Звезды. Солнце

Звезды – массивные, светящиеся, газовые (плазменные) небесные тела, образующиеся путем гравитационного сжатия облаков галактического газа, состоящие из сильно ионизированного газа, в которых энергия, высвобождаемая при термоядерных реакциях превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях, излучается через звездную атмосферу в космос. Температура вещества в недрах звезд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности тысячами кельвинов. Они различаются по размеру, температуре и яркости. Запасы межзвездного газа постепенно истощаются, рождение звезд становится менее интенсивным. Через несколько миллиардов лет, когда будут исчерпаны все запасы газа, спиральная галактика превратится в линзообразную, состоящую из слабых красных звезд. Эллиптические галактики уже находятся на этой стадии: весь газ в них израсходован 10-15 млрд. лет назад.

Солнце – типичная звезда, хотя кажется гораздо ярче и больше всех остальных звезд, поскольку расположено намного ближе к Земле. Ближайшей к Солнцу звездой является Проксима Центавра. Она расположена в 4,2 св. лет от центра Солнечной системы (39 Пм = 39 триллионов км = 3,9·10¹³ км), то есть в 272000 раз дальше от Земли, чем Солнце, поэтому звезды кажутся нам светлыми точками на небе. Хотя звезды рассыпаны по всему небосводу, мы видим их только ночью, а днем на фоне яркого, рассеянного в воздухе солнечного света они не видны. Невооруженным взглядом (при хорошей остроте зрения) на небе видно около 6000 звезд, по 3000 в каждом полушарии. Все видимые с Земли звезды (включая видимые в самые мощные телескопы) находятся в местной группе галактик.

Атмосфера Земли преломляет лучи света звезд, поэтому они кажутся нам мигающими и дрожащими. Космонавты видят звезды как цветные немигающие точки.

В давние времена все небесные светила, кроме Луны и Солнца, называли «звездами», а планеты – «блуждающими звездами». Перемещение блуждающих звезд относительно неподвижных вызывало интерес и благоговение. Поскольку люди считали себя центром мироздания, они думали, что перемещение светил как-то влияет на их судьбу. Это астрологическое поверие стимулировало астрономические наблюдения, необходимые для составления астрологических прогнозов. Все планеты движутся приблизительно в одной плоскости, их наблюдаемые с Земли траектории проходят на небе вдоль узкой полосы, называемой Зодиаком. Поэтому расположенные вдоль линии Зодиака созвездия в прежние времена считались особенно важными.

Многие храмы были ориентированы по звездам. Скажем, Великие пирамиды в Гизе построены так, что узкий коридор в них направлен точно на полярную звезду, роль которой тогда выполняла aльфа Дракона. Мегалитическая постройка Стоунхендж на Солсберийской равнине в Англии сооружена в точном соответствии с сезонными изменениями положения Солнца и Луны.

В нашу эпоху звезды часто используют как яркие метки на небе для определения времени и для навигации. Поскольку Земля вращается, каждый наблюдатель замечает, как звезды поочередно пересекают воображаемую линию «север-зенит-юг»называемую – небесный меридиан. Это явление применяют для отсчета звездного времени. За начало новых звездных суток на всей Земле принят момент пересечения определенной точкой небесной сферы меридиана Гринвича в Англии.

В нашей Галактике более 100 млрд. звезд. Всего около 0,01% всех звезд Галактики занесено в каталоги, а подавляющее большинство наблюдаемых звезд пока не сосчитано.

Самые яркие звезды у каждого народа получили свои имена. Многие из ныне употребляющихся, например, Альдебаран, Алголь, Денеб, Ригель и др., имеют арабское происхождение; культура арабов послужила мостом через интеллектуальную пропасть, отделяющую падение Рима от эпохи Возрождения.

Спектральная классификация – описание наблюдаемого спектра, позволяет оценить важные астрофизические характеристики звезды, такие как эффективная температура ее поверхности, светимость, иногда особенности химического состава.

Класс	Температура	цвет
О	60000-30000	Горячие ↓ Средние ↓   Холодные	голубой
В	30000-10000	бело-голубой и белый
А	10000-7500	белый
F	7500-6000	желто-белый и белый
G	6000-5000	желтый
К	5000-3500	желтый и желтовато-оранжевый
М	3500-2000	оранжево-красный и красный

ГП – звезды главной последовательности

Звездная величина соответствует блеску звезды – чем звезда тусклее, тем больше ее величина, чем ярче звезда – тем меньше ее звездная величина. У самых ярких звезд звездная величина отрицательная, например, у Сириуса (-1,4). А невооруженным глазом видно звезды до 6-й звездной величины.

Ярчайшие звезды, видимые невооруженным глазом: южное полушарие: Сириус – белая ГП (-1,44); Канопус – белый гигант (-0,72); Ахернар – бело-голубоватая ГП (+0,45); Альфа Центавра – желтая ГП (-0,28); северное полушарие: Вега – белая ГП (+0,03); Капелла – желтый гигант (+0,08); Арктур – красный гигант (-0,05); экваториальная область: Ригель – бело-голубой сверхгигант (+0,14); Процион – белый (+0,4); Бетельгейзе – красный сверх-гигант (+0,41); для сравнения: Солнце – желтый карлик ГП (+4,8).

