевине. Солнце содержит огромное количество водорода, однако запасы его не бесконечны. За последние 5 миллиардов лет Солнце уже израсходовало половину водородного топлива и сможет поддерживать свое существование в течение еще 5 миллиардов лет, прежде чем запасы водорода в его ядре иссякнут. А что потом?
После того как звезда израсходует водород, содержащийся в центральной ее части, внутри звезды происходят крупные перемены. Водород начинает перегорать не в центре, а и оболочке, которая увеличивается в размере, разбухает. В результате размер самой звезды резко возрастает, а температура ее поверхности надает. Именно этот процесс и порождает красных гигантов и сверх-гигантов. Он является частью той последовательности изменений, которая называется «звездной эволюцией» и которую проходят все звезды.
В конечном итоге все звезды стареют и умирают, но продолжительность каждой отдельной звезды определяется ее массой. Массивные звезды проносятся через свой жизненный цикл, заканчивая его эффектным взрывом. Звезды более скромных размеров, включая и Солнце, наоборот, в конце жизни сжимаются, превращаясь в исключительно плотные белые карлики. После чего они просто угасают.
В процессе превращения из красного гиганта в белый карлик звезда может сбросить свои наружные слои, как легкую газовую оболочку, обнажив при этом ядро. Газовая оболочка ярко светится под действием мощного излучения покинутой звезды, температура которой па поверхности может достигать 100 000"С. Когда такие светящиеся газовые пузыри были впервые обнаружены, они были названы планетарными туманностями, поскольку они часто выглядят как круги типа планетного диска, если пользоваться маленьким телескопом. На самом же деле они, конечно, не имеют с планетами нечего общего!
|
|
Читайте в рубрике «Небо, Солнце и звезды»: |