Welcher Stern am Himmel bedeutet was. Eigenschaften der bemerkenswertesten Sterne

Kleine funkelnde Punkte am dunklen Nachthimmel. Sie schienen schon immer da gewesen zu sein. Hunderte Millionen Menschen bewundern die wunderschönen Bilder des geheimnisvollen Sternenhimmels, und um dieses Firmament zu bewundern, ist es überhaupt nicht notwendig, die physikalischen Eigenschaften der Sterne zu kennen – das ist Schönheit in ihrem ursprünglichen Zustand. Die Sterne waren schon immer von Geheimnissen umgeben, was Tausende von Wissenschaftlern, Amateuren, Zauberern und einfach nur Romantikern anzog. Der Mensch verband sein Schicksal, Gegenwart, Vergangenheit und Zukunft mit dem Sternenhimmel. Wenn wir Sterne jedoch als physische Objekte betrachten, liegt der natürliche Weg zu ihrer Kenntnis in der Messung und dem Vergleich ihrer Eigenschaften. Was die moderne Wissenschaft tatsächlich tut, ist Astronomie.

Obwohl de Saint-Exupéry sagte: „Sie haben die Sterne integriert und sie haben ihr Geheimnis und ihre Romantik verloren …“, erforschen wir weiterhin die mysteriöse Welt, zu der wir gehören.

Was stellten die Sterne für alte Kulturen dar?

Vielleicht sind das Seelen oder vielleicht Götter, vielleicht sind das die Tränen der Götter, aber niemand konnte sich vorstellen, dass es sich um Himmelskörper handelt, ähnlich unserer Sonne.

Auf der ganzen Welt wurden Verehrung des Mondes und der Sonne sowie bestimmter bekannter Sternbilder und Sterne ins Leben gerufen. Die Menschen verehrten sie.

Die alten Ägypter glaubten, dass das Ende der Welt kommen würde, wenn die Menschen die Natur der Sterne entschlüsseln würden. Andere Völker glaubten, dass das Leben auf der Erde enden würde, sobald das Sternbild der Hunde der Hunde den Großen Wagen einholte. Der Stern von Bethlehem markierte das Kommen Jesu Christi und der Stern Wermut kündigte das Ende der Welt an.

All dies spricht beredt für die große Bedeutung des Wissens über den Sternenhimmel für die Menschen. Einer der größten Astronomen der Antike war beispielsweise Ulugbek aus Samarakan, die Genauigkeit seiner Beobachtungen und Berechnungen war erstaunlich, und das alles geschah zu einer Zeit, als noch niemand an Teleskope gedacht hatte ... im fernen 15. Jahrhundert. Wissenschaftler unserer Zeit bezweifelten sogar die Echtheit dieser Daten. Alle alten Kulturen verfügten über riesige Observatorien, in denen Weise oder Priester, Schamanen oder Meister ihre Beobachtungen durchführten. Dieses Wissen war unerlässlich. Kalender, Prognosen, Horoskope wurden zusammengestellt. Eine der interessantesten Entdeckungen für Wissenschaftler waren die Kalender der alten Maya, die Priester des alten Ägypten gehörten auch zu den ersten Astronomen.

Zur Verdeutlichung sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Wissenschaft der Astronomie in jenen fernen Zeiten noch nicht existierte, sondern nur einer der Bestandteile der Astrologie war. Die Alten legten großen Wert auf den Zusammenhang zwischen dem Schicksal des Menschen und dem, was in der Welt geschieht, mit dem Zustand des Sternenhimmels.

Geheimnisse wurden nur mit großer Mühe gelüftet und es gab immer weniger Antworten im Vergleich zu den Fragen, die die gleichen Antworten hervorbrachten.

Der Mensch ist ein sehr interessantes Wesen. Er häuft das über viele Jahrtausende erworbene Wissen an, vergisst aber gleichzeitig manchmal, dass Wissen viel wichtiger ist als Kriege und Zerstörung – so viel geht verloren und die moderne Wissenschaft muss von vorne beginnen.

Für einen Menschen war es sehr wichtig zu wissen, dass es etwas Ewiges auf dieser Welt gibt – wie die Sterne dachten die Menschen, dass sie immer existierten und sich nie veränderten. Aber diese Meinung erwies sich als falsch, es ist für niemanden mehr ein Geheimnis, dass das Bild des Sternenhimmels nicht mehr das gleiche ist wie vor 4-5.000 Jahren, Sterne erscheinen und verschwinden und „bewegen“ sich über den Himmel. Sie haben ihr eigenes Leben. Die Bewegung der Sterne Sirius, Procyon und Arcturus relativ zu anderen wurde 1718 vom englischen Astronomen Edmund Halley bemerkt. Dies waren die hellsten Sterne am Himmel. Es ist nun erwiesen, dass eine solche Bewegung ein Muster für alle Sterne ist. Doch schon die alten Griechen wussten beispielsweise, dass die Sterne ihre Helligkeit verändern. Die Wissenschaft der Neuzeit hat gezeigt, dass diese Eigenschaft vielen Sternen innewohnt.