Современная классификация звезд сложна, в общем плане различают кратные, новые и сверхновые звезды, нестационарные (молодые). В группе двойных звезд выделяют спектрально-двойные и заметно-двойные. Карликовые звезды бывают красные, белые и коричневые карлики. Позже были открыты нейтронные и пульсирующие звезды, квазары, пекулярные звезды и др. Диаграмма Герцшпрунга-Расселла выражает расположение звезд в соответствии с величиной их светимости и температурой. Например, чем горячее звезда, тем она ярче, но меньше. Красные сверхгиганты холодные, но очень яркие благодаря своим огромнейшим размерам. Белые карлики маленькие, могут быть очень горячими, но все равно светят тускло.

По сравнению с белым карликом, Солнце – великан, однако диаметр красных гигантов в 20-40 раз больше Солнечного. Бетельгейзе – красный сверхгигант, удален на 427 св. лет, и имеет диаметр – 800 диаметров Солнца. Самые крупные по массе звезды более чем в 150 раз больше Солнца. Масса самых мелких звезд примерно 10% массы Солнца. Еще меньше коричневые карлики – звездоподобные тела, не разогревшиеся для начала термоядерной реакции, выделяющие тепло, но не светящие как настоящие звезды.

Кратные звезды вращаются друг вокруг друга. Ближе всего к нам в космосе тройная система – альфа Центавра. Она состоит из звезд: альфа А Центавра, альфа В Центавра и маленькой звезды Проксима. Самая яркая звездная система – Сириус, различают две звезды: Сириус А (Собачья звезда) и Сириус В (Щенок).

Астрономы выделяют области неба со скоплениями звезд, которые ныне описаны как 88 созвездий северной и южной небесных полусфер. Древнейшие уходят корнями в Месопотамию на 5000 лет назад, другие на 2000 лет в древний Египет и Грецию. Считается, что первыми созвездиями, на которые обратили внимание, были Телец (есть на Месопотамских табличках 3000 лет назад), Лев (обозначен у шумеров 6000 лет назад) и Скорпион.

В нашем Северном полушарии особый интерес представляет Большая Медведица или «большой ковш» и Малая Медведица, (рис. 2) похожая по строению ковша, но развернутого ручкой в противоположную сторону. Ярчайшая звезда на хвосте Малой Медведицы – это Полярная Звезда (Альфа Малой Медведицы). Звездное небо вращается, но Полярная звезда практически всегда находится в минимальной близости от Северного полюса мира всего около 1°. Находясь точно на севере, она остается неподвижной, на нее можно ориентироваться. Полярная звезда является не просто переменным пульсаром и сверх-гигантом, а звездной системой, состоящей из трех звезд, в самом центре которых находится сверхгигант – Полярная A, которая превышает яркость нашего Солнца, более чем в 2000 раз. Вторая составляющая троицы Полярная B, находится от Полярной A, на достаточно приличном расстоянии, что дает возможность рассмотреть ее в телескоп даже с Земли. Третья – карликовая Полярная ab, располагается так близко к гиганту, что ее сфотографировать удалось лишь телескопу «Хаббл». Возраст Полярной звезды и ее членов приблизительно 80 млн. лет, возможно, они являются остатками бедного рассеянного скопления.

С течением времени в результате прецессии (вращение земной оси), земная ось сдвигается, тем самым приближаясь к разным звездам. Так, 5000 лет назад, неподвижной звездой полюсабыла альфа Дракона. А через 2000 лет Полярную звезду заменит гамма Цефея, и следующая будет уже через 12000 лет звезда Вега (альфа Лиры). То, что впоследствии звезды этих созвездий будут называть «Полярной», ни чего не значит, так как Полярная звезда – это зафиксированное и собственное имя альфы Малой Медведицы.

Рис. 2. Расположение звезд в созвездиях Большая и Малая Медведица

Солнце - центральное тело нашей планетной системы. Среди космических объектов Солнце – звезда третьего поколения главной последовательности, относящаяся к семейству желтых карликов (спектральный класс G2V). По сравнению с другими звездами оно имеет небольшие размеры, однако сосредоточило в себе 99,866% всей массы своей Солнечной системы, и только 0,134% вещества приходится на все остальные ее тела.

Солнце движется, относительно ближайших звезд примерно со скоростью 19,5 км/с, и перемещается в направлении созвездия Геркулеса. Вокруг галактического центра Млечного пути Солнце движется со скоростью 250 км/с., и вместе с планетарной системой совершает полный оборот примерно за 200 млн. лет.

Возраст Солнца примерно 5 млрд. лет. Средний радиус равен 6,9599·10⁸ м. Диаметр – 1392000 км. Масса – 1,8·10³⁰ кг, что составляет 332946 масс Земли. Плотность – 1,409 Мг/м³ плотности воды. Сила тяжести на поверхности составляет – 27,9 силы тяжести на Земле (у Меркурия и Марса – 0,38; у Венеры – 0,9; у Юпитера – уже 2,6; у Сатурна и Нептуна – 1,1). Период сидерического вращения на экваторе – 25,380 суток, у полюсов – 34 суток. А период синодического вращения на экваторе – 27,275 суток. Химический состав: Н-71%, Не-26,5%, прочие 2,5%. Солнце будет светить еще 6-7 млрд. лет, пока весь водород не превратится в гелий. Тогда, вздувшись и превратившись в красного гиганта, Солнце сбросит оболочки и станет белым карликом.

Дата добавления: 2015-07-11