Cum depinde culoarea stelelor de temperatura lor. Care sunt stelele. De ce stelele au culori diferite?

Toată lumea cunoaște trei stări ale materiei - solidă, lichidă și gazoasă.. Ce se întâmplă cu o substanță atunci când este încălzită succesiv la temperaturi ridicate într-un volum închis? - Tranziție secvențială de la o stare de agregare la alta: solid- lichid - gaz(datorită creșterii vitezei de mișcare a moleculelor cu creșterea temperaturii). Odată cu încălzirea suplimentară a gazului la temperaturi de peste 1.200 ºС, începe descompunerea moleculelor de gaz în atomi, iar la temperaturi de peste 10.000 ºС, descompunerea parțială sau completă a atomilor de gaz în constituenții lor. particule elementare- electronii si nucleele atomilor. Plasma este a patra stare a materiei, în care moleculele sau atomii materiei sunt distruși parțial sau complet de temperaturi ridicate sau din alte motive. 99,9% din materia din Univers este în stare de plasmă.

Stelele sunt o clasă de corpuri cosmice cu o masă de 10 26 -10 29 kg. O stea este un corp cosmic sferic cu plasmă fierbinte, care se află, de regulă, în echilibru hidrodinamic și termodinamic.

Dacă echilibrul este perturbat, steaua începe să pulseze (dimensiunile, luminozitatea și temperatura ei se schimbă). Steaua devine o stea variabilă.

stea variabilă este o stea a cărei strălucire (luminozitate aparentă pe cer) se modifică în timp. Motivele variabilității pot fi procese fizice din interiorul stelei. Se numesc astfel de stele variabile fizice(de exemplu, δ Cephei. Au început să fie numite stele variabile asemănătoare acesteia Cefeide).

întâlni și variabilele eclipsei stele a căror variabilitate este cauzată de eclipsele reciproce ale componentelor lor(de exemplu, β Perseus - Algol. Variabilitatea sa a fost descoperită pentru prima dată în 1669 de economistul și astronomul italian Geminiano Montanari).

Stelele variabile eclipsante sunt întotdeauna dubla, acestea. compus din două stele strâns distanțate. Stelele variabile pe diagramele stelare sunt indicate printr-un cerc încercuit:

Stelele nu sunt întotdeauna bile. Dacă steaua se rotește foarte repede, atunci forma sa nu este sferică. Steaua se micșorează de la poli și devine ca o mandarină sau un dovleac (de exemplu, Vega, Regulus). Dacă steaua este dublă, atunci atracția reciprocă a acestor stele una față de alta le afectează și forma. Ele devin ovoide sau în formă de pepene galben (de exemplu, componente ale stelei binare β Lyra sau Spica):

Stelele sunt principalii locuitori ai Galaxiei noastre (Galaxia noastră este scrisă cu majusculă). Conține aproximativ 200 de miliarde de stele. Chiar și cu ajutorul celor mai mari telescoape, doar jumătate din numărul total de stele din Galaxie poate fi văzută. Peste 95% din toată materia observată în natură este concentrată în stele. Restul de 5% sunt gaze interstelare, praf și toate corpurile neluminoase.

În afară de Soare, toate stelele sunt atât de departe de noi încât chiar și la cele mai mari telescoape sunt observate sub formă de puncte luminoase de diferite culori și strălucire. Cel mai apropiat de Soare este sistemul α Centauri, care este format din trei stele. Una dintre ele - o pitică roșie numită Proxima - este cea mai apropiată stea. Este la 4,2 ani lumină distanță. Către Sirius - 8.6 St. ani, la Altair - 17 St. ani. Spre Vega - 26 St. ani. Spre Steaua Nordului - 830 St. ani. Către Deneb - 1.500 St. ani. Pentru prima dată, distanța până la o altă stea (era Vega) în 1837 a putut determina V.Ya. Struve.

Prima stea care a reușit să obțină o imagine a discului (și chiar câteva pete de pe el) este Betelgeuse (α Orion). Dar asta pentru că Betelgeuse este de 500-800 de ori mai mare decât Soarele în diametru (steaua pulsa). S-a obținut și o imagine a discului lui Altair (α Vultur), dar asta pentru că Altair este una dintre cele mai apropiate stele.

Culoarea stelelor depinde de temperatura straturilor lor exterioare. Interval de temperatură - de la 2000 la 60000 °C. Cele mai reci stele sunt roșii, iar cele mai fierbinți sunt albastre. După culoarea stelei, puteți judeca cât de fierbinți sunt straturile sale exterioare.

Exemple de stele roșii: Antares (α Scorpion) și Betelgeuse (α Orion).

Exemple de stele portocalii: Aldebaran (α Taur), Arcturus (α Bootes) și Pollux (β Gemeni).

Exemple de stele galbene: Sun, Capella (α Aurigae) și Toliman (α Centauri).

Exemple de stele alb-gălbui sunt Procyon (α Minor Canis) și Canopus (α Carinae).

Exemple de stele albe: Sirius (α Caine mare), Vega (α Lyrae), Altair (α Eagle) și Deneb (α Cygnus).

Exemple de stele albăstrui: Regulus (α Leu) și Spica (α Fecioară).

Datorită faptului că foarte puțină lumină vine de la stele, ochiul uman este capabil să distingă nuanțele de culoare doar în cele mai strălucitoare dintre ele. Prin binoclu și cu atât mai mult printr-un telescop (captează mai multă lumină decât ochiul), culoarea stelelor devine mai vizibilă.

Temperatura crește odată cu adâncimea. Chiar și cele mai reci stele din centru ajung la milioane de grade. Soarele are aproximativ 15.000.000 ° C în centru (ei folosesc și scara Kelvin - scara temperaturilor absolute, dar când vine vorba de foarte temperaturi mari, diferența de 273 º între scările Kelvin și Celsius poate fi neglijată).

Ce anume încălzește atât de mult interiorul stelar? Se dovedește că există procese termonucleare, ceea ce are ca rezultat o cantitate mare energie. În greacă, „termos” înseamnă cald. Principalul element chimic din care sunt formate stelele este hidrogen. El este combustibilul proceselor termonucleare. În aceste procese, nucleele atomilor de hidrogen sunt transformate în nucleele atomilor de heliu, ceea ce este însoțit de eliberarea de energie. Numărul de nuclee de hidrogen din stea scade, în timp ce numărul de nuclee de heliu crește. În timp, altele elemente chimice. Toate elementele chimice care alcătuiesc moleculele diferitelor substanțe s-au născut cândva în adâncurile stelelor.„Stelele sunt trecutul omului, iar omul este viitorul stelei”, – se spune uneori la figurat.

Procesul prin care o stea emite energie sub formă de unde electromagnetice și particule se numește radiatii. Stelele radiază energie nu numai sub formă de lumină și căldură, ci și alte tipuri de radiații - raze gamma, raze X, ultraviolete, radiații radio. În plus, stelele emit fluxuri de particule neutre și încărcate. Aceste fluxuri formează vântul stelar. Vânt stelar este procesul de ieșire a materiei din stele în spațiul cosmic. Ca urmare, masa stelelor scade constant și treptat. Este vântul stelar de la Soare (vânt solar) care duce la apariția aurorelor pe Pământ și pe alte planete. Este vântul solar care deviază cozile cometelor departe de Soare.

Stelele, desigur, nu apar din vid (spațiul dintre stele nu este un vid absolut). Materialul este gaz și praf. Ele sunt distribuite neuniform în spațiu, formând nori fără formă de densitate foarte mică și întindere enormă - de la unul sau doi până la zeci de ani lumină. Se numesc astfel de nori difuz nebuloase de gaz și praf. Temperatura în ele este foarte scăzută - aproximativ -250 °C. Dar nu orice nebuloasă gaz-praf produce stele. Unele nebuloase pot exista mult timp fără stele. Ce condiții sunt necesare pentru începerea procesului de naștere a stelelor? Prima este masa norului. Dacă nu este suficientă materie, atunci, desigur, steaua nu va apărea. În al doilea rând, compactitatea. Într-un nor prea întins și liber, procesele de comprimare a acestuia nu pot începe. Ei bine, și în al treilea rând, avem nevoie de o sămânță - adică. o grămadă de praf și gaz, care mai târziu va deveni embrionul unei stele - o protostea. protostar este o stea aflată în stadiul final al formării sale. Dacă aceste condiții sunt îndeplinite, atunci începe compresia gravitațională și încălzirea norului. Acest proces se încheie formarea stelare- apariția de noi stele. Acest proces durează milioane de ani. Astronomii au găsit nebuloase în care procesul de formare a stelelor este în plină desfășurare - unele stele s-au luminat deja, unele sunt sub formă de embrioni - protostele, iar nebuloasa este încă păstrată. Un exemplu este Marea Nebuloasă a lui Orion.

Principalele caracteristici fizice ale unei stele sunt luminozitatea, masa și raza.(sau diametrul), care sunt determinate din observații. Cunoscându-i și pe ei compoziție chimică stea (care este determinată de spectrul său), puteți calcula modelul stelei, adică condiţiile fizice în profunzimile sale, să exploreze procesele care au loc în ea.Să ne oprim mai în detaliu asupra principalelor caracteristici ale stelelor.

Greutate. Masa poate fi estimată direct doar prin efectul gravitațional al stelei asupra corpurilor din jur. Masa Soarelui, de exemplu, a fost determinată din perioadele cunoscute de revoluție a planetelor din jurul său. Alte stele nu observă în mod direct planetele. Măsurarea fiabilă a masei este posibilă numai pentru stelele binare (în acest caz, se utilizează legea lui Kepler generalizată de Newton III, no și atunci eroarea este 20-60%). Aproximativ jumătate din toate stelele din galaxia noastră sunt binare. Masele stelelor variază între ≈0,08 și ≈100 de mase solare.Stele cu o masă mai mică de 0,08 din masa Soarelui nu există, pur și simplu nu devin stele, ci rămân corpuri întunecate.Stelele cu o masă mai mare de 100 de mase solare sunt extrem de rare. Majoritatea stelelor au mase mai mici de 5 mase solare. Soarta stelei depinde de masă, adică. scenariul după care se dezvoltă steaua, evoluează. Micile pitice roșii reci folosesc hidrogenul foarte economic și, prin urmare, viața lor se întinde pe sute de miliarde de ani. Durata de viață a Soarelui - o pitică galbenă - este de aproximativ 10 miliarde de ani (Soarele a trăit deja aproximativ jumătate din viață). Supergiantii masivi consuma hidrogen rapid si mor in cateva milioane de ani de la nastere. Cu cât steaua este mai masivă, cu atât calea sa de viață este mai scurtă.

Vârsta universului este estimată la 13,7 miliarde de ani. Prin urmare, stelele mai vechi de 13,7 miliarde de ani nu există încă.

• Stele cu masă 0,08 masele Soarelui sunt pitice brune; soarta lor este contracția și răcirea constantă odată cu încetarea tuturor reacțiilor termonucleare și transformarea în corpuri asemănătoare planetelor întunecate.

• Stele cu masă 0,08-0,5 masele Soarelui (acestea sunt întotdeauna pitice roșii) după consumul de hidrogen încep să se micșoreze încet, în timp ce se încălzesc și devin pitică albă.
  

• Stele cu masă 0,5-8 masele Soarelui la sfârşitul vieţii se transformă mai întâi în giganţi roşii, apoi în pitice albe. În acest caz, straturile exterioare ale stelei sunt împrăștiate în spațiul cosmic sub formă nebuloasă planetară. O nebuloasă planetară este adesea sferică sau în formă de inel.
  

• Stele cu masă 8-10 Masele solare pot exploda la sfârșitul vieții sau pot îmbătrâni în liniște, transformându-se mai întâi în supergiganți roșii, iar apoi în pitice roșii.

• Stele cu o masă mai mare decât 10 mase de soare la sfârșit drumul vietii mai întâi devin supergiganți roșii, apoi explodează ca supernove (o supernovă nu este una nouă, dar veche stea) și apoi se transformă în stele neutronice sau devin găuri negre.
  