Der englische Astronom William Herschel ging Ende des 18. Jahrhunderts davon aus, dass alle Sterne gleich viel Licht aussenden und der Unterschied in der scheinbaren Helligkeit nur auf ihre unterschiedliche Entfernung von der Erde zurückzuführen sei. Doch als 1837 die Entfernung zu den nächsten Sternen gemessen wurde, erwies sich seine Theorie als falsch.

Unser System landete in einem ruhigen Teil der Galaxie, weit entfernt von heißen Sternen und hellen Lichtern, sodass man so lange nichts über die Sterne erfahren konnte. Infolgedessen richteten Wissenschaftler ihren Blick auf den nächsten Stern – die Sonne.

Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts glaubte man, dass die äußere Schicht der Sonne heiß sei und dass sich darunter eine kalte Oberfläche verberge, die gelegentlich durch Flecken – Lücken in heißen Sonnenwolken – sichtbar sei. Um diese Hypothese zu erklären, wurde angenommen, dass ständig Kometen und Meteoriten auf die Oberfläche fallen, die ihre kinetische Energie auf sie übertragen würden. Sie versuchten, die Energiefreisetzung auf der Sonne durch das übliche terrestrische Feuer zu erklären – die Wärme, die bei chemischen Reaktionen freigesetzt wird. Aber in diesem Fall würde der gesamte Vorrat an solarem „Brennholz“ in ein paar tausend Jahren ausbrennen. Und schon die Alten wussten, dass die Leuchte viel größer war.

Im Jahr 1853 schlug der deutsche Physiker Hermann Helmholtz vor, dass die Energiequelle für Sterne ihre Kompression sei, denn jeder weiß, dass sich Gas bei der Kompression erwärmt. [Ein einfaches Beispiel ist eine herkömmliche Fahrradpumpe, die sich beim Aufpumpen erwärmt.] In diesem Fall wird nicht die gesamte Energie für die Erwärmung des Gases aufgewendet, sondern ein Teil davon für die Strahlung. Kompression ist bereits eine viel leistungsfähigere Quelle als einfache Verbrennung. Die schrumpfende Sonne könnte zig Millionen Jahre lang scheinen. Aber das Energiesystem der Sonne ist seit mehreren Milliarden Jahren ununterbrochen in Betrieb, und diese Tatsache wurde bereits von Wissenschaftlern bewiesen.

Die Hauptmerkmale eines Sterns, die auf die eine oder andere Weise aus Beobachtungen bestimmt werden können, sind: die Stärke seiner Strahlung (Leuchtkraft), die Masse, der Radius und die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre sowie seine Temperatur. Wenn Sie weitere zusätzliche Parameter kennen, können Sie gleichzeitig das Alter des Sterns berechnen. Aber wir werden später darauf zurückkommen.

Der Lebensweg eines Stars ist ziemlich kompliziert. Im Laufe seiner Geschichte erwärmt es sich auf sehr hohe Temperaturen und kühlt dann so stark ab, dass sich in seiner Atmosphäre Staubpartikel zu bilden beginnen. Der Stern dehnt sich auf eine grandiose Größe aus, vergleichbar mit der Größe der Marsumlaufbahn, und schrumpft auf mehrere Dutzend Kilometer. Seine Leuchtkraft steigt auf enorme Werte und sinkt auf nahezu Null.

Das Leben eines Stars verläuft nicht immer reibungslos. Das Bild seiner Entwicklung wird durch die manchmal sehr schnelle Rotation an der Stabilitätsgrenze verkompliziert (bei schneller Rotation neigen Zentrifugalkräfte dazu, den Stern zu zerbrechen). Manche Sterne haben eine Rotationsgeschwindigkeit auf der Oberfläche von 500 – 600 km/s. Für die Sonne beträgt dieser Wert etwa 2 km/s. Die Sonne ist ein relativ ruhiger Stern, aber selbst sie erfährt Schwankungen mit unterschiedlichen Perioden, es kommt zu Explosionen und Materieemissionen auf ihrer Oberfläche. Die Aktivität einiger anderer Sterne ist unvergleichlich höher. In bestimmten Phasen seiner Entwicklung kann ein Stern veränderlich werden und beginnen, regelmäßig seine Helligkeit zu ändern, zu schrumpfen und sich wieder auszudehnen. Und manchmal gibt es starke Explosionen auf den Sternen. Wenn die massereichsten Sterne explodieren, kann ihre Leuchtkraft für kurze Zeit die aller anderen Sterne in der Galaxie zusammen übertreffen.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entstand, vor allem dank der Arbeiten des englischen Astrophysikers Arthur Eddington, die Idee von Sternen als heißen Gasbällen, die in ihrer Tiefe eine Energiequelle, die thermonukleare Fusion von Heliumkernen aus Wasserstoffkernen, enthielten gebildet. Anschließend stellte sich heraus, dass auch schwerere chemische Elemente in Sternen synthetisiert werden können. Die Substanz, aus der jedes Buch besteht, durchlief auch den „Fusionsofen“ und wurde in den Weltraum geschleudert, als der Stern, der es hervorbrachte, explodierte.

