Mindent a csillagcsillagászatról. Relativisztikus kettős csillagok

Amit egy kis világító pontnak látunk az éjszakai égbolton. Valójában minden csillag hatalmas golyó, amely forró gázokból áll. Kilencven százalék hidrogént, valamivel kevesebb, mint tíz százalék héliumot, a többi pedig különféle szennyeződéseket tartalmaz. A labda közepén a hőmérséklet körülbelül hatmillió fok. Ez az érték megfelel annak a határnak, amely lehetővé teszi a hidrogén szabad áramlását a héliumba e kémiai folyamat során. Ennek eredményeként hatalmas mennyiség szabadul fel, amely erős fény formájában kerül a világűrbe.

Ami megegyezik a Nappal. Ráadásul a kis csillagok tízszer kisebbek, mint a mi világítótestünk, a nagyok pedig százötvenszeresen haladják meg a paramétereit.

A csillagászok gyakran arra a kérdésre válaszolva, hogy mi a csillag, ezeket az Univerzumban található fő testeknek nevezik. A helyzet az, hogy a világűrben megtalálható világítóanyag fő térfogatát tartalmazzák.

A teleszkópon keresztül megfigyelhető égbolt csillagokat gyakran különféle alakú ködök veszik körül. Ezek az új képződmények, amelyek gáz- és porfelhők, bármelyik pillanatban megkezdhetik a tömörülési folyamatot. Ugyanakkor gömb alakú figurává zsugorodnak, és jelentős hőmérsékletre melegszenek fel. Amikor a termikus rezsim eléri a hatmillió fokot, megindul a termonukleáris kölcsönhatás, vagyis új égitest képződik.

A tudósok különböző típusú csillagokat azonosítottak. Tömegük és fényességük szerint vannak felosztva. Az evolúciós folyamat szakaszai szerint is lehet osztani.

Az osztály, amely csillagokat tartalmaz, amelyekben a kibocsátott energia egyensúlyban van a termonukleáris reakciók energiájával, az izzás típusa szerint felosztja őket:

Kék;

Fehér és kék;

fehér-sárga;

Piros;

Narancs.

A maximális hőmérsékletet a kék fényű csillagokban figyelik meg, a minimumot a vörösben. A mi Napunk egy sárga világítótest. Kora meghaladja a négy és fél milliárd évet. A tudósok számításai szerint a maghőmérséklet 13,5 millió K, a koronahőmérséklet pedig 1,5 millió K.

Mi az óriáscsillag? Az ilyen típusú világítótestek olyan tüzes testeket tartalmaznak, amelyek tömege és átmérője több tízezerszer nagyobb, mint a Nap. A vörös fényt kibocsátó óriások egy bizonyos evolúciós szakaszban vannak. A csillag átmérője növekszik, mire a magjában lévő hidrogén teljesen kiég. Ezzel párhuzamosan a gázok égési hőmérséklete csökken, és a vörös izzás több millió kilométerre terjed. Az óriássztárok közé tartozik a VV Cephei A, a VY Canis Majoris, a KW Sagittarius és még sokan mások.

Az égitestek között törpék is vannak. Átmérőjük jóval kisebb, mint a mi Napunk mérete. Vannak törpék:

Fehér (hűtés);

Sárga (hasonló a Naphoz);

Barna (gyakran bolygóknak tekintik);

Piros (viszonylag hideg);

Fekete (végül kihűlt és élettelen).

Létezik egyfajta változócsillag is. Ezek a világítótestek olyan testek, amelyek a megfigyelés teljes története során legalább egyszer megváltoztatták fényességüket és fejlődési dinamikájukat. Ezek tartalmazzák:

Forgó;

Lüktető;

Kitörő;

Egyéb instabil, új és nehezen megjósolható világítótestek.

Az ilyen csillagok, amelyeket főleg élénkkék és hipernóvák képviselnek, nagyon specifikusak és kevéssé tanulmányozottak. Mindegyik az anyag ellenállásának és a gravitációs erők munkájának eredménye.

A csillagokat az égitestek evolúciós folyamatának egyik szakaszának is tekintik. Egy ilyen test nem bocsát ki fényt, de bizonyos jellemzői egy szintre teszik a csillagokkal.