Găuri negre- acestea nu sunt găuri în spațiul cosmic, ci obiecte (rămășițe de stele masive) cu o masă și densitate foarte mare. Găurile negre nu au nici supranatural, nici puteri magice, nu sunt „monstri ai universului”. Au doar un câmp gravitațional atât de puternic încât nicio radiație (nici vizibilă - lumină, nici invizibilă) nu le poate părăsi. Prin urmare, găurile negre nu sunt vizibile. Cu toate acestea, ele pot fi detectate prin efectul lor asupra stelelor din jur, nebuloase. Găurile negre sunt un fenomen complet obișnuit în Univers și nu ar trebui să vă fie frică de ele. S-ar putea să existe o gaură neagră supermasivă în centrul galaxiei noastre.

Raza (sau diametrul). Dimensiunile stelelor variază foarte mult - de la câțiva kilometri (stelele neutronice) până la 2.000 de diametre solare (supergiganți). De regulă, cu cât steaua este mai mică, cu atât densitatea medie a acesteia este mai mare.În stelele neutronice, densitatea ajunge la 10 13 g/cm 3! Un degetar dintr-o astfel de substanță ar cântări 10 milioane de tone pe Pământ. Dar la supergiganți, densitatea este mai mică decât densitatea aerului de lângă suprafața Pământului.

Diametrele unor stele în comparație cu Soarele:

Sirius și Altair sunt de 1,7 ori mai mari,

Vega este de 2,5 ori mai mare,

Regulus de 3,5 ori mai mult

Arcturus este de 26 de ori mai mare

Polar este de 30 de ori mai mare,

Rigel este de 70 de ori mai mare,

Deneb este de 200 de ori mai mult

Antares este de 800 de ori mai mare

YV Canis Major este de 2.000 de ori mai mare (cea mai mare stea cunoscută).

Luminozitatea este energia totală emisă de un obiect (în acest caz, stele) pe unitatea de timp. Luminozitatea stelelor este de obicei comparată cu luminozitatea Soarelui (luminozitatea stelelor este exprimată în termeni de luminozitate a Soarelui). Sirius, de exemplu, radiază de 22 de ori mai multă energie decât Soarele (luminozitatea lui Sirius este de 22 de sori). Luminozitatea lui Vega este de 50 de sori, iar luminozitatea lui Deneb este de 54.000 de sori (Deneb este una dintre cele mai puternice stele).

Luminozitatea aparentă (mai corect, strălucirea) unei stele de pe cerul pământului depinde de:

- distanta pana la stea. Dacă o stea se apropie de noi, atunci luminozitatea ei aparentă va crește treptat. În schimb, pe măsură ce o stea se îndepărtează de noi, luminozitatea ei aparentă va scădea treptat. Dacă luăm două stele identice, atunci cea mai apropiată de noi va părea mai strălucitoare.

- asupra temperaturii straturilor exterioare. Cu cât steaua este mai fierbinte, cu atât trimite mai multă energie luminoasă în spațiu și va apărea mai strălucitoare. Dacă o stea se răcește, atunci luminozitatea sa aparentă pe cer va scădea. Două stele de aceeași dimensiune și la aceeași distanță de noi vor apărea la fel ca luminozitate aparentă, cu condiția să emită aceeași cantitate de energie luminoasă, adică. au aceeași temperatură a straturilor exterioare. Dacă una dintre stele este mai rece decât cealaltă, atunci va părea mai puțin strălucitoare.

- dimensiune (diametru). Dacă luăm două stele cu aceeași temperatură a straturilor exterioare (de aceeași culoare) și le plasăm la aceeași distanță de noi, atunci steaua mai mare va emite mai multă energie luminoasă, ceea ce înseamnă că va apărea mai strălucitoare pe cer.

- de la absorbția luminii de către norii de praf și gaz cosmic care se află în calea liniei de vedere. Cu cât stratul de praf cosmic este mai gros, cu atât absoarbe mai multă lumină de la stea, iar steaua apare mai slabă. Dacă luăm două stele identice și plasăm o nebuloasă de gaz-praf în fața uneia dintre ele, atunci doar această stea va apărea mai puțin strălucitoare.

- de la înălțimea stelei deasupra orizontului. Există întotdeauna o ceață densă lângă orizont, care absoarbe o parte din lumina stelelor. Aproape de orizont (la scurt timp dupa rasaritul soarelui sau putin inainte de apusul soarelui) stelele par intotdeauna mai slabe decat atunci cand sunt deasupra capului.

Este foarte important să nu confundați conceptele de „apare” și „fi”. steaua mai a fi foarte luminos în sine, dar pare estompată din diverse motive: datorită distanței mari până la acesta, datorită dimensiunilor sale mici, datorită absorbției luminii sale de către praful cosmic sau praful din atmosfera Pământului. Prin urmare, atunci când vorbesc despre strălucirea unei stele de pe cerul pământului, folosesc expresia „luminozitate aparentă” sau „strălucire”.

După cum am menționat deja, există stele binare. Dar există și triple (de exemplu, α Centauri) și cvadruple (de exemplu, ε Lyra), și cinci și șase (de exemplu, Castor), etc. Stelele individuale dintr-un sistem stelar sunt numite componente. Sunt numite stele cu mai mult de două componente multipli stele. Toate componentele unei stele multiple sunt conectate prin forțe gravitaționale reciproce (formează un sistem de stele) și se deplasează de-a lungul traiectoriilor complexe.

Dacă există multe componente, atunci aceasta nu mai este o stea multiplă, dar cluster stelar. Distinge mingeși risipite clustere de stele. Grupurile globulare conțin multe stele vechi și sunt mai vechi decât clusterele deschise, care conțin multe stele tinere. Aglomerarile globulare sunt destul de stabile, deoarece stelele din ele se află la distanțe mici unele de altele și forțele de atracție reciprocă dintre ele sunt mult mai mari decât între stelele din clustere deschise. Ciorchinii deschisi se disipă și mai mult în timp.

Grupurile deschise, așa cum este corect, sunt situate în banda Căii Lactee sau în apropiere. Dimpotrivă, clusterele globulare sunt localizate pe cer înstelat departe de Calea Lactee.

Unele grupuri de stele pot fi văzute pe cer chiar și cu ochiul liber. De exemplu, clustere deschise de Hiade și Pleiade (M 45) în Taur, clustere deschise de Manger (M 44) în Rac, cluster globular M 13 în Hercule. Destul de multe dintre ele pot fi văzute cu binoclu.

Stele multicolore pe cer. Fotografie cu culori îmbunătățite

Paleta de culori a stelelor este largă. Albastru, galben și roșu - nuanțele sunt vizibile chiar și prin atmosferă, ceea ce deformează de obicei contururile corpurilor cosmice. Dar de unde vine culoarea unei stele?

Originea culorii stelelor

Secretul stelelor multicolore a devenit un instrument important pentru astronomi – culoarea stelelor i-a ajutat să recunoască suprafețele stelelor. S-a bazat pe un fenomen natural remarcabil - raportul dintre substanță și culoarea luminii emise de aceasta.

Probabil că ați făcut deja propriile observații pe acest subiect. Un filament de becuri cu putere redusă de 30 de wați luminează portocaliu - iar când tensiunea de la rețea scade, filamentul abia luminează roșu. Becurile mai puternice strălucesc galbene sau chiar albe. Și electrodul de sudură în timpul funcționării și lampa de cuarț strălucesc albastru. Cu toate acestea, în niciun caz nu trebuie să le priviți - energia lor este atât de mare încât poate deteriora cu ușurință retina ochiului.

În consecință, cu cât obiectul este mai fierbinte, cu atât culoarea strălucirii sale este mai apropiată de albastru - și cu cât este mai rece, cu atât mai aproape de roșu închis. Stelele nu fac excepție: pentru ele se aplică același principiu. Influența unei stele asupra culorii sale este foarte mică - temperatura poate ascunde elemente individuale, ionizându-le.

Dar radiația unei stele este cea care ajută la aflarea compoziției sale. Atomii fiecărei substanțe au propria lor unică debitului. unde luminoase unele culori trec prin ele fără piedici, când altele se opresc - de fapt, oamenii de știință determină elemente chimice din intervalele blocate de lumină.

Mecanismul de „colorare” a stelelor

Care este fundalul fizic al acestui fenomen? Temperatura este caracterizată de viteza de mișcare a moleculelor substanței corpului - cu cât este mai mare, cu atât se mișcă mai repede. Acest lucru afectează lungimea care trece prin substanță. Un mediu fierbinte scurtează valurile, în timp ce un mediu rece, dimpotrivă, le alungește. Și culoarea vizibilă a unui fascicul de lumină este determinată cu precizie de lungimea de undă a luminii: undele scurte sunt responsabile pentru nuanțele albastre, iar cele lungi sunt responsabile pentru cele roșii. culoare alba obţinută ca urmare a suprapunerii razelor multispectrale.

Stelele pe care le observăm variază atât ca culoare, cât și ca luminozitate. Luminozitatea unei stele depinde atât de masa ei, cât și de distanța sa. Și culoarea strălucirii depinde de temperatura de pe suprafața sa. Cele mai reci stele sunt roșii. Iar cele mai tari sunt o nuanță albăstruie. Stelele albe și albastre sunt cele mai fierbinți, temperatura lor este mai mare decât temperatura Soarelui. Steaua noastră, Soarele, aparține clasei de stele galbene.

Câte stele sunt pe cer?
Este practic imposibil de calculat chiar și cel puțin aproximativ numărul de stele din partea de Univers cunoscută nouă. Oamenii de știință pot spune doar că în Galaxia noastră, care se numește „Calea Lactee”, ar putea exista aproximativ 150 de miliarde de stele. Dar există și alte galaxii! Dar mult mai precis, oamenii cunosc numărul de stele care pot fi văzute de pe suprafața Pământului cu ochiul liber. Există aproximativ 4,5 mii de astfel de stele.

Cum se nasc vedetele?
Dacă stelele sunt aprinse, are cineva nevoie de el? În spațiul exterior nemărginit există întotdeauna molecule ale celei mai simple substanțe din Univers - hidrogenul. Undeva este mai puțin hidrogen, undeva mai mult. Sub acțiunea forțelor de atracție reciprocă, moleculele de hidrogen sunt atrase unele de altele. Aceste procese de atracție pot dura foarte mult timp - milioane și chiar miliarde de ani. Dar, mai devreme sau mai târziu, moleculele de hidrogen sunt atrase atât de aproape unele de altele încât se formează un nor de gaz. Cu o atracție suplimentară, temperatura din centrul unui astfel de nor începe să crească. Vor mai trece milioane de ani, iar temperatura din norul de gaz poate crește atât de mult încât va începe o reacție de fuziune termonucleară - hidrogenul va începe să se transforme în heliu și o nouă stea va apărea pe cer. Orice stea este o minge fierbinte de gaz.

Durata de viață a stelelor variază foarte mult. Oamenii de știință au descoperit că, cu cât masa unei stele nou-născute este mai mare, cu atât durata de viață a acesteia este mai scurtă. Durata de viață a unei stele poate varia de la sute de milioane de ani la miliarde de ani.

An lumină
Un an lumină este distanța pe care o parcurge o rază de lumină într-un an cu o viteză de 300.000 de kilometri pe secundă. Și sunt 31536000 de secunde într-un an! Așadar, de la steaua cea mai apropiată de noi numită Proxima Centauri, un fascicul de lumină zboară de mai bine de patru ani (4,22 ani lumină)! Această stea este de 270 de mii de ori mai departe de noi decât Soarele. Iar restul stelelor sunt mult mai departe - la zeci, sute, mii și chiar milioane de ani lumină de noi. Acesta este motivul pentru care stelele ni se par atât de mici. Și chiar și în cel mai puternic telescop, spre deosebire de planete, acestea sunt întotdeauna vizibile ca puncte.

Ce este o „constelație”?
Din cele mai vechi timpuri, oamenii s-au uitat la stele și au văzut în figurile bizare care formează grupuri de stele strălucitoare, imagini cu animale și eroi mitici. Astfel de figuri de pe cer au început să fie numite constelații. Și, deși pe cer stelele incluse de oameni dintr-o anumită constelație sunt vizual una lângă alta, în spațiul cosmic aceste stele se pot afla la o distanță considerabilă unele de altele. Cele mai cunoscute constelații sunt Ursa Major și Ursa Minor. Cert este că Steaua Polară, care este indicată de polul nord al planetei noastre Pământ, intră în constelația Ursa Mică. Și știind cum să găsească Steaua Polară pe cer, orice călător și navigator va putea determina unde se află nordul și va naviga pe teren.

supernove
Unele stele la sfârșitul vieții încep brusc să strălucească de mii și milioane de ori mai strălucitoare decât de obicei și aruncă mase uriașe de materie în spațiul înconjurător. Se obișnuiește să se spună că are loc o explozie de supernovă. Strălucirea unei supernove se estompează treptat, iar în cele din urmă, în locul unei astfel de stele rămâne doar un nor luminos. O explozie similară a supernovei a fost observată de astronomii antici din Orientul Apropiat și Îndepărtat pe 4 iulie 1054. Dezintegrarea acestei supernove a durat 21 de luni. Acum, în locul acestei stele se află Nebuloasa Crabului, cunoscută de mulți iubitori de astronomie.

Rezumând această secțiune, observăm că

v. Tipuri de stele

Principala clasificare spectrală a stelelor:

pitice brune

Piticele brune sunt un tip de stea în care reacțiile nucleare nu ar putea compensa niciodată energia pierdută în urma radiațiilor. Multă vreme piticele maro au fost obiecte ipotetice. Existența lor a fost prezisă la mijlocul secolului al XX-lea, pe baza ideilor despre procesele care au loc în timpul formării stelelor. Cu toate acestea, în 2004, a fost descoperită pentru prima dată o pitică maro. Până în prezent, au fost descoperite o mulțime de stele de acest tip. Clasa lor spectrală este M - T. În teorie, se distinge încă o clasă - notată cu Y.

pitice albe

La scurt timp după un flash de heliu, carbonul și oxigenul „se aprind”; fiecare dintre aceste evenimente determină o rearanjare puternică a stelei și mișcarea sa rapidă de-a lungul diagramei Hertzsprung-Russell. Dimensiunea atmosferei stelei crește și mai mult și începe să piardă intens gaz sub forma unor fluxuri de vânt stelar în expansiune. Soarta părții centrale a unei stele depinde în întregime de masa sa inițială: nucleul unei stele își poate încheia evoluția ca pitică albă (stele cu masă mică), dacă masa sa în etapele ulterioare ale evoluției depășește limita Chandrasekhar - ca o stea neutronică (pulsar), dacă masa depășește limita Oppenheimer-Volkov este ca o gaură neagră. În ultimele două cazuri, finalizarea evoluției stelelor este însoțită de evenimente catastrofale - explozii de supernova.
Marea majoritate a stelelor, inclusiv Soarele, își încheie evoluția contractându-se până când presiunea electronilor degenerați echilibrează gravitația. În această stare, când dimensiunea stelei scade cu un factor de o sută și densitatea devine de un milion de ori mai mare decât cea a apei, steaua este numită pitică albă. Este lipsit de surse de energie și, răcindu-se treptat, devine întunecat și invizibil.

giganți roșii

Giganții roșii și supergiganții sunt stele cu o temperatură efectivă destul de scăzută (3000 - 5000 K), dar cu o luminozitate uriașă. Magnitudinea stelară absolută tipică a unor astfel de obiecte: 3m-0m (clasa I și III de luminozitate). Spectrul lor este caracterizat de prezența benzilor de absorbție moleculară, iar maximul de emisie se încadrează în domeniul infraroșu.

stele variabile

O stea variabilă este o stea a cărei strălucire s-a schimbat cel puțin o dată în întreaga istorie a observației sale. Există multe motive pentru variabilitate și pot fi asociate nu numai cu procese interne: dacă steaua este dublă și linia de vedere se află sau este la un unghi mic față de câmpul vizual, atunci o stea, care trece prin discul de steaua, o va eclipsa, iar luminozitatea se poate schimba, de asemenea, dacă lumina de la stea va trece printr-un câmp gravitațional puternic. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, variabilitatea este asociată cu procese interne instabile. LA ultima versiune Catalogul general de stele variabile are următoarea împărțire:
Stele variabile eruptive- acestea sunt stele care își schimbă luminozitatea din cauza proceselor violente și a erupțiilor în cromosferele și coroanele lor. Modificarea luminozității se datorează, de obicei, modificărilor învelișului sau pierderii de masă sub forma unui vânt stelar de intensitate variabilă și/sau interacțiune cu mediul interstelar.
Stele variabile pulsatorii sunt stele care prezintă expansiune și contracție periodică a straturilor lor de suprafață. Pulsările pot fi radiale sau neradiale. Pulsațiile radiale ale unei stele își lasă forma sferică, în timp ce pulsațiile non-radiale fac ca forma stelei să se abată de la sferică, iar zonele adiacente ale stelei pot fi în faze opuse.
Stele variabile rotative- sunt stele, la care distribuția luminozității pe suprafață este neuniformă și/sau au o formă neelipsoidală, drept urmare, atunci când stelele se rotesc, observatorul le fixează variabilitatea. Neomogenitățile de luminozitate ale suprafeței pot fi cauzate de prezența unor pete sau neregularități termice sau chimice cauzate de câmpurile magnetice ale căror axe nu coincid cu axa de rotație a stelei.
Stele variabile cataclismice (explozive și asemănătoare nova).. Variabilitatea acestor stele este cauzată de explozii, care sunt cauzate de procese explozive în straturile lor de suprafață (nove) sau adânc în adâncimea lor (supernove).
Eclipsarea sistemelor binare.
Sisteme binare variabile optice cu raze X dure
Noi tipuri de variabile- tipuri de variabilitate descoperite în timpul publicării catalogului și deci neincluse în clasele deja publicate.

Nou

O nova este un tip de variabilă cataclismică. Luminozitatea lor nu se schimbă la fel de puternic ca cea a supernovelor (deși amplitudinea poate fi de 9 m): cu câteva zile înainte de maxim, steaua este cu doar 2 m mai slabă. Numărul de astfel de zile determină cărei clase de noi aparține o stea:
Foarte rapid dacă acest timp (denumit t2) este mai mic de 10 zile.
Rapid - 11 Foarte lent: 151 Extrem de lent, fiind aproape de maxim de ani de zile.

Există o dependență a luminozității maxime a noii de t2. Uneori, această relație este folosită pentru a determina distanța până la o stea. Maximul de flare se comportă diferit în diferite domenii: atunci când o scădere a radiației este deja observată în domeniul vizibil, o creștere continuă în ultraviolete. Dacă se observă și un bliț în domeniul infraroșu, atunci maximul va fi atins numai după ce luminozitatea în ultraviolet începe să scadă. Astfel, luminozitatea bolometrică în timpul unei erupții rămâne neschimbată destul de mult timp.

În Galaxia noastră, se pot distinge două grupuri de noi: noi discuri (în medie sunt mai strălucitoare și mai rapide) și noi umflături, care sunt puțin mai lente și, în consecință, puțin mai slabe.

supernove

Supernovele sunt stele care își încheie evoluția într-un proces exploziv catastrofal. Termenul „supernove” a fost folosit pentru a se referi la stelele care au explodat mult (în ordine de mărime) mai puternice decât așa-numitele „stele noi”. De fapt, nici una, nici alta nu sunt noi din punct de vedere fizic, stelele deja existente izbucnesc mereu. Dar, în mai multe cazuri istorice, acele stele care anterior erau aproape sau complet invizibile pe cer au izbucnit, ceea ce a creat efectul apariției unei noi stele. Tipul de supernovă este determinat de prezența liniilor de hidrogen în spectrul de flare. Dacă este, atunci o supernovă de tip II, dacă nu, atunci o supernovă de tip I

Hipernovae

Hypernova - prăbușirea unei stele excepțional de grele după ce nu mai are surse de susținere a reacțiilor termonucleare; cu alte cuvinte, este o supernova foarte mare. De la începutul anilor 1990, s-au observat explozii atât de puternice de stele, încât forța exploziei a depășit puterea unei explozii obișnuite de supernova de aproximativ 100 de ori, iar energia exploziei a depășit 1046 de jouli. În plus, multe dintre aceste explozii au fost însoțite de explozii de raze gamma foarte puternice. Studiul intensiv al cerului a găsit mai multe argumente în favoarea existenței hipernovelor, dar până acum, hipernovele sunt obiecte ipotetice. Astăzi, termenul este folosit pentru a descrie exploziile stelelor cu mase de la 100 la 150 sau mai multe mase solare. Teoretic, hipernovele ar putea reprezenta o amenințare serioasă pentru Pământ din cauza unei puternice erupții radioactive, dar în prezent nu există stele în apropierea Pământului care ar putea reprezenta un astfel de pericol. Potrivit unor rapoarte, acum 440 de milioane de ani a avut loc o explozie a unei hipernove în apropierea Pământului. Probabil, izotopul de scurtă durată al nichelului 56Ni a lovit Pământul ca urmare a acestei explozii.

stele neutronice

În stelele mai masive decât Soarele, presiunea electronilor degenerați nu poate opri prăbușirea miezului și continuă până când majoritatea particulelor se transformă în neutroni atât de strâns încât dimensiunea stelei este măsurată în kilometri și densitatea este 280 de trilioane. ori densitatea apei. Un astfel de obiect se numește stea neutronică; echilibrul său este menținut prin presiunea materiei neutronice degenerate.

Îmi place să privesc cerul înstelat. E foarte incitant. Când cade un asterisc, îmi pun întotdeauna o dorință. Pentru mine personal, fiecare vedetă este o lume misterioasă și necunoscută. Oamenii de știință demonstrează că, în afară de Pământ, nu există viață în întreaga Galaxie. Este așa... Poate că există ceva pe un asterisc. Sunt milioane de ei și toți sunt atât de departe de noi.

Care sunt dimensiunile stelelor

Toată lumea știe ce este o stea. De pe Pământ vedem un mic corp ceresc strălucitor. De fapt, este foarte bile mari care constau din diferite gaze. S-a dovedit că în lor temperatura centrală este de aproximativ 6 milioane de grade. Și în inima stelelor se află înhidrogen (90%) și heliu (puțin mai puțin de 10%). De fapt, o stea este și Soarele, doar că mai mică (sau mai mult). Astronomii se referă adesea la ele drept „bile de foc”.

Dacă te uiți printr-un telescop, poți vedea că fiecare stea este diferită ca mărime, formă și este înconjurată de o nebuloasă diferită. Stelele sunt împărțite în trei tipuri în funcție de dimensiunea lor:

• pitici- cei mai mulți dintre ei. Sunt multe mai mic decât soarele, prin urmare își economisesc energia și pot străluci zeci de miliarde de ani;
• giganți - masa lor este aproximativ aceeași cu cea a soarelui. Mai puțin strălucitoare decât piticii;
• supergiganți sunt relativ rare în sistemul solar. Diametrul lor este de peste 1 miliard de km. Astfel de stele sunt 1 De 00 de ori mai mult de la Soare.

Clasificarea stelelor după culoare

Si tu stii asta Culoarea unei stele este direct legată de temperatura acesteia. s. Stelele roșii au cea mai scăzută temperatură, stelele albastre au cea mai ridicată:

• stele roșii– temperatura 2.500 -3.500 °C. Sunt în mare parte pitici, într-o măsură mai mică - giganți. Relațiază-te cu stelele reci;
• portocale– 3.500 – 5000 °C. De asemenea stele reci, pitici;
• maro 5000 -6000 °C. Ele sunt adesea vorbite de planete, mai ales de pitici;
• galben– 6000 – 7.500 °C. Ele sunt clasificate ca solare. Acestea sunt stele gigantice;
• alb– 7.500 -10000 °C. Se referă la un număr de răcire;
• albastru– 10000 – 28000 °C. Au o strălucire albastră. Una dintre cele mai tari
• albastru– 28000 – 50000 °C. cele mai tari stele.

De pe Pământ ni se pare că toate stelele sunt aproape la fel. Și credem că ele diferă doar prin strălucirea strălucirii. De fapt - Toate stelele au dimensiuni diferite și au temperaturi diferite..

Karpov Dmitri

Este o lucrare de cercetare a unui elev din clasa I a MOU gimnaziul Nr.25.

Scopul studiului: afla de ce stelele de pe cer vin in culori diferite.
Metode și tehnici: observatii, experiment, comparare si analiza rezultatelor observatiilor, excursie la planetariu, lucru cu diverse surse de informatii.

Date primite: Stelele sunt bile fierbinți de gaz. Cea mai apropiată stea de noi este Soarele. Toate stelele au culori diferite. Culoarea unei stele depinde de temperatura de pe suprafața sa. Datorită experimentului, am reușit să aflu că metalul încălzit începe mai întâi să strălucească cu lumină roșie, apoi galben și în final alb odată cu creșterea temperaturii. Tot cu stelele. Roșii sunt cei mai reci, iar albii (sau chiar albaștrii!) sunt cei mai tari. Stelele grele sunt fierbinți și albe, luminoase, nemasive sunt roșii și relativ reci. Vârsta unei stele poate fi determinată și de culoarea acesteia. Vedetele tinere sunt cele mai tari. Ele strălucesc cu lumină albă și albastră. Stelele vechi, care se răcesc, emit lumină roșie. Și stelele de vârstă mijlocie strălucesc galben. Energia emisă de stele este atât de uriașă încât le putem vedea la acele distanțe îndepărtate la care sunt îndepărtate de noi: zeci, sute, mii de ani lumină!
Concluzii:
1. Stelele sunt colorate. Culoarea unei stele depinde de temperatura de pe suprafața sa.

2. După culoarea unei stele, îi putem determina vârsta, masa.

3. Putem vedea stelele datorită energiei uriașe emise de ele.

Descarca:

Previzualizare:

XIV Conferință științifică și practică a școlarilor orașului

„Primii pași în știință”

De ce stelele au culori diferite?

G. Soci.

Șef: Mukhina Marina Viktorovna, profesor de școală primară

MOU scoala gimnaziala №25

Soci

2014

INTRODUCERE

Poți admira stelele pentru totdeauna, sunt misterioase și atractive. Din cele mai vechi timpuri, oamenii au acordat o mare importanță acestor corpuri cerești. Astronomii din antichitate până în zilele noastre declară că amplasarea stelelor pe cer afectează într-un mod special aproape toate aspectele vieții umane. Stelele determină vremea, fac horoscoape și predicții, iar navele pierdute își găsesc drumul în marea liberă. Ce sunt de fapt, aceste puncte luminoase strălucitoare?

Misterul cerului înstelat este interesant pentru toți copiii fără excepție. Oamenii de știință și astronomii au făcut o mulțime de cercetări și au descoperit multe secrete. S-au scris multe cărți despre stele, s-au filmat multe filme educaționale și, totuși, mulți copii nu cunosc toate secretele cerului înstelat.

Pentru mine, cerul înstelat rămâne un mister. Cu cât mă uitam mai mult la stele, cu atât aveam mai multe întrebări. Una dintre ele a fost: ce culoare au aceste stele sclipitoare, vrăjitoare.

Scopul studiului:explicați de ce stelele de pe cer au culori diferite.

Sarcini, pe care mi-am propus: 1. caut raspunsul la intrebare, discutand cu adultii, citind enciclopedii, carti, materiale INTERNET;

2. faceți observații ale stelelor cu ochiul liber și cu ajutorul telescopului;

3. demonstra prin experiment că culoarea unei stele depinde de temperatura acesteia;

4. spune-le colegilor despre diversitatea lumii înstelate.

Obiect de studiu- corpuri cerești (stelele).

Subiect de studiusunt parametrii stelelor.

Metode de cercetare:

• Citirea literaturii speciale și vizionarea unor programe de popularizare;
• Explorarea cerului înstelat folosind un telescop și un software special;
• Un experiment pentru a studia dependența culorii unui obiect de temperatura acestuia.

rezultat munca mea este apariția interesului pentru această temă în rândul colegilor mei de clasă.

Capitolul 1

M-am uitat adesea la cerul înstelat, format din multe puncte luminoase. Stelele sunt vizibile în special noaptea și pe vreme fără nori. Intotdeauna mi-au atras atentia cu stralucirea lor deosebita, fermecatoare. Astrologii cred că pot influența soarta și viitorul unei persoane. Dar puțini pot răspunde la întrebarea ce sunt ei.

După ce am studiat literatura de referință, am reușit să aflu că o stea este un corp ceresc în care au loc reacții termonucleare, care este o bilă masivă de gaz luminoasă.

Stelele sunt cele mai comune obiecte din univers. Numărul de stele existente este foarte greu de imaginat. Se dovedește că doar în galaxia noastră există peste 200 de miliarde de stele și există un număr mare de galaxii în univers. Cu ochiul liber, pe cer sunt vizibile aproximativ 6.000 de stele, câte 3.000 în fiecare emisferă. Stelele sunt la distanțe mari de Pământ.

Cea mai faimoasă stea care este cea mai apropiată de noi este, desigur, Soarele. De aceea ni se pare ca este foarte mare in comparatie cu restul luminarilor. În timpul zilei, ea strălucește toate celelalte stele cu lumina sa, așa că nu le putem vedea. Dacă Soarele se află la o distanță de 150 de milioane de kilometri de Pământ, atunci o altă stea, care este mai aproape decât restul, Centaurul, se află deja la 42.000 de miliarde de kilometri de noi.

Cum a apărut soarele? După ce am studiat literatura, mi-am dat seama că, ca și alte stele, Soarele a apărut din acumularea de gaz și praf cosmic. Un astfel de cluster se numește nebuloasă. Gaz și praf comprimate într-o masă densă, care s-a încălzit până la o temperatură de 15.000.000 de kelvin. Aceasta este temperatura din centrul soarelui.

Astfel, am reușit să aflu că stelele sunt bile de gaz în Univers. Dar atunci de ce strălucesc în culori diferite?

capitolul 2

Mai întâi am decis să găsesc cele mai strălucitoare stele. Am presupus că cea mai strălucitoare stea este Soarele. Din lipsa instrumentelor speciale, am determinat luminozitatea stelelor cu ochiul liber, apoi cu ajutorul telescopului meu. Într-un telescop, stelele sunt vizibile ca puncte cu diferite grade de luminozitate, fără detalii. Soarele poate fi observat doar cu filtre speciale. Dar nu toate stelele pot fi văzute, chiar și prin telescop, iar apoi am apelat la surse de informații.

Am făcut următoarele concluzii: cele mai strălucitoare stele sunt: ​​1. Steaua gigantică R136a12 (regiunea de formare a stelelor 30 Doradus); 2. Steaua gigantică VY SMA (în constelația Canis Major)3. Deneb (în constelațieα Cygnus); patru. Rigel(în constelația β Orion); 5. Betelgeuse (în constelația α Orion). Numele vedetelor au fost ajutate de tatăl meu folosind aplicația Star Rover pentru iPhone. În același timp, primele trei dintre stele au o strălucire albăstruie, a patra este alb-albastru, iar a cincea este roșiatic-portocaliu. Oamenii de știință au descoperit cea mai strălucitoare stea cu ajutorul luiTelescopul spațial Hubble al NASA.

În timpul cercetărilor mele, am observat că luminozitatea stelelor depinde de culoarea lor. Dar de ce toate stelele sunt diferite?

Să luăm în considerare Soarele, o stea vizibilă cu ochiul liber. Încă din copilărie, o înfățișăm în galben, deoarece această stea este de fapt galbenă. Am început să studiez proprietățile acestei stele.Temperatura de pe suprafața sa este de aproximativ 6000 de grade.În enciclopedii și pe INTERNET, am aflat despre alte vedete. S-a dovedit că toate stelele sunt de culori diferite. Unele dintre ele sunt albe, altele sunt albastre, altele sunt portocalii. Există stele albe și roșii. Se pare că culoarea unei stele depinde de temperatura de pe suprafața ei. Cele mai fierbinți stele ni se par alb și albastru. Temperatura de pe suprafața lor este de la 10 la 100.000 de grade. O stea cu temperatură medie are culoarea galbenă sau portocalie. Cele mai reci stele sunt roșii. Temperatura de pe suprafața lor este de aproximativ 3.000 de grade. Și aceste stele sunt de multe ori mai fierbinți decât flăcările unui foc.

Părinții mei și cu mine am făcut următorul experiment: am încălzit un ac de fier pe un arzător cu gaz. La început, acul era gri. După încălzire, a strălucit și a devenit roșu. Temperatura ei a crescut. După răcire, acul a devenit din nou gri. Am ajuns la concluzia că pe măsură ce temperatura crește, culoarea stelei se schimbă.Și stelele nu sunt la fel ca oamenii. Oamenii se înroșesc de obicei când sunt fierbinți și albaștri când sunt reci. Dar pentru stele, opusul este adevărat: cu cât steaua este mai fierbinte, cu atât este mai albastră și cu cât este mai rece, cu atât

După cum știți, metalul încălzit începe mai întâi să strălucească roșu, apoi galben și, în cele din urmă, alb odată cu creșterea temperaturii. Tot cu stelele. Roșii sunt cei mai reci, iar albii (sau chiar albaștrii!) sunt cei mai tari.

capitolul 3 Masa unei stele și culoarea ei. Vârsta stelei.

Când aveam 6 ani, eu și mama am mers la planetariul din orașul Omsk. Acolo am învățat că toate stelele vin în dimensiuni diferite. Unele sunt mari, altele mici, altele mai grele, altele mai ușoare. Cu ajutorul adulților, am încercat să aliniez stelele studiate de la cele mai ușoare la cele mai grele. Și asta am observat! S-a dovedit că albastrul este mai greu decât albul, alb - galben, galben - portocaliu, portocaliu - roșu.

Vârsta unei stele poate fi determinată și de culoarea acesteia. Vedetele tinere sunt cele mai tari. Ele strălucesc cu lumină albă și albastră. Stelele vechi, care se răcesc, emit lumină roșie. Și stelele de vârstă mijlocie strălucesc galben.

Energia emisă de stele este atât de uriașă încât le putem vedea la acele distanțe îndepărtate la care sunt îndepărtate de noi: zeci, sute, mii de ani lumină!

Pentru ca noi să putem vedea o stea, lumina ei trebuie să treacă prin straturile de aer ale atmosferei Pământului. Straturile oscilante de aer refractează oarecum fluxul direct de lumină și ni se pare că stelele sclipesc. De fapt, lumina continuă directă vine de la stele.

Soarele nu este cea mai mare stea, el aparține stelelor numite Pitici Galbeni. Când această stea s-a aprins, era alcătuită din hidrogen. Dar sub influența reacțiilor termonucleare, această substanță a început să se transforme în heliu. În timpul existenței acestui luminar (aproximativ 5 miliarde de ani), aproximativ jumătate din hidrogen a ars. Astfel, Soarele este lăsat să „trăiască” atâta timp cât există deja. Când hidrogenul este aproape ars, această stea va deveni mai mare și se va transforma într-o Gigantă Roșie. Acest lucru va afecta foarte mult Pământul. Pe planeta noastră va veni căldură insuportabilă, oceanele vor fierbe, viața va deveni imposibilă.

CONCLUZIE

Astfel, în urma cercetărilor mele, eu și colegii mei de clasă am dobândit noi cunoștințe despre ce sunt stelele, precum și despre ce determină temperatura și culoarea stelelor.

LISTA BIBLIOGRAFICĂ.