Nach modernen Konzepten wird der Lebensweg eines einzelnen Sterns durch seine Anfangsmasse und chemische Zusammensetzung bestimmt. Was die minimal mögliche Masse eines Sterns ist, können wir nicht mit Sicherheit sagen. Tatsache ist, dass massearme Sterne sehr schwache Objekte sind und es ziemlich schwierig ist, sie zu beobachten. Die Theorie der Sternentwicklung besagt, dass in Körpern mit einem Gewicht von weniger als sieben bis acht Hundertstel der Sonnenmasse keine langfristigen thermonuklearen Reaktionen stattfinden können. Dieser Wert liegt nahe an der minimalen Masse beobachteter Sterne. Ihre Leuchtkraft ist zehntausendmal geringer als die der Sonne. Die Temperatur auf der Oberfläche solcher Sterne überschreitet nicht 2-3.000 Grad. Ein solcher dunkelroter Zwerg ist Proxima, der sonnennächste Stern im Sternbild Zentaur.

In massereichen Sternen hingegen laufen diese Reaktionen mit enormer Geschwindigkeit ab. Wenn die Masse eines geborenen Sterns 50 bis 70 Sonnenmassen überschreitet, kann nach der Zündung des thermonuklearen Brennstoffs eine extrem intensive Strahlung mit ihrem Druck die überschüssige Masse einfach abwerfen. Sterne, deren Masse nahe an der Grenze liegt, wurden beispielsweise im Tarantelnebel in unserer Nachbargalaxie, der Großen Magellanschen Wolke, gefunden. Sie existieren auch in unserer Galaxie. Nach ein paar Millionen Jahren, vielleicht sogar schon früher, können diese Sterne als Supernovae explodieren (die sogenannten explodierenden Sterne mit hoher Explosionsenergie).

Die Geschichte der Erforschung der chemischen Zusammensetzung von Sternen beginnt Mitte des 19. Jahrhunderts. Bereits 1835 schrieb der französische Philosoph Auguste Comte, dass die chemische Zusammensetzung der Sterne für uns immer ein Rätsel bleiben werde. Doch schon bald kam die Methode der Spektralanalyse zum Einsatz, mit der man nun herausfinden kann, woraus nicht nur die Sonne und nahegelegene Sterne, sondern auch die am weitesten entfernten Galaxien und Quasare bestehen. Die Spektralanalyse hat einen unbestreitbaren Beweis für die physikalische Einheit der Welt geliefert. Auf den Sternen wurde kein einziges unbekanntes chemisches Element gefunden. Das einzige Element, Helium, wurde zuerst auf der Sonne und erst dann auf der Erde entdeckt. Aber auf der Erde unbekannte physikalische Zustände der Materie (starke Ionisierung, Entartung) werden gerade in der Atmosphäre und im Inneren von Sternen beobachtet.

Das am häufigsten vorkommende Element in Sternen ist Wasserstoff. In ihnen ist etwa dreimal weniger Helium enthalten. Wenn man über die chemische Zusammensetzung von Sternen spricht, meint man zwar meistens den Gehalt an Elementen, die schwerer als Helium sind. Der Anteil schwerer Elemente ist gering (ca. 2 %), aber sie verleihen der Arbeit eines Sternenforschers, so der amerikanische Astrophysiker David Gray, wie eine Prise Salz in einer Schüssel Suppe eine besondere Würze. Die Größe, Temperatur und Leuchtkraft eines Sterns hängen weitgehend von seiner Anzahl ab.

Nach Wasserstoff und Helium sind die häufigsten Elemente auf Sternen dieselben Elemente, die auch in der chemischen Zusammensetzung der Erde vorherrschen: Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff, Eisen usw. Es stellte sich heraus, dass die chemische Zusammensetzung bei Sternen unterschiedlichen Alters unterschiedlich war. In den ältesten Sternen ist der Anteil an Elementen, die schwerer als Helium sind, viel geringer als in der Sonne. In einigen Sternen ist der Eisengehalt hunderte und tausende Male geringer als der der Sonne. Aber es gibt relativ wenige Sterne, bei denen diese Elemente häufiger vorkommen als auf der Sonne. Diese Sterne (viele davon sind Doppelsterne) sind normalerweise auch in anderer Hinsicht ungewöhnlich: Temperatur, Magnetfeldstärke, Rotationsgeschwindigkeit. Einige Sterne unterscheiden sich durch den Inhalt eines einzelnen Elements oder einer Elementgruppe. Dies sind beispielsweise Barium- oder Quecksilber-Mangan-Sterne. Die Gründe für solche Anomalien sind noch immer kaum verstanden. Auf den ersten Blick mag es scheinen, dass die Untersuchung dieser kleinen Zusätze keine großen Erkenntnisse über die Entwicklung von Sternen liefert. Aber eigentlich ist es das nicht. Chemische Elemente, die schwerer als Helium sind, entstanden als Ergebnis thermonuklearer und nuklearer Reaktionen im Inneren sehr massereicher Sterne, während der Ausbrüche neuer Sterne und Supernova-Sterne früherer Generationen. Die Untersuchung der Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung vom Alter der Sterne ermöglicht es, Aufschluss über die Geschichte ihrer Entstehung in verschiedenen Epochen und über die chemische Entwicklung des Universums als Ganzes zu geben.

Eine wichtige Rolle im Leben eines Sterns spielt sein Magnetfeld. Fast alle Erscheinungsformen der Sonnenaktivität sind mit dem Magnetfeld verbunden: Flecken, Fackeln, Fackeln usw. Bei Sternen, deren Magnetfeld viel stärker ist als das Sonnenfeld, laufen diese Prozesse mit größerer Intensität ab. Die Helligkeitsvariabilität einiger dieser Sterne erklärt sich insbesondere durch das Auftreten von Flecken, die denen der Sonne ähneln, aber Dutzende Prozent ihrer Oberfläche bedecken. Allerdings sind die physikalischen Mechanismen, die die Aktivität von Sternen bestimmen, noch nicht vollständig verstanden. Magnetfelder erreichen ihre höchste Intensität auf kompakten Sternresten – Weißen Zwergen und insbesondere Neutronensternen.

Im Laufe von etwas mehr als zwei Jahrhunderten hat sich die Vorstellung von den Sternen dramatisch verändert. Von unfassbar weit entfernten und gleichgültigen leuchtenden Punkten am Himmel aus sind sie Gegenstand umfassender physikalischer Forschung geworden. Als Antwort auf den Vorwurf von de Saint-Exupéry brachte der amerikanische Physiker Richard Feynman seine Meinung zu diesem Problem zum Ausdruck: „Dichter sagen, dass die Wissenschaft den Sternen ihre Schönheit nimmt.“ Für sie sind die Sterne nur Gaskugeln. Gar nicht einfach. Ich bewundere auch die Sterne und spüre ihre Schönheit. Aber wer von uns sieht mehr?

Dank der Entwicklung von Beobachtungstechnologien konnten Astronomen nicht nur das Sichtbare, sondern auch die Strahlung von für das Auge unsichtbaren Sternen untersuchen. Mittlerweile ist viel über ihre Struktur und Entwicklung bekannt, obwohl vieles noch unklar ist.

Die Zeit steht noch bevor, in der der Traum des Schöpfers der modernen Wissenschaft über die Sterne, Arthur Eddington, wahr wird und wir endlich „so etwas Einfaches wie einen Stern verstehen“ können.

Was wir als kleinen leuchtenden Punkt am Nachthimmel sehen. Tatsächlich sind alle Sterne riesige Kugeln aus heißen Gasen. Sie enthalten neunzig Prozent Wasserstoff, etwas weniger als zehn Prozent Helium und der Rest sind verschiedene Verunreinigungen. Im Mittelpunkt des Globus beträgt die Temperatur etwa sechs Millionen Grad. Dieser Wert entspricht der Grenze, die einen freien Fluss ermöglicht. Bei diesem chemischen Prozess wird Wasserstoff in Helium umgewandelt. Dadurch wird eine große Menge freigesetzt, die in Form von hellem Licht in den Weltraum gelangt.

Was ist das Gleiche wie die Sonne? Gleichzeitig sind kleine Sterne zehnmal kleiner als unser Stern und große übertreffen seine Parameter um das Hundertfünfzigfache.

Als Antwort auf die Frage, was ein Stern ist, beziehen sich Astronomen oft auf diese Hauptkörper im Universum. Die Sache ist, dass in ihnen das Hauptvolumen der leuchtenden Substanz liegt, die im Weltraum zu finden ist.

Die Sterne am Himmel, die wir durch ein Teleskop sehen können, sind oft von Nebeln unterschiedlicher Form umgeben. Diese Neoplasien, bei denen es sich um Gas- und Staubwolken handelt, können jederzeit mit dem Verdichtungsprozess beginnen. Gleichzeitig schrumpfen sie zu einer kugelförmigen Figur und erhitzen sich auf eine erhebliche Temperatur. Wenn das thermische Regime sechs Millionen Grad erreicht, beginnt die thermonukleare Wechselwirkung, das heißt, es entsteht ein neuer Himmelskörper.

Wissenschaftler haben verschiedene Arten von Sternen identifiziert. Sie werden nach ihrer Masse und Leuchtkraft klassifiziert. Es ist auch möglich, nach den Stufen des Evolutionsprozesses zu unterteilen.

Die Klasse, die Sterne enthält, bei denen die abgestrahlte Energie mit der Energie thermonuklearer Reaktionen im Gleichgewicht steht, unterteilt sie nach der Art des Leuchtens in:

Blau;

Weiß Blau;

Weiß Gelb;

Rot;

Orange.

Die maximale Temperatur wird bei blau leuchtenden Sternen beobachtet, die minimale bei roten. Unsere Sonne gehört zu den gelben Leuchten. Sein Alter übersteigt viereinhalb Milliarden Jahre. Die von Wissenschaftlern berechnete Temperatur des Kerns beträgt 13,5 Millionen K, die der Korona 1,5 Millionen K.

Was ist ein Riesenstern? Zu dieser Art von Leuchten gehören feurige Körper mit einer Masse und einem Durchmesser, die die Sonne um mehrere Zehntausend Mal übertreffen. Rot leuchtende Riesen befinden sich in einem bestimmten Evolutionsstadium. Der Durchmesser eines Sterns vergrößert sich, wenn der Wasserstoff in seinem Kern vollständig verbrennt. Gleichzeitig sinkt die Verbrennungstemperatur der Gase und ein rotes Leuchten breitet sich über Millionen Kilometer aus. Zu den Riesensternen gehören VV Cepheus A, VY Canis Major, KW Sagittarius und viele andere.

Unter den Himmelskörpern gibt es auch Zwerge. Ihr Durchmesser ist viel kleiner als die Größe unserer Sonne. Es gibt Zwerge:

Weiß (abkühlend);

Gelb (ähnlich der Sonne);

Brown (oft als Planeten betrachtet);

Rot (relativ kalt);

Schwarz (endlich abgekühlt und leblos).

Es gibt auch eine Art veränderliche Sterne. Bei diesen Leuchten handelt es sich um Körper, die in der gesamten Beobachtungsgeschichte mindestens einmal ihren Glanz und ihre Entwicklungsdynamik verändert haben. Diese beinhalten:

Rotierend;

Pulsierend;

Eruptiv;

Andere instabile, neue und schwer vorhersehbare Leuchten.

Solche Sterne, die hauptsächlich durch leuchtend blaue Sterne und Hypernovae dargestellt werden, sind sehr spezifisch und wurden nur wenig untersucht. Jeder von ihnen ist das Ergebnis des Widerstands der Materie und der Wirkung der Schwerkraft.

Auch Sterne werden erwähnt. Es wird angenommen, dass dies einer der Schritte im Evolutionsprozess von Himmelskörpern ist. Ein solcher Körper strahlt keine Lumineszenz aus, ist aber aufgrund seiner Eigenschaften mit Sternen gleichzusetzen.

Jeder von uns hat mindestens einmal den wunderschönen Nachthimmel bewundert, der mit vielen Sternen übersät ist. Haben Sie sich jemals gefragt, woraus die Sterne bestehen und was das Geheimnis ihres ewigen Glanzes ist?

Was ist ein Stern und woraus besteht er?

Ein Stern ist ein riesiger himmlischer Gaskörper, in dem thermonukleare Reaktionen stattfinden. Die Temperatur auf der Oberfläche eines Sterns erreicht tausend Kelvin und im Inneren wird sie in Millionen gemessen.

Die Zusammensetzung eines Sterns ähnelt zunächst der Zusammensetzung interstellarer Materie. In Zukunft kann die Zusammensetzung verwendet werden, um die Natur des interstellaren Raums und die thermonuklearen Reaktionen zu beurteilen, die im Körper eines Sterns während seiner Entwicklung ablaufen. Wenn man die chemische Zusammensetzung eines Sterns kennt, ist es möglich, sein Alter genau zu bestimmen.

Der Himmelskörper selbst besteht hauptsächlich aus Helium und Wasserstoff. Außerdem enthalten einige Sterne Titan- und Zirkoniumoxide, Radikale wie CH, CH2, OH, C2, C3. Die obere Schicht eines Sterns besteht hauptsächlich aus Wasserstoff: Im Durchschnitt kommen auf zehntausend Wasserstoffatome etwa tausend Heliumatome. 5 – Sauerstoff und weniger als 1 Atom einiger anderer Elemente.

Es sind Sterne bekannt, in denen der Gehalt bestimmter chemischer Elemente stark erhöht ist. Es gibt zum Beispiel Siliziumsterne (mit hohem Siliziumgehalt), Eisen, Kohlenstoff. Relativ junge Sterne enthalten oft große Mengen an schweren Elementen. In einem dieser Himmelskörper wurde festgestellt, dass der Molybdängehalt 26-mal höher ist als der Gehalt in der Sonne. Je älter der Stern ist, desto geringer ist der Gehalt an Elementen, deren Atome eine größere Masse als Heliumatome haben.

Einer der schönsten Anblicke, die es nur auf unserer Welt gibt, ist der Blick auf den Sternenhimmel in einer dunklen, mondlosen Nacht. Tausende von Sternen übersät den Himmel mit diamantenen Streuungen – hell und dunkel, rot, weiß, gelb ... Aber was sind Sterne? Lassen Sie mich Ihnen das auf eine sehr einfache Art und Weise sagen, damit jeder es verstehen kann.

Sterne sind riesige Kugeln, die hier und da im Weltraum verstreut sind. Die Substanz in ihnen wird durch die Kräfte der gegenseitigen Anziehung gehalten. Diese Kugeln werden auf eine so hohe Temperatur erhitzt, dass sie Licht aussenden können, wodurch wir sie beobachten können. Tatsächlich sind die Sterne so heiß, dass sich jede Substanz, selbst das härteste Metall, in Form eines elektrisch geladenen Gases auf ihnen befindet. Ein solches Gas wird Plasma genannt.

Warum leuchten die Sterne?

Die Temperaturen im Inneren von Sternen sind viel höher als an der Oberfläche. In den Sternenkern kann es gelangen 10 Millionen Grad und mehr. Bei solchen Temperaturen finden thermonukleare Reaktionen der Umwandlung einiger chemischer Elemente in andere statt. Beispielsweise verwandelt sich Wasserstoff, aus dem fast alle Sterne hauptsächlich bestehen, in ihrer Tiefe in Helium.

Es sind thermonukleare Reaktionen, die als Hauptenergiequelle für Sterne dienen. Dank ihnen können Sterne viele Millionen Jahre lang leuchten.

Sterne und Galaxien

Es gibt mehr als eine Milliarde Sterne im Universum. In Übereinstimmung mit den Naturgesetzen versammelten sie sich zu riesigen Sterneninseln, die Astronomen nannten Galaxien. Wir leben in einer dieser Galaxien, die Milchstraße heißt.

Die Milchstraße ist eine Galaxie, zu der die Sonne und alle am Himmel sichtbaren Sterne gehören. Foto: Juan Carlos Casado (TWAN, Erde und Sterne)

Alle mit bloßem Auge oder in einem kleinen Teleskop am Himmel sichtbaren Sterne gehören zur Milchstraße. Auch andere Galaxien lassen sich mit einem Teleskop am Himmel beobachten, allerdings sehen sie alle wie trübe, verschwommene Lichtflecken aus.

Die Sonne ist der uns am nächsten liegende Stern. Er hebt sich nicht von den Millionen anderer Sterne ab, die man durch ein Teleskop sehen kann. Die Sonne ist nicht der hellste, aber nicht der schwächste Stern, nicht der heißeste, aber nicht der kälteste, nicht der massereichste, aber nicht der hellste. Wir können sagen, dass die Sonne ein durchschnittlicher Stern ist. Und nur für uns scheint die Rolle der Sonne äußerst wichtig zu sein, denn dieser Stern spendet uns Wärme und Licht. Nur dank der Sonne ist Leben auf der Erde möglich.

Abmessungen, Masse und Leuchtkraft von Sternen

Die Größe und Masse selbst kleiner Sterne ist enorm. Zum Beispiel die Sonne herein 109-facher Durchmesser der Erde und in 330.000 Mal massereicher als unser Planet! Um das Volumen auszufüllen, das die Sonne im Weltraum einnimmt, bräuchten wir mehr als eine Million Planeten von der Größe der Erde!

Vergleichsgrößen der Sonne und der Planeten des Sonnensystems. Die Erde in diesem Bild ist der Planet ganz links in der ersten, nächstgelegenen Reihe.

Aber wir wissen bereits, dass die Sonne ein gewöhnlicher, durchschnittlicher Stern ist. Es gibt Sterne, die viel größer sind als die Sonne, wie zum Beispiel der Stern Sirius, der hellste Stern am Nachthimmel. Sirius ist 2-mal massereicher als die Sonne und 1,7-mal so groß wie ihr Durchmesser. Außerdem strahlt er 25-mal mehr Licht aus als unser Tagesstern!

Ein weiteres Beispiel ist der Stern spica an der Spitze des Sternbildes Jungfrau. Seine Masse ist 11-mal größer als die der Sonne und seine Leuchtkraft ist 13.000-mal höher! Man kann sich die knisternd starke Strahlung dieses Sterns kaum vorstellen!

Doch die meisten Sterne im Universum sind immer noch kleiner als die Sonne. Sie sind leichter und leuchten viel schwächer als unser Stern. Die häufigsten Sterne werden aufgerufen Rote Zwerge weil sie überwiegend rotes Licht ausstrahlen. Ein typischer Roter Zwerg ist etwa zwei- bis dreimal heller als die Sonne, vier- oder sogar fünfmal kleiner im Durchmesser und 100-mal dunkler als unser Stern.

In unserer Galaxie gibt es etwa 700 Milliarden Sterne. Davon werden mindestens 500 Milliarden Rote Zwerge sein. Aber leider sind alle Roten Zwerge so dunkel, dass keiner von ihnen mit bloßem Auge am Himmel sichtbar ist! Um sie zu beobachten, benötigt man ein Teleskop oder zumindest ein Fernglas.

ungewöhnliche Sterne

Neben den Roten Zwergen, die den Großteil aller Sterne im Universum ausmachen, gibt es neben sonnenähnlichen Sternen und Sternen wie Sirius und Spica auch einen kleinen Anteil ungewöhnlicher Sterne, deren Merkmale die Größe sind , Leuchtkraft oder Dichte – unterscheiden sich stark von anderen Sternen. .

Weiße Zwerge

Einer dieser Sterne ist Satellit des Sirius.

Viele Sterne leben nicht einzeln, wie unsere Sonne, sondern paarweise. Solche Sterne werden genannt doppelt. So wie die Erde und andere Planeten im Sonnensystem die Sonne unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft umkreisen, kann ein Satellitenstern den Hauptstern umkreisen.

Doppelstern. Der Hauptstern und der kleinere Begleitstern rotieren um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt, der in der Abbildung durch ein rotes Kreuz gekennzeichnet ist. Quelle: Wikipedia

Tatsächlich Planeten und Sonne kreisen um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt. Das Gleiche passiert mit den Komponenten eines Doppelsterns – beide rotieren um einen gemeinsamen Massenschwerpunkt (siehe GIF-Abbildung).

Im 19. Jahrhundert wurde entdeckt, dass Sirius, der hellste Stern am Nachthimmel, einen sehr schwachen Begleiter hat, der nur durch ein Teleskop sichtbar ist. Sie nannten ihn Sirius B (ausgesprochen Sirius B). Es stellte sich jedoch heraus, dass seine Oberfläche genauso heiß ist wie die Oberfläche von Sirius. Damals wussten Astronomen bereits, dass ein Körper umso mehr Licht aussendet, je heißer er ist. Daher wurde von jedem Quadratmeter der Oberfläche des Sirius-Satelliten so viel Licht ausgestrahlt wie von einem Quadratmeter Sirius selbst. Warum war der Satellit so dunkel?

Denn die Oberfläche von Sirius B war viel kleiner als die Oberfläche von Sirius A! Es stellte sich heraus, dass Die Größe des Satelliten entspricht der Größe der Erde. Gleichzeitig stellte sich heraus, dass seine Masse der Masse der Sonne entsprach! Einfache Berechnungen zeigen, dass jeder Kubikzentimeter von Sirius B 1 Tonne Materie enthält!

Solche ungewöhnlichen Sterne heißen Weiße Zwerge.

Rote Überriesen

Am Himmel wurden auch Sterne von enormer Größe und Leuchtkraft gefunden. Einer dieser Sterne Beteigeuze, 900-mal größer als die Sonne im Durchmesser und strahlt 60.000-mal mehr Licht aus als unser Tageslicht! Ein weiterer Stern VY Canis Major(gelesen als „ve-y“) 1420-facher Durchmesser der Sonne! Wenn VY Canis Majoris an die Stelle der Sonne gesetzt würde, dann läge die Oberfläche des Sterns zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Saturn, und alle Planeten von Merkur bis Jupiter (einschließlich der Erde!) wären innerhalb des Sterns!

Vergleichsgrößen von Sonne (oben links), Sirius (weißer Stern) und einigen Riesensternen. Der Rote Überriese UY Scuti, der den größten Teil des Bildes einnimmt, hat einen 1900-fachen Sonnendurchmesser.

Solche Sterne werden genannt Überriesen. Ein besonderes Merkmal von Riesen- und Überriesensternen ist, dass sie trotz ihrer kolossalen Größe nur 5, 10 oder 20 Mal mehr Materie enthalten als die Sonne. Das bedeutet, dass die Dichte solcher Leuchten sehr gering ist. Zum Beispiel, Die durchschnittliche Dichte von VY Canis Majoris ist 100.000-mal geringer als die der Raumluft!

Sowohl Weiße Zwerge als auch Riesensterne werden nicht auf diese Weise geboren, aber im Laufe der Evolution werden, nachdem der Wasserstoff in ihrem Darm zu Helium verarbeitet wurde.

Sterne und die verborgene Masse des Universums

Bis vor relativ kurzer Zeit glaubten Astronomen, dass die Sterne fast die gesamte Materie im Universum enthielten. Doch in den letzten Jahrzehnten ist klar geworden, dass der Löwenanteil der Masse des Universums das Geheimnisvolle ist Dunkle Materie und noch mysteriöser dunkle Energie. Sterne machen daher nur etwa 2 % der gesamten Materie aus (und noch weniger bei Planeten, Kometen und Asteroiden!). Aber gerade diese 2 % können wir beobachten, da sie Licht aussenden! Man kann sich kaum vorstellen, wie langweilig das Universum wäre, wenn es keine Sterne gäbe!

Artikel über Sterne

Wenn SterneA- Das heißer Gasklumpen, in dem Es gibt immer den Anschein einer Explosion mit der Freisetzung von Energie und Materie, warum verschwindet dann das Sternenlicht vom Planeten? flackert? Es stellt sich heraus, dass es darum geht Erdatmosphäre. In der Luft entstehen ständig Luftströme sowie die Atmosphäre des Planeten heterogen, aufgrund derer die einfallenden Strahlen verzerrt- Gehen Sie in die Erdatmosphäre einfach, und geben Sie es ein werden gebrochen, sich in etwas verwandeln eine Art Zickzack oder Welle mit sanften Kurven. Wir blicken von einem Punkt aus (genauer gesagt von unserem Auge) in den Himmel, der dieses „verlorene“ und dann wieder auftauchende Signal aufnimmt. Es ist leicht, den Überblick zu verlieren! Bemerkenswerterweise haben Wissenschaftler herausgefunden Wie viele Sterne kann man am Nachthimmel sehen?- nahe 6000 leuchtende Punkte, 3000 von einer Hemisphäre und ebenso viele von der anderen. Schade nur, dass die Leute selten den Kopf heben, um das Ganze zu sehen Galaxie heller Himmelskörper, und Abgase und städtischer Smog versperren neugierigen Menschen den Zugang zum Nachthimmel vollständig. Eines Tages führte die Schließung einiger Fabriken in einem der Bundesstaaten dazu, dass eine Fabrik voll war Sterne schwarze Malerei. Menschen, die ein solches Spektakel noch nie zuvor gesehen hatten, riefen in Panik den Rettungsdienst und behaupteten, UFOs am ​​Himmel gesehen zu haben. Einige dachten ernsthaft, dass eine außerirdische Invasion begonnen hatte.

lebendige Flamme

Sterne sind nicht nur ein Gas- und Energieerzeuger, sie ähneln lebendig Organismus. In der Astronomie gibt es so etwas wie Sternentwicklung. Sterne geboren von Gas- und Staubklumpen, entwickeln und wachsen. Nach dem Ende seines Lebenszyklus beginnt der Stern gehen die Elemente aus. Erste der Wasserstoff geht aus, dessen Konsequenz ist verbesserte Synthese von Kohlenstoff und Helium- Stern erhöht sich in der Größe. Dann startet sie aktiv Gas verlieren, verteilt es im Raum und wächst ebenfalls weiter. Am Ende seiner Entwicklung kann sich ein Stern in Folgendes verwandeln:

Licht aus der Vergangenheit

Lichtstrom, oder Photonen(Lichtteilchen) hat enorme Geschwindigkeit - etwa 300.000 Kilometer pro Sekunde. Diese Geschwindigkeit ist mit bloßem Auge nicht zu erfassen: Auf der Erde breitet sich Licht schnell aus, da die übliche Entfernung, die wir beobachten, leicht für diese Geschwindigkeit. Doch im kosmischen Maßstab geschieht alles anders – Licht braucht 8 Minuten, um von der Sonne zur Erde zu gelangen. Das heißt, wir beobachten das Licht, das ist vor ein paar Minuten aufgetaucht; und wenn die Sonne sofort erlischt (keine Angst, das kann nicht passieren), dann werden wir das erst nach 8 Minuten verstehen, bis die Reste des Sonnenlichts uns erreichen. Andere für uns sichtbare Sterne sind viel weiter als die Sonne, und der Lichtstrom von ihnen erreichte uns Millionen von Jahren. Wir sehen Licht von ferne Vergangenheit. Vielleicht haben diese Sterne längst eine neue Entwicklungsstufe erreicht, vielleicht sind sie mit anderen verschmolzen. Um die Zukunft ein wenig näher zu bringen, gibt es sie leistungsstarke Teleskope. Mit ihrer Hilfe ist eine Überwindung möglich Große Entfernung und kürzere Zeit die Ankunft des Lichts – um die Vergangenheit zu sehen, aber nicht so weit entfernt, wie wir es mit bloßem Auge sehen. Diese Tatsache veranlasste Wissenschaftler dazu Gedankenexperimente:

Sterne- Dies sind unsere Führer in die Vergangenheit. Sie enthüllen uns die Geheimnisse der Antike und erzählen die ewigen Legenden des dunklen und kalten Weltraums. Sternenlicht- der Weg, der einen Menschen von der Erde dorthin führen kann entfernte Planeten, Galaxien, bis zum äußersten Rand Universum. Die Menschheit muss noch viel über diese leuchtenden Himmelskörper lernen, und wer weiß, vielleicht werden wir es finden Entdeckung eines neuen Sterngeheimnisses.