Csillagok... Nincs szebb, mint az éjszakai égbolt látványa egy sötét, holdtalan éjszakán. Távol a város fényeitől csillagok tömkelege tarkítja az eget, örök képet mutatva nekünk.

Már az ókorban az emberek elkezdték egyesíteni a csillagokat csoportokba (vagy csillagképekbe), és a legfényesebbek saját nevet kaptak. Ezt a kényelem érdekében tették, mert a csillagok ezrei között nem volt olyan könnyű eligazodni. A régiek gazdag fantáziája adta a csillagképeket mitikus hősök és fantasztikus lények neveihez.

A Szíriusz (balra) és a magyarországi Bakonibel-tó nyugati horizontja feletti Orion és Bika csillagképekből származó csillagok. Balra a Tejút is látható. Fénykép: Ladanyi Tamás/ladanyi.csillagaszat.hu

Mik a csillagok? Az ókorban az emberek különféle feltételezéseket fogalmaztak meg a lényegüket illetően. Egyes filozófusok úgy vélték, hogy a csillagok „rések” az égbolt átlátszatlan kupolájában, amelyen keresztül a mennyei tűz tükörképeit látjuk. Mások azt hitték, hogy a csillagokat az istenek szó szerint az égi szférához csatolták, hogy díszítsék az éjszakai eget...

A csillagok természetét segítették a pontos fizikai megfigyelési módszerek kialakításában és a természet általános törvényeinek ismeretében. Ma már tudjuk, hogy a csillagok forró gáz (vagy inkább plazma) golyók, amelyek határtalan és szinte üres térben repülnek. A csillagok eltérhetnek egymástól méretükben, tömegükben, hőmérsékletükben és sugárzási intenzitásukban, de a legtöbb csillag energiaforrása ugyanaz - a mélységükben végbemenő termonukleáris reakciók.

A miénk Nap- szintén sztár. A Nap a Naprendszer központi teste, amely bolygókat (beleértve a Földet is), törpebolygókat, aszteroidákat, üstökösöket és apró porokat foglal magában. A Nap egy magányos csillag, és nincs társcsillaga. De ha tovább nézünk az űrben, azt fogjuk látni, hogy a csillagok gyakran két, három vagy akár több csillagból álló csoportokba sorolhatók, legfeljebb hat csillagból. Végül az űrben egész csillaghalmazok vannak, amelyek tíztől és száztól milliónyi világítótestet tartalmaznak...

Az összes csillag, amelyet éjszaka látunk az égen, a csillaghalmazokkal együtt egy hatalmas rendszer része - Galaxisok. Galaxisunkat úgy hívják Tejút. Több száz milliárd csillagból áll. A Tejútrendszeren kívül milliárdnyi más galaxis létezik, mint a miénk. Olyan messze vannak tőlünk, hogy szabad szemmel csak néhány galaxist lehet látni.

Szerencsések voltunk. Olyan korszakban élünk, amikor a tudomány jelentős lépéseket tett a körülöttünk lévő világ megértésében, beleértve az űrt is. Ennek köszönhetően lehetőségünk nyílik több mint üres tekintettel nézni a csillagokat. Csillagképről csillagképre haladva tudjuk, hogy az ég ezen részén egy pulzár található, itt pedig egy közeli, a Naphoz hasonló csillag, amely körül szintén bolygók keringenek. Így ötvöződik a történelem és a modernitás, az ősi mítoszok és a tudományos ismeretek bizarr módon az égen. És még - a kozmosz örök misztériuma és a megismerés iránti vágy.

Nem, nem igazán. Ne is próbálkozzon ezzel. A Földön egyetlen tudós sem képes megmondani az igazat, hány csillag van az Univerzumban. Egyszerűen nem tudja. Számtalan belőlük van az űrben, ugyanakkor ez a szám minden pillanatban változik – a világűrben folyamatosan születnek és halnak meg csillagok.

Annak érdekében, hogy legalább kb csillagok száma az űrben, tudnia kell, hogy például csillaggalaxisunkban megközelítőleg 150 milliárd csillag van, és az egész Univerzumban a galaxisok száma ugyanezen tudósok szerint több milliárd. Ugyanakkor a földi csillagászok már régóta megszámolják az égen szabad szemmel látható csillagokat - csak körülbelül 6 ezer van belőlük. Mindezeket a csillagokat már régóta leírták, tanulmányozták, és még speciális űrrekordokban is szerepelnek. csillag katalógusok.

Hogyan néznek ki a csillagok az űrben, és hogyan osztják őket csoportokra?

Gondosan az égre nézve könnyen észrevehető, hogy egyesek az űrben lévő csillagok nagyobbnak vagy fényesebbnek tűnnek, mint mások. A csillagok osztályozásának fő változatát a csillagászok vezették be a Krisztus előtti második században, egy ókori görög tudós dolgozta ki. Nikaiai Hipparkhosz.

A csillagok űrbeli osztályozásának ez a módszere abból áll, hogy az égitesteket méretüktől függően csoportokra osztják. A „nagyságrendű” szót azonban nem szabad érteni a csillagok valódi mérete az űrbenés fényerejüket. Az osztályozó szerint a világűr legfényesebb csillagai az első magnitúdójú csillagok. 2,5-szer fényesebben ragyognak, mint a második magnitúdójú csillagok, és természetesen 2,5-szer fényesebbek, mint a harmadik magnitúdójú csillagok stb. Mellesleg szabad szemmel, nélkül is lehet látni a csillagokat a hatodik magnitúdóig.

Hogyan lehet a legkönnyebben megkülönböztetni egy bolygót a csillagtól?

Ne feledje, hogy ez a szó görögből fordította le jelentése "vándorcsillag". Valójában a csillagok nagyon hasonlóak. Ha azonban közelebbről megnézi őket, észre fogja venni, hogy a csillagok csillognak, és a bolygók egyenletes, nyugodt fénnyel ragyognak. Ez azért történik, mert a csillagok maguk bocsátanak ki fényt, és a bolygó csak a felszínére eső fényt veri vissza.

Hogyan lehet megkülönböztetni egy bolygót a csillagtól

Ezenkívül a bolygók folyamatosan mozognak az égen, vándorolnak vagy – köznyelven szólva – lebegnek, anélkül, hogy meghatározott helyet foglalnának el az égen. Mivel a bolygók az égen lebegnek, és a csillaguk körül keringenek, bolygóknak vagy siklócsillagoknak nevezik őket.

Igaz, hogy az ókorban a Sarkcsillag vezércsillag volt?

sarkcsillag

Igen ez igaz. A csillagok évszázados megfigyelései lehetővé tették ennek meghatározását az egyik legfényesebb csillag az éjszakai égbolton, amelyet az ókori csillagászok Sarkcsillagnak neveztek, az évszaktól függetlenül minden este ugyanazon a helyen található az égen. Ez a felfedezés segített és segíti az utazókat, és az ókorban hozzájárult a kereskedelem gyors fejlődéséhez és az új területek kialakulásához, mivel az embereknek állandó referenciapontjuk volt a hazatéréshez.

Napjainkban a csillagok általi helymeghatározást égi navigációnak nevezik. És annak ellenére, hogy vannak modern és pontos tájékozódási módszerek, az emberek továbbra is a csillagok szerint navigálnak.

A legenda arról, hogyan jelent meg a Vízöntő az égen?

Képek az űrről és a csillagokról gyerekeknek - a Vízöntő csillagkép

Az űrben található tizenkét állatövi csillagkép egyike, beceneve Vízöntő, a csillagászati ​​térképeken vizet öntött emberként ábrázolnak. Ez a Vízöntő. A mitológia szerint Ganymedes lett, Troy trójai király fia. Zeusz elrabolta a fiatal herceget, és elvitte az Olümposzra. Itt Ganymedes pohárnokként szolgált, és lakomák alatt bornektárt öntött az isteneknek. Zeusz a jól végzett munkáért hálásan megörökítette Ganümédész emlékét az égen az állatöv alakjában, amelyet az emberek Vízöntőnek neveztek.

A méretkülönbség ellenére fejlődésük kezdetén ezek a csillagok hasonló összetételűek voltak.

Az, hogy a csillagok milyen anyagból készülnek, teljesen meghatározza jellemüket és sorsukat – a színtől és fényességtől az élettartamig. Sőt, egy csillag összetétele meghatározza keletkezésének teljes folyamatát, valamint kialakulását, beleértve a Naprendszerünket is.

Bármely csillag élete kezdetén – legyen az olyan szörnyű óriások, mint a miénk, vagy sárga törpék, mint a miénk – megközelítőleg egyenlő arányban ugyanazon anyagokból áll. Ez 73% hidrogén, 25% hélium és további 2% további nehéz anyagok atomja. Az Univerzum összetétele utána szinte azonos volt, 2% nehéz elemek kivételével. Az Univerzum első csillagainak robbanása után keletkeztek, amelyek mérete meghaladta a modern galaxisok léptékét.

De akkor miért ennyire mások a csillagok? A titok a szereplők „extra” 2 százalékában rejlik. Nem ez az egyetlen tényező - nyilvánvaló, hogy a csillag tömege meglehetősen nagy szerepet játszik. Meghatározza a csillag sorsát - pár százmillió éven belül kiég, mint , vagy évmilliárdig fog ragyogni, mint a Nap. A csillag összetételében lévő további anyagok azonban minden más körülményt legyőzhetnek.

Az SDSS J102915 +172927 csillag összetétele megegyezik az ősrobbanás után keletkezett első csillagok összetételével.

Mélyen a csillagokba

De hogyan változtathatja meg komolyan a csillagok összetételének ilyen parányi töredéke a működését? Egy átlagosan 70%-ban vízből álló személy számára a 2%-os folyadékveszteség nem szörnyű - csak erős szomjúságnak érzi magát, és nem vezet visszafordíthatatlan változásokhoz a szervezetben. Ám az Univerzum nagyon érzékeny a legkisebb változásokra is – ha Napunk összetételének 50. része egy kicsit is más lenne, lehet, hogy nem alakult volna ki élet.

Hogyan működik? Először is, emlékezzünk a gravitációs kölcsönhatások egyik fő következményére, amelyet a csillagászatban mindenhol emlegetnek – a nehéz a középpontba hajlik. Bármely bolygó ezt az elvet követi: a legnehezebb elemek, például a vas, a magban, míg a könnyebbek azon kívül találhatók.

Ugyanez történik akkor is, amikor szórt anyagból csillag keletkezik. A csillagszerkezet hagyományos szabványában a hélium alkotja a csillag magját, a környező héj pedig hidrogénből áll. Amikor a hélium tömege meghaladja a kritikus pontot, a gravitációs erők olyan erővel nyomják össze a magot, hogy az a mag hélium és hidrogén közötti rétegeiben kezdődik.

Ekkor világít a csillag – még nagyon fiatalon, hidrogénfelhőkbe burkolózva, amelyek végül megtelepednek a felszínén. A ragyogás fontos szerepet játszik a csillagok létezésében – azok, akik termonukleáris reakció után próbálnak kiszabadulni a magból, megakadályozzák, hogy a csillag azonnal összeessen a vagy. A közönséges konvekció, az anyag mozgása a hőmérséklet hatására szintén erős - a magban hő hatására ionizált hidrogénatomok felemelkednek a csillag felső rétegeibe, és ezáltal összekeverik az anyagot.

Tehát mi köze van a csillagok összetételében lévő nehéz anyagok 2%-ának? A helyzet az, hogy a héliumnál nehezebb elemek – legyen az szén, oxigén vagy fémek – elkerülhetetlenül az atommag közepébe kerül. Csökkentik a tömegrudat, amelynek elérésekor a termonukleáris reakció meggyullad - és minél nehezebb az anyag a központban, annál gyorsabban gyullad meg a mag. Ugyanakkor kevesebb energiát bocsát ki - a hidrogén égésének epicentrumának mérete szerényebb lesz, mintha a csillag magja tiszta héliumból állna.

Szerencsés a nap?

Tehát 4 és fél milliárd évvel ezelőtt, amikor a Nap éppen teljes értékű csillaggá vált, ugyanabból az anyagból állt, mint minden más – háromnegyed hidrogén, egynegyed hélium és ötvenedik fémszennyeződés. Ezen adalékanyagok speciális konfigurációja miatt a Nap energiája alkalmassá vált az élet jelenlétére a rendszerében.

A fémek nem csak nikkelt, vasat vagy aranyat jelentenek – a csillagászok a hidrogénen és a héliumon kívül mindent fémnek neveznek. A köd, amelyből az elmélet szerint keletkezett, erősen fémezett volt - szupernóvák maradványaiból állt, amelyek az Univerzum nehéz elemeinek forrásává váltak. Azokat a csillagokat, amelyek születési körülményei hasonlóak a Napéhoz, I. populációcsillagoknak nevezzük. Ilyen világítótestek alkotják bolygónk nagy részét.

Azt már tudjuk, hogy a Nap 2%-os fémtartalmának köszönhetően lassabban ég - ez nemcsak hosszú „élettartamot” biztosít a csillag számára, hanem egyenletes energiaellátást is, ami a kritériumok szerint fontos az élet keletkezése szempontjából. . Ráadásul a termonukleáris reakció korai beindulása hozzájárult ahhoz, hogy nem minden nehéz anyagot szívott fel a baba Nap – ennek eredményeként a ma létező bolygók létrejöttek és teljesen kialakulhattak.

A Nap egyébként kicsit halványabban is éghetett – igaz, a fémek egy kicsi, de mégis jelentős részét gázóriások vették el a Napból. Először is érdemes kiemelni, ami sokat változott a Naprendszerben. A bolygóknak a csillagok összetételére gyakorolt ​​hatását egy hármas csillagrendszer megfigyelései bizonyították. Két csillag van ott, amelyek hasonlítanak a Naphoz, és az egyik közelében találtak egy gázóriást, amelynek tömege legalább 1,6-szorosa a Jupiternek. Ennek a csillagnak a fémezése lényegesen alacsonyabbnak bizonyult, mint a szomszédé.

A csillagok öregedése és az összetétel változásai

Az idő azonban nem áll meg – és a csillagokon belüli termonukleáris reakciók fokozatosan megváltoztatják összetételüket. A fő és legegyszerűbb fúziós reakció, amely az Univerzum legtöbb csillagában, beleértve a Napunkat is, a proton-proton ciklus. Ebben négy hidrogénatom olvad össze, végül egy héliumatomot és nagyon nagy energiakibocsátást képez - a csillag teljes energiájának akár 98%-át. Ezt a folyamatot a hidrogén „égetésének” is nevezik: másodpercenként akár 4 millió tonna hidrogén „ég el” a Napban.

Hogyan változik a sztár összetétele a folyamat során? Ezt megérthetjük abból, amit a cikkben a sztárokról már megtudtunk. Vegyük a Napunk példáját: a magban lévő hélium mennyisége megnő; Ennek megfelelően a csillag magjának térfogata megnő. Emiatt megnő a termonukleáris reakció területe, és ezzel együtt a ragyogás intenzitása és a Nap hőmérséklete. 1 milliárd év múlva (5,6 milliárd évesen) a csillag energiája 10%-kal fog növekedni. 8 milliárd éves korban (mától 3 milliárd évvel) a napsugárzás a mai 140%-a lesz – a Föld körülményei addigra annyira megváltoztak, hogy pontosan hasonlítani fog.

A proton-proton reakció intenzitásának növekedése nagymértékben befolyásolja a csillag összetételét - a hidrogén, amely a születés pillanatától kevéssé érintett, sokkal gyorsabban kezd égni. A Nap héja és magja közötti egyensúly megszakad - a hidrogénhéj tágulni kezd, a hélium mag pedig éppen ellenkezőleg, összezsugorodik. 11 milliárd éves korban a csillag magjának sugárzási ereje gyengébb lesz, mint a gravitáció, amely összenyomja – a növekvő kompresszió az, ami most felmelegíti a magot.

A csillag összetételében jelentős változások következnek be még egymilliárd év múlva, amikor a Nap magjának hőmérséklete és összenyomódása annyira megnő, hogy megindul a termonukleáris reakció következő szakasza - a hélium „égetése”. A reakció eredményeként a hélium atommagjai először összetapadnak, instabil berilliumformává, majd szénné és oxigénné alakulnak. Ennek a reakciónak az ereje hihetetlenül erős – ha meggyulladnak az érintetlen héliumszigetek, a Nap akár 5200-szor fényesebben fog felvillanni, mint ma!

E folyamatok során a Nap magja tovább melegszik, a héj pedig a Föld keringési pályájának határáig kitágul és jelentősen lehűl – ugyanis minél nagyobb a sugárzási terület, annál több energiát veszít a szervezet. A csillag tömege is szenvedni fog: a csillagszél áramlásai a hélium, hidrogén, valamint az újonnan képződött szén és oxigén maradványait a mélyűrbe viszik. Tehát a mi Napunk azzá fog változni. A csillag fejlődése akkor fejeződik be teljesen, amikor a csillag héja teljesen kimerül, és már csak a sűrű, forró és kicsi mag marad meg - . Évmilliárdok alatt lassan lehűl.

A Napon kívüli csillagok összetételének alakulása

A hélium égésének szakaszában a termonukleáris folyamatok egy Nap méretű csillagban véget érnek. A kis csillagok tömege nem elegendő az újonnan képződött szén és oxigén meggyújtásához – a csillagnak legalább 5-ször nagyobb tömegűnek kell lennie a Napnál, hogy a szén megkezdje a nukleáris átalakulást.

Az éjszakai égboltra nézve sok ragyogó csillagot látunk. Minden gyerek azt hiszi, hogy a csillagok kicsik, és még a tenyerükben is elférnek, de a felnőttek tudják, hogy ez nem így van. De mindenki adhat tudományos definíciót?

Nézzük meg, mi a csillag csillagászati ​​szempontból.

Sztár a csillagászatban

A csillag ezen a területen egy világító égitestet jelent, amely felhőtlen éjszakán látható. Mivel a csillagok több ezer kilométerre vannak a Földtől, a csillagokat csak világító pontként látjuk az égen. Tudományos értelemben a csillag egy nagy gázgömb, amely fényt bocsát ki, és amelyet saját gravitációja, valamint a termonukleáris fúziós reakciók által keltett nyomás tartja szuszpenzióban.

Mire valók a csillagok?

Csillagászati ​​szempontból a csillagok fontos szerepet játszanak. Például a Földhöz legközelebb eső csillag - a Nap - életet hoz létre a Földön, feltöltve azt a szükséges energiával. A Nap hőt is ad nekünk, ami életet ad. Ezenkívül a Nap a víz melegítésével és elpárologtatásával a felhők képződésében vesz részt, amelyek aztán csapadékként hullanak le.

A csillagok halmaza fényt bocsát ki. Erről a cikkben olvashat.

A csillagok típusai

A csillagok több szempont szerint kategóriákra oszthatók:

• Színek: kék, fehér-kék, fehér, sárga, sárga-fehér, narancs, piros.
• Fényességváltozások: nóvák, szupernóvák, hipernóvák, LBV-k (világoskék változók); ULX (ultrafényű röntgensugárforrások). Ezek a csillagok különböznek a színváltozás sebességében.
• Összetétel és hőmérséklet szerint.

A cikkből megtudhatja a csillagok és a bolygók közötti különbségeket.

A szó egyéb jelentései

A "csillag" szót más néven:

• Híres és prominens emberek a művészet, a tudomány vagy a sport területén: „Elena Isinbaeva a rúdugrás sztárja.” És átvitt értelemben a sztár egy figyelemre méltó és hétköznapi ember: „Oda megy a helyi sztár.”
• Egy geometrikus figura, amely a kerület mentén háromszög alakú kiemelkedéseken alapul, valamint egy ilyen alakú tárgy: egy csillag alakú gyertya.
• Vállpántokon tiszti jelvény, valamint kitüntetési rend (Vörös Csillag Rend).
• Tengeri állat. Gyakrabban találkozhat a „tengeri csillag” kifejezéssel, amely a tüskésbőrű osztályba tartozó gerinctelen állatot jelenti.

Ezeket a jelentéseket felveheti a „csillag” szó. A szavak egyéb jelentései a részben találhatók