Ką reiškia kokia žvaigždė danguje. Įspūdingiausių žvaigždžių charakteristikos
Maži mirgantys taškeliai tamsiame nakties danguje. Atrodė, kad jie visada buvo ten. Šimtai milijonų žmonių žavisi nuostabiais paslaptingo žvaigždėto dangaus vaizdais, o norint grožėtis šiuo skliautu, visai nebūtina žinoti fizines žvaigždžių savybes – tai yra grožis savo nesugadintame būvyje. Paslaptingumas visada supo žvaigždes, tai į jas patraukė tūkstančius mokslininkų, mėgėjų, magų ir tiesiog romantikų. Žmogus savo likimą, dabartį, praeitį ir ateitį susiejo su žvaigždėtu dangumi. Bet jei laikysime žvaigždes fiziniais objektais, natūralus kelias į jas pažinti yra matavimai ir savybių palyginimas. Tai, ką iš tikrųjų daro šiuolaikinis mokslas, yra astronomija.
Nors de Saint-Exupery sakė: „Jūs įtraukėte žvaigždes, o jos prarado savo paslaptį ir romantiką...“, mes toliau tyrinėjame paslaptingą pasaulį, kuriam priklausome.
Ką žvaigždės reiškė senovės kultūroms?
Gal tai sielos, o gal dievai, gal tai dievų ašaros, bet niekas negalėjo įsivaizduoti, kad tai dangaus kūnai, panašūs į mūsų saulę.
Visame pasaulyje buvo sukurtos Mėnulio ir Saulės bei tam tikrų gerai žinomų žvaigždynų ir žvaigždžių garbinimo vietos. Žmonės juos garbino.
Senovės egiptiečiai tikėjo, kad kai žmonės atskleis žvaigždžių prigimtį, ateis pasaulio pabaiga. Kitos tautos tikėjo, kad gyvenimas žemėje baigsis, kai tik Šunų skalikų žvaigždynas pasivys Didįjį. Betliejaus žvaigždė pažymėjo Jėzaus Kristaus atėjimą, o žvaigždė Pelynas skelbs pasaulio pabaigą.
Visa tai iškalbingai byloja apie didelę žinių apie žvaigždėtą dangų svarbą žmonėms. Pavyzdžiui, vienas didžiausių antikos astronomų buvo Ulugbekas iš Samarakano, jo stebėjimų ir skaičiavimų tikslumas buvo nuostabus, ir visa tai įvyko tuo metu, kai apie teleskopus dar niekas negalvojo... tolimas XV a. Mūsų laikų mokslininkai netgi abejojo šių duomenų tikrumu. Visose senovės kultūrose buvo didžiulės observatorijos, kuriose savo stebėjimus atlikdavo išminčiai ar kunigai, šamanai ar meistrai. Tokios žinios buvo būtinos. Buvo sudaryti kalendoriai, prognozės, horoskopai. Vienas įdomiausių atradimų mokslininkams buvo senovės majų sudaryti kalendoriai, tarp pirmųjų astronomų buvo ir senovės Egipto žyniai.
Tačiau norint patikslinti, reikia pastebėti, kad tais tolimais laikais astronomijos mokslo dar nebuvo, tai buvo tik vienas iš astrologijos komponentų. Senoliai didelį dėmesį skyrė žmogaus likimo ir to, kas vyksta pasaulyje, ryšiui su žvaigždėto dangaus būkle.
Paslaptys buvo atskleistos labai sunkiai, o atsakymų buvo vis mažiau, palyginti su klausimais, kurie generavo tuos pačius atsakymus.
Žmogus yra labai įdomi būtybė. Jis kaupia žinias, įgytas per daugybę tūkstantmečių, bet kartu kartais pamiršta, kad žinios yra daug svarbiau nei karai ir naikinimas – tiek daug prarandama ir šiuolaikinį mokslą reikia pradėti iš naujo.
Žmogui buvo labai svarbu žinoti, kad šiame pasaulyje yra kažkas amžino – kaip ir žvaigždės, žmonės manė, kad jos visada egzistuoja ir niekada nepasikeitė. Tačiau ši nuomonė pasirodė klaidinga, niekam nebe paslaptis, kad žvaigždėto dangaus vaizdas nebėra toks, koks buvo prieš 4-5 tūkstančius metų, žvaigždės atsiranda ir išnyksta, ir „juda“ dangumi. Jie turi savo gyvenimą. Žvaigždžių Sirijaus, Prokiono ir Arktūro judėjimą, palyginti su kitais, 1718 metais pastebėjo anglų astronomas Edmundas Halley. Tai buvo ryškiausios žvaigždės danguje, dabar nustatyta, kad toks judėjimas yra visų žvaigždžių modelis. Bet, pavyzdžiui, senovės graikai žinojo, kad žvaigždės keičia savo ryškumą. Šiuolaikinis mokslas parodė, kad ši savybė būdinga daugeliui žvaigždžių.
Anglų astronomas Williamas Herschelis XVIII amžiaus pabaigoje manė, kad visos žvaigždės skleidžia vienodą šviesos kiekį, o tariamo ryškumo skirtumą lemia tik skirtingas jų atstumas nuo Žemės. Tačiau 1837 m., kai buvo išmatuotas atstumas iki artimiausių žvaigždžių, jo teorija pasirodė klaidinga.
Mūsų sistema atsidūrė ramioje galaktikos dalyje, toli nuo karštų žvaigždžių ir ryškių šviesų, todėl taip ilgai nieko nebuvo galima sužinoti apie žvaigždes. Dėl to mokslininkai nukreipė akis į artimiausią žvaigždę – Saulę.
Iki XIX amžiaus vidurio buvo manoma, kad išorinis Saulės sluoksnis karštas, o po juo slepiasi šaltas paviršius, retkarčiais matomas pro dėmeles – tarpelius karštuose saulės debesyse. Norint paaiškinti šią hipotezę, buvo daroma prielaida, kad į paviršių nuolat krenta kometos ir meteoritai, kurie jam perduos savo kinetinę energiją. Energijos išsiskyrimą į Saulę jie bandė paaiškinti įprasta sausumos ugnimi – šiluma, išsiskiriančia cheminių reakcijų metu. Bet tokiu atveju visa saulės „malkų“ atsarga išdegtų per kelis tūkstančius metų. Ir net senovės žmonės žinojo, kad šviesulys yra daug didesnis.
1853 metais vokiečių fizikas Hermannas Helmholtzas pasiūlė, kad žvaigždžių energijos šaltinis yra jų suspaudimas, nes visi žino, kad suspaudimo metu dujos įkaista. [Paprastas pavyzdys – įprastas dviračio siurblys, kuris pripumpuotas įkaista.] Tokiu atveju ne visa energija išleidžiama dujoms šildyti, dalis – spinduliavimui. Suspaudimas jau yra daug galingesnis šaltinis nei paprastas degimas. Mažėjanti Saulė galėtų šviesti dešimtis milijonų metų. Tačiau Saulės energetinė sistema nepertraukiamai veikė kelis milijardus metų, ir šį faktą jau įrodė mokslininkai.
Pagrindinės žvaigždės charakteristikos, kurias vienaip ar kitaip galima nustatyti iš stebėjimų, yra šios: jos spinduliavimo galia (šviesumas), atmosferos masė, spindulys ir cheminė sudėtis, taip pat jos temperatūra. Tuo pačiu metu, žinodami dar keletą papildomų parametrų, galite apskaičiuoti žvaigždės amžių. Bet prie to grįšime vėliau.
Žvaigždės gyvenimo kelias yra gana sudėtingas. Per savo istoriją jis įkaista iki labai aukštų temperatūrų ir atšąla tiek, kad atmosferoje pradeda formuotis dulkių dalelės. Žvaigždė išsiplečia iki grandiozinio dydžio, prilygsta Marso orbitos dydžiui, ir susitraukia iki kelių dešimčių kilometrų. Jo šviesumas padidėja iki milžiniškų verčių ir nukrenta beveik iki nulio.
Žvaigždės gyvenimas ne visada klostosi sklandžiai. Jos evoliucijos vaizdą apsunkina sukimasis, kartais labai greitas, ties stabilumo riba (greitai besisukant, išcentrinės jėgos linkusios žvaigždę sulaužyti). Kai kurių žvaigždžių sukimosi greitis paviršiuje yra 500–600 km/s. Saulei ši vertė yra apie 2 km/s. Saulė yra gana rami žvaigždė, tačiau net ir ji patiria skirtingų laikotarpių svyravimus, jos paviršiuje vyksta sprogimai ir medžiagos išmetimas. Kai kurių kitų žvaigždžių aktyvumas yra nepalyginamai didesnis. Tam tikrais savo evoliucijos etapais žvaigždė gali tapti kintama, pradėti reguliariai keisti savo ryškumą, trauktis ir vėl plėstis. O kartais žvaigždėse nutinka stiprūs sprogimai. Kai masyviausios žvaigždės sprogsta, jų spindesys trumpam gali viršyti visų kitų galaktikos žvaigždžių kartu.
XX amžiaus pradžioje, daugiausia dėl anglų astrofiziko Arthuro Eddingtono, idėja apie žvaigždes kaip karštų dujų kamuoliukus, kurių gelmėse yra energijos šaltinis, termobranduolinė helio branduolių sintezė iš vandenilio branduolių, galiausiai buvo įgyvendinta. susiformavo. Vėliau paaiškėjo, kad sunkesni cheminiai elementai gali būti susintetinti ir žvaigždėse. Medžiaga, iš kurios gaminama bet kokia knyga, taip pat praėjo per „sintezės krosnį“ ir buvo išmesta į kosmosą, kai sprogo ją pagimdžiusi žvaigždė.
Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, vienos žvaigždės gyvenimo kelią lemia jos pradinė masė ir cheminė sudėtis. Kokia yra mažiausia įmanoma žvaigždės masė, negalime tiksliai pasakyti. Faktas yra tas, kad mažos masės žvaigždės yra labai silpni objektai ir juos stebėti gana sunku. Žvaigždžių evoliucijos teorija teigia, kad kūnuose, sveriančiuose mažiau nei septynias – aštuonias šimtąsias Saulės masės, ilgalaikės termobranduolinės reakcijos negali vykti. Ši vertė yra artima minimaliai stebimų žvaigždžių masei. Jų šviesumas yra dešimt tūkstančių kartų mažesnis nei saulės. Temperatūra tokių žvaigždžių paviršiuje neviršija 2-3 tūkstančių laipsnių. Viena iš tokių blausių tamsiai raudonų nykštukių yra Proksima, arčiausiai Saulės esanti žvaigždė Kentauro žvaigždyne.
Kita vertus, didelės masės žvaigždėse šios reakcijos vyksta didžiuliu greičiu. Jei gimusios žvaigždės masė viršija 50–70 Saulės masių, tai užsidegus termobranduoliniam kurui itin intensyvi spinduliuotė su savo slėgiu gali tiesiog išmesti perteklinę masę. Pavyzdžiui, mūsų kaimyninėje galaktikoje – Didžiajame Magelano debesyje – buvo rasta žvaigždžių, kurių masė artima ribinei. Jie taip pat egzistuoja mūsų galaktikoje. Po kelių milijonų metų, o gal ir anksčiau, šios žvaigždės gali sprogti kaip supernovos (vadinamosios sprogstamosios žvaigždės, turinčios didelę sprogimo energiją).
Žvaigždžių cheminės sudėties tyrimo istorija prasideda XIX amžiaus viduryje. Dar 1835 m. prancūzų filosofas Auguste'as Comte'as rašė, kad žvaigždžių cheminė sudėtis amžinai liks mums paslaptis. Tačiau netrukus buvo pritaikytas spektrinės analizės metodas, kuris dabar leidžia išsiaiškinti, iš ko susideda ne tik Saulė ir šalia esančios žvaigždės, bet ir tolimiausios galaktikos bei kvazarai. Spektrinė analizė davė neabejotinų fizinės pasaulio vienybės įrodymų. Ant žvaigždžių nerasta nei vieno nežinomo cheminio elemento. Vienintelis elementas – helis – iš pradžių buvo aptiktas Saulėje, o tik paskui – Žemėje. Tačiau Žemėje nežinomos materijos fizinės būsenos (stipri jonizacija, degeneracija) stebimos būtent žvaigždžių atmosferoje ir viduje.
Žvaigždėse gausiausias elementas yra vandenilis. Jose yra maždaug tris kartus mažiau helio. Tiesa, kalbant apie žvaigždžių cheminę sudėtį, dažniausiai jie turi omenyje sunkesnių už helią elementų kiekį. Sunkiųjų elementų dalis nedidelė (apie 2 proc.), tačiau jie, anot amerikiečių astrofiziko Davido Grėjaus, kaip žiupsnelis druskos sriubos dubenyje, žvaigždžių tyrinėtojo darbui suteikia ypatingo skonio. Žvaigždžių dydis, temperatūra ir šviesumas labai priklauso nuo jų skaičiaus.
Po vandenilio ir helio ant žvaigždžių dažniausiai naudojami tie patys elementai, kurie vyrauja Žemės cheminėje sudėtyje: deguonis, anglis, azotas, geležis ir tt Cheminė sudėtis skirtingo amžiaus žvaigždėms buvo skirtinga. Seniausiose žvaigždėse už helią sunkesnių elementų dalis yra daug mažesnė nei Saulėje. Kai kuriose žvaigždėse geležies kiekis yra šimtus ir tūkstančius kartų mažesnis nei saulės. Tačiau yra palyginti nedaug žvaigždžių, kuriose šių elementų būtų daugiau nei Saulėje. Šios žvaigždės (daugelis jų dvinarės) dažniausiai neįprastos ir kitais atžvilgiais: temperatūra, magnetinio lauko stiprumu, sukimosi greičiu. Kai kurios žvaigždės išsiskiria bet kurio elemento ar elementų grupės turiniu. Tokios, pavyzdžiui, yra bario arba gyvsidabrio-mangano žvaigždės. Tokių anomalijų priežastys vis dar menkai suprantamos. Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad šių smulkių priedų tyrimas nesuteikia daug įžvalgos apie žvaigždžių evoliuciją. Bet iš tikrųjų taip nėra. Cheminiai elementai, sunkesni už helią, susidarė dėl termobranduolinių ir branduolinių reakcijų labai masyvių žvaigždžių viduje, per ankstesnių kartų naujų ir supernovų žvaigždžių protrūkius. Cheminės sudėties priklausomybės nuo žvaigždžių amžiaus tyrimas leidžia išsiaiškinti jų formavimosi istoriją įvairiais laikais, visos Visatos cheminę evoliuciją.
Svarbų vaidmenį žvaigždės gyvenime vaidina jos magnetinis laukas. Beveik visos saulės aktyvumo apraiškos yra susijusios su magnetiniu lauku: dėmės, blyksniai, fakelai ir kt. Žvaigždėse, kurių magnetinis laukas yra daug stipresnis nei saulės, šie procesai vyksta intensyviau. Visų pirma, kai kurių šių žvaigždžių ryškumo kintamumas paaiškinamas dėmių, panašių į saulę, bet dengiančių dešimtis procentų jų paviršiaus, atsiradimu. Tačiau fiziniai mechanizmai, lemiantys žvaigždžių aktyvumą, dar nėra visiškai suprantami. Magnetiniai laukai pasiekia didžiausią intensyvumą ant kompaktiškų žvaigždžių liekanų – baltųjų nykštukų ir ypač neutroninių žvaigždžių.
Per šiek tiek daugiau nei du šimtmečius žvaigždžių idėja kardinaliai pasikeitė. Iš nesuvokiamai tolimų ir abejingų dangaus šviečiančių taškų jie tapo visapusiškų fizinių tyrimų objektu. Tarsi atsakydamas į de Saint-Exupery priekaištą, savo požiūrį į šią problemą išsakė amerikiečių fizikas Richardas Feynmanas: „Poetai sako, kad mokslas iš žvaigždžių atima grožį. Jai žvaigždės – tik dujų kamuoliai. Visai nelengva. Taip pat žaviuosi žvaigždėmis ir jaučiu jų grožį. Bet kuris iš mūsų mato daugiau?
Stebėjimo technologijų tobulėjimo dėka astronomams pavyko ištirti ne tik regimą, bet ir akiai nematomų žvaigždžių spinduliuotę. Dabar daug žinoma apie jų struktūrą ir evoliuciją, nors daug kas lieka neaišku.
Dar laukia laikas, kai išsipildys šiuolaikinio mokslo apie žvaigždes kūrėjo Arthuro Eddingtono svajonė ir pagaliau „sugebėsime suprasti tokį paprastą dalyką kaip žvaigždė“.
Kurį matome kaip mažą šviečiantį taškelį naktiniame danguje. Tiesą sakant, visos žvaigždės yra didžiuliai karštų dujų kamuoliai. Juose yra devyniasdešimt procentų vandenilio, kiek mažiau nei dešimt procentų helio, o likusi dalis – įvairių priemaišų. Žemės rutulio centre temperatūra siekia apie šešis milijonus laipsnių. Ši vertė atitinka ribą, leidžiančią laisvai tekėti Šio cheminio proceso metu vandenilis paverčiamas heliu. Dėl to išsiskiria didžiulis kiekis, kuris ryškios šviesos pavidalu perduodamas į kosmosą.
Kas yra tas pats, kas Saulė. Tuo pačiu metu mažos žvaigždės yra dešimt kartų mažesnės už mūsų šviestuvą, o didelės viršija jo parametrus šimtą penkiasdešimt kartų.
Dažnai atsakydami į klausimą, kas yra žvaigždė, astronomai nurodo šiuos pagrindinius visatos kūnus. Reikalas tas, kad būtent juose slypi pagrindinis šviesios medžiagos tūris, kurį galima rasti kosmose.
Žvaigždės danguje, kurias galime stebėti pro teleskopą, dažnai yra apsuptos įvairių formų ūkų. Šios neoplazmos, kurios yra dujų ir dulkių debesys, gali bet kada pradėti tankinimo procesą. Tuo pačiu metu jie susitrauks į rutulio formos figūrą ir įkais iki reikšmingos temperatūros. Kai šiluminis režimas pasieks šešis milijonus laipsnių, prasidės termobranduolinė sąveika, tai yra, susiformuos naujas dangaus kūnas.
Mokslininkai nustatė įvairių tipų žvaigždes. Jie skirstomi pagal masę ir šviesumą. Taip pat galima skirstyti pagal evoliucijos proceso etapus.
Klasė, kurioje yra žvaigždžių, kurių spinduliuojama energija yra subalansuota su termobranduolinių reakcijų energija, jas skirsto pagal švytėjimo tipą į:
Mėlyna;
Balta-mėlyna;
Balta-geltona;
Raudona;
Oranžinė.
Aukščiausia temperatūra stebima mėlynai švytinčiose žvaigždėse, mažiausia - raudonose. Mūsų Saulė priklauso geltonojo tipo šviestuvams. Jo amžius viršija keturis su puse milijardo metų. Šerdies temperatūra, kurią apskaičiavo mokslininkai, yra 13,5 milijono K, o vainiko - 1,5 milijono K.
Kas yra milžiniška žvaigždė? Šio tipo šviestuvai apima ugninius kūnus, kurių masė ir skersmuo viršija Saulę kelias dešimtis tūkstančių kartų. Raudoną švytėjimą skleidžiantys milžinai yra tam tikroje evoliucijos stadijoje. Žvaigždės skersmuo didėja, kai vandenilis jos šerdyje visiškai išdega. Tuo pačiu metu mažėja dujų degimo temperatūra, o raudonas švytėjimas pasklinda milijonus kilometrų. Milžiniškos žvaigždės yra VV Cepheus A, VY Canis Major, KW Sagittarius ir daugelis kitų.
Tarp dangaus kūnų yra ir nykštukų. Jų skersmuo yra daug mažesnis nei mūsų Saulės dydis. Yra nykštukų:
Balta (atvėsusi);
Geltona (panaši į Saulę);
Ruda (dažnai laikoma planetomis);
Raudona (palyginti šalta);
Juoda (galiausiai atvėsusi ir negyva).
Taip pat yra kintamų žvaigždžių rūšis. Šie šviesuliai yra kūnai, kurie bent kartą per visą stebėjimo istoriją pakeitė savo spindesį ir vystymosi dinamiką. Jie apima:
Besisukantis;
Pulsuojantis;
Išsiveržęs;
Kiti nestabilūs, nauji ir sunkiai nuspėjami šviesuliai.
Tokios žvaigždės, kurias daugiausia vaizduoja ryškiai mėlynos spalvos ir hipernovos, yra labai specifinės ir mažai ištirtos. Kiekvienas iš jų yra materijos pasipriešinimo ir gravitacijos jėgų darbo rezultatas.
Taip pat minimos žvaigždės.Manoma, kad tai vienas iš dangaus kūnų evoliucijos proceso žingsnių. Toks kūnas neskleidžia liuminescencijos, tačiau tam tikros jo savybės prilygsta žvaigždėms.
Kiekvienas iš mūsų bent kartą, bet grožėjomės nuostabiu naktiniu dangumi, nusėtu daugybe žvaigždžių. Ar kada susimąstėte, iš ko padarytos žvaigždės, kokia jų amžino spindesio paslaptis?
Kas yra žvaigždė ir iš ko ji susideda
Žvaigždė yra didžiulis dangaus dujų kūnas, kuriame vyksta termobranduolinės reakcijos. Žvaigždės paviršiaus temperatūra siekia tūkstantį kelvinų, o jos viduje matuojama milijonais.
Iš pradžių žvaigždės sudėtis yra panaši į tarpžvaigždinės medžiagos sudėtį. Ateityje pagal kompoziciją bus galima spręsti apie tarpžvaigždinės erdvės prigimtį ir tas termobranduolines reakcijas, kurios vyksta žvaigždės kūne jos vystymosi metu. Žinant žvaigždės cheminę sudėtį, galima tiksliai nustatyti jos amžių.
Pats dangaus kūnas daugiausia susideda iš helio ir vandenilio. Taip pat kai kuriose žvaigždėse yra titano ir cirkonio oksidų, tokių radikalų kaip CH, CH2, OH, C2, C3. Viršutinį žvaigždės sluoksnį daugiausia sudaro vandenilis: vidutiniškai 10 tūkstančių vandenilio atomų tenka apie tūkstantį helio atomų, 5 - deguonis ir mažiau nei 1 atomas kai kurių kitų elementų.
Žinomos žvaigždės, kuriose tam tikrų cheminių elementų kiekis labai padidėja. Pavyzdžiui, yra silicio žvaigždžių (su dideliu silicio kiekiu), geležies, anglies. Santykinai jaunose žvaigždėse dažnai yra daug sunkiųjų elementų. Viename iš šių dangaus kūnų buvo nustatyta, kad molibdeno kiekis yra 26 kartus didesnis nei jo kiekis Saulėje. Kuo žvaigždė senesnė, tuo joje mažesnis elementų kiekis, kurio atomų masė didesnė nei helio atomų.
Vienas gražiausių vaizdų, egzistuojančių tik mūsų pasaulyje, yra žvaigždėto dangaus vaizdas tamsią be mėnulio naktį. Danguje tūkstančiai žvaigždžių nusėtas deimantais – ryškiomis ir blankiomis, raudonomis, baltomis, geltonomis... Bet kas yra žvaigždės? Leiskite man tai pasakyti labai paprastai, kad visi suprastų.
Žvaigždės yra didžiuliai kamuoliai, išsibarstę šen bei ten kosmose. Juose esančią medžiagą laiko abipusės traukos jėgos. Šie rutuliai įkaitinami iki tokios aukštos temperatūros, kad sugeba skleisti šviesą, kurios dėka mes juos stebime. Tiesą sakant, žvaigždės yra tokios karštos, kad bet kokia medžiaga, net ir kiečiausias metalas, yra ant jų elektra įkrautų dujų pavidalu. Tokios dujos vadinamos plazma.
Kodėl žvaigždės šviečia?
Temperatūra žvaigždžių viduje yra daug aukštesnė nei paviršiaus. Žvaigždžių šerdyje jis gali pasiekti 10 milijonų laipsnių ir daugiau. Esant tokioms temperatūroms, vyksta termobranduolinės reakcijos, kai vieni cheminiai elementai virsta kitais. Pavyzdžiui, vandenilis, iš kurio daugiausia susideda beveik visos žvaigždės, savo gelmėse virsta heliu.
Būtent termobranduolinės reakcijos yra pagrindinis žvaigždžių energijos šaltinis. Jų dėka žvaigždės gali šviesti daugybę milijonų metų.
Žvaigždės ir galaktikos
Visatoje yra daugiau nei milijardas milijardų žvaigždžių. Pagal gamtos dėsnius jie susibūrė į didžiules žvaigždžių salas, kurias vadino astronomai galaktikos. Mes gyvename vienoje iš šių galaktikų, kurios pavadinimas yra Paukščių Takas.
Paukščių Takas yra galaktika, kurios dalis yra Saulė ir visos danguje matomos žvaigždės. Nuotrauka: Juanas Carlosas Casado (TWAN, Žemė ir žvaigždės)
Visos žvaigždės, matomos danguje plika akimi arba nedideliu teleskopu, priklauso Paukščių Takui. Kitos galaktikos taip pat gali būti stebimos danguje teleskopu, tačiau visos jos atrodo kaip blankios, miglotos šviesos dėmės.
Saulė yra mums artimiausia žvaigždė. Jis niekuo neišsiskiria iš milijonų kitų žvaigždžių, kurias galima pamatyti pro teleskopą. Saulė nėra ryškiausia, bet ir ne blankiausia žvaigždė, ne karščiausia, bet ne šalčiausia, ne masyviausia, bet ir ne šviesiausia. Galima sakyti, kad Saulė yra vidutinė žvaigždė. Ir tik mums Saulės vaidmuo atrodo nepaprastai svarbus, nes ši žvaigždė mums suteikia šilumos ir šviesos. Gyvybė Žemėje įmanoma tik saulės dėka.
Žvaigždžių matmenys, masė ir šviesumas
Net mažų žvaigždžių dydis ir masė yra milžiniški. Pavyzdžiui, saulė viduje 109 kartus didesnis už Žemės skersmenį ir į 330 000 kartų masyvesnė už mūsų planetą! Norint užpildyti tūrį, kurį Saulė užima erdvėje, mums reikėtų daugiau nei milijono Žemės dydžio planetų!
Lyginamieji Saulės ir Saulės sistemos planetų dydžiai. Žemė šioje nuotraukoje yra kairiausia planeta pirmoje, artimiausioje eilėje.
Bet mes jau žinome, kad Saulė yra paprasta, vidutinė žvaigždė. Yra žvaigždžių, daug didesnių už Saulę, pavyzdžiui, žvaigždė Sirijus, ryškiausia žvaigždė nakties danguje. Sirijus yra 2 kartus masyvesnis už Saulę ir 1,7 karto didesnis už jos skersmenį. Ji taip pat skleidžia 25 kartus daugiau šviesos nei mūsų dienos žvaigždė!
Kitas pavyzdys yra žvaigždė Spica vadovauja Mergelės žvaigždynui. Jo masė 11 kartų didesnė už Saulės, o šviesumas – 13 000 kartų didesnis! Vargu ar įmanoma net įsivaizduoti, kokia šiurpiai galinga šios žvaigždės spinduliuotė!
Tačiau dauguma visatos žvaigždžių vis dar yra mažesnės už saulę. Jie yra lengvesni ir šviečia daug silpniau nei mūsų žvaigždė. Dažniausiai vadinamos žvaigždės raudonieji nykštukai nes jie skleidžia daugiausia raudoną šviesą. Tipiška raudonoji nykštukė yra maždaug 2–3 kartus lengvesnė už Saulę, 4 ar net 5 kartus mažesnio skersmens ir 100 kartų blausesnė už mūsų žvaigždę.
Mūsų galaktikoje yra apie 700 milijardų žvaigždžių. Iš jų mažiausiai 500 milijardų bus raudonieji nykštukai. Bet, deja, visi raudonieji nykštukai yra tokie blankūs, kad nė vieno iš jų danguje plika akimi nesimato! Norint juos stebėti, reikia teleskopo ar bent žiūronų.
neįprastos žvaigždės
Be raudonųjų nykštukų, kurios sudaro daugumą visų visatos žvaigždžių, be žvaigždžių, panašių į Saulę, taip pat žvaigždžių, tokių kaip Sirijus ir Spica, taip pat yra nedidelė dalis neįprastų žvaigždžių, kurių charakteristikos - dydis , šviesumas ar tankis – labai skiriasi nuo kitų žvaigždžių.
Baltieji nykštukai
Viena iš šių žvaigždžių yra Sirijaus palydovas.
Daugelis žvaigždžių gyvena ne vienos, kaip mūsų Saulė, o poromis. Tokios žvaigždės vadinamos dvigubai. Lygiai taip pat, kaip Žemė ir kitos Saulės sistemos planetos skrieja aplink Saulę veikiamos jos gravitacijos, palydovinė žvaigždė gali skrieti aplink pagrindinę žvaigždę.
Dviguba žvaigždė. Pagrindinė žvaigždė ir mažesnė žvaigždė žvaigždė sukasi aplink bendrą masės centrą, paveikslėlyje pažymėtą raudonu kryžiumi. Šaltinis: Wikipedia
Faktiškai planetos ir saulė sukasi aplink bendrą masės centrą. Tas pats atsitinka ir su dvinarės žvaigždės komponentais – jie abu sukasi aplink bendrą masės centrą (žr. gif paveikslėlį).
19 amžiuje Sirijus, ryškiausia naktinio dangaus žvaigždė, turi labai silpną palydovą, matomą tik per teleskopą. