Звездите, като хората, могат да бъдат новородени, млади, стари. Всеки миг едни звезди умират, а други се образуват. Обикновено най-младите от тях са подобни на Слънцето. Те са на етап формиране и всъщност представляват протозвезди. Астрономите ги наричат звезди Т-Телец, по името на техния прототип. По своите свойства - например светимост - протозвездите са променливи, тъй като съществуването им все още не е навлязло в стабилна фаза. Около много от тях има голямо количество материя. Мощни вятърни течения се излъчват от звезди от Т-тип.
Протозвезди: началото на жизнения цикъл
Ако материята падне върху повърхността на протозвезда, тя бързо изгаря и се превръща в топлина. В резултат на това температурата на протозвездите непрекъснато се повишава. Когато се издигне толкова много, че в центъра на звездата се задействат ядрени реакции, протозвездата придобива статут на обикновена. С началото на ядрените реакции звездата има постоянен източник на енергия, който поддържа жизнената й дейност за дълго време. Колко дълъг ще бъде жизненият цикъл на една звезда във Вселената зависи от нейния първоначален размер. въпреки товаСмята се, че звездите с диаметър на Слънцето имат достатъчно енергия, за да съществуват комфортно около 10 милиарда години. Въпреки това се случва също така, че дори по-масивните звезди живеят само няколко милиона години. Това се дължи на факта, че изгарят горивото си много по-бързо.
Звезди с обикновен размер
Всяка от звездите е куп горещ газ. В техните дълбини процесът на генериране на ядрена енергия непрекъснато протича. Не всички звезди обаче са като Слънцето. Една от основните разлики е в цвета. Звездите са не само жълти, но и синкави, червеникави.
Яркост и осветеност
Те също се различават по характеристики като блясък и яркост. Колко ярка ще бъде звездата, наблюдавана от повърхността на Земята, зависи не само от нейната осветеност, но и от разстоянието от нашата планета. Като се има предвид разстоянието до Земята, звездите могат да имат напълно различна яркост. Тази цифра варира от една десет хилядна от блясъка на Слънцето до яркост, сравнима с повече от милион слънца.
Повечето звезди са в долния край на този спектър, тъй като са тъмни. В много отношения Слънцето е средна, типична звезда. Въпреки това, в сравнение с други, той има много по-голяма яркост. Голям брой тъмни звезди могат да се наблюдават дори с просто око. Причината, поради която звездите се различават по яркост, е поради тяхната маса. Цветът, блясъкът и промяната в яркостта във времето се определят от количествотовещества.
Опити за обяснение на жизнения цикъл на звездите
Хората отдавна се опитват да проследят живота на звездите, но първите опити на учените са доста плахи. Първият напредък беше прилагането на закона на Лейн към хипотезата на Хелмхолц-Келвин за гравитационното свиване. Това донесе ново разбиране на астрономията: теоретично температурата на звездата трябва да се увеличава (стойността й е обратно пропорционална на радиуса на звездата), докато увеличаването на плътността не забави процесите на свиване. Тогава консумацията на енергия ще бъде по-висока от нейния доход. В този момент звездата ще започне бързо да се охлажда.
Хипотези за живота на звездите
Една от оригиналните хипотези за жизнения цикъл на звезда е предложена от астронома Норман Локиър. Той вярвал, че звездите възникват от метеоритна материя. В същото време разпоредбите на неговата хипотеза се основават не само на теоретичните заключения, налични в астрономията, но и на данните от спектралния анализ на звездите. Локър бил убеден, че химичните елементи, които участват в еволюцията на небесните тела, са съставени от елементарни частици – „протоелементи“. За разлика от съвременните неутрони, протони и електрони, те имат не общ, а индивидуален характер. Например, според Локиър, водородът се разпада на това, което се нарича "протоводород"; желязото става "протожелязо". Други астрономи също се опитаха да опишат жизнения цикъл на звезда, например Джеймс Хопууд, Яков Зелдович, Фред Хойл.
Гигантски звезди и джуджета
Големите звезди са най-горещите и ярки. Обикновено са бели или синкави на вид. Въпреки че са с гигантски размери, горивото вътре в тях изгаря толкова бързо, че те го губят само за няколко милиона години.
Малките звезди, за разлика от гигантските, обикновено не са толкова ярки. Те имат червен цвят, живеят достатъчно дълго - милиарди години. Но сред най-ярките звезди на небето има и червени и оранжеви. Пример е звездата Алдебаран – така нареченото „биче око“, намиращо се в съзвездието Телец; както и звездата Антарес в съзвездието Скорпион. Защо тези готини звезди могат да се конкурират по яркост с горещи звезди като Сириус?
Това се дължи на факта, че след като те се разшириха много и диаметърът им започна да надхвърля огромните червени звезди (супергиганти). Огромната площ позволява на тези звезди да излъчват с порядък повече енергия от Слънцето. И това въпреки факта, че температурата им е много по-ниска. Например диаметърът на Бетелгейзе, разположен в съзвездието Орион, е няколкостотин пъти по-голям от диаметъра на Слънцето. А диаметърът на обикновените червени звезди обикновено не е дори една десета от размера на Слънцето. Такива звезди се наричат джуджета. Всяко небесно тяло може да премине през тези видове жизнен цикъл на звездите - една и съща звезда в различни сегменти от живота си може да бъде както червен гигант, така и джудже.
По правило светила като Слънцетоподдържат съществуването си благодарение на водорода вътре. Той се превръща в хелий в ядреното ядро на звездата. Слънцето има огромно количество гориво, но дори и то не е безкрайно - половината от резерва е изразходван през последните пет милиарда години.
Животът на звездите. Жизненият цикъл на звездите
След като запасите от водород вътре в звездата са изчерпани, идват сериозни промени. Останалият водород започва да гори не вътре в ядрото си, а на повърхността. В този случай животът на звездата намалява все повече и повече. Цикълът на звездите, поне повечето от тях, в този сегмент преминава в стадия на червен гигант. Размерът на звездата става по-голям, а температурата й, напротив, намалява. Така се появяват повечето червени гиганти, както и свръхгиганти. Този процес е част от цялостната последователност от промени, които се случват със звездите, които учените нарекоха еволюция на звездите. Жизненият цикъл на една звезда включва всички нейни етапи: в крайна сметка всички звезди остаряват и умират, а продължителността на тяхното съществуване се определя пряко от количеството гориво. Големите звезди завършват живота си с огромна, зрелищна експлозия. По-скромните, напротив, умират, като постепенно се свиват до размера на белите джуджета. Тогава те просто избледняват.
Колко дълго живее една средностатистическа звезда? Жизненият цикъл на звезда може да продължи от по-малко от 1,5 милиона години до 1 милиард години или повече. Всичко това, както беше казано, зависи от неговия състав и размер. Звезди като Слънцето живеят между 10 и 16 милиарда години. Много ярки звездиподобно на Сириус, живеят за сравнително кратко време - само няколкостотин милиона години. Диаграмата на жизнения цикъл на звезда включва следните етапи. Това е молекулен облак – гравитационният колапс на облака – раждането на свръхнова – еволюцията на протозвезда – краят на протозвездната фаза. След това следват етапите: началото на стадия на млада звезда - средата на живота - зрялост - стадия на червен гигант - планетарна мъглявина - етап на бяло джудже. Последните две фази са характерни за малки звезди.
Природа на планетарните мъглявини
И така, накратко прегледахме жизнения цикъл на една звезда. Но какво е планетарна мъглявина? Звездите понякога хвърлят външните си слоеве, докато се превръщат от огромен червен гигант до бяло джудже, оставяйки ядрото на звездата открито. Газовата обвивка започва да свети под въздействието на енергията, излъчвана от звездата. Този етап получи името си поради факта, че светещите газови мехурчета в тази черупка често изглеждат като дискове около планети. Но всъщност те нямат нищо общо с планетите. Жизненият цикъл на звездите за деца може да не включва всички научни подробности. Може да се опишат само основните фази на еволюцията на небесните тела.
звездни купове
Астрономите обичат да изследват звездни купове. Има хипотеза, че всички светила се раждат точно в групи, а не едно по едно. Тъй като звездите, принадлежащи към един и същи куп, имат сходни свойства, разликите между тях са верни, а не се дължат на разстоянието до Земята. Какви променине попаднаха в дела на тези звезди, те поемат своето начало по едно и също време и при равни условия. Особено много знания могат да се получат чрез изучаване на зависимостта на техните свойства от масата. В крайна сметка възрастта на звездите в куповете и разстоянието им от Земята са приблизително равни, така че се различават само по този показател. Гроздовете ще представляват интерес не само за професионални астрономи - всеки любител ще се радва да направи красива снимка, да се любува на изключително красивата им гледка в планетариума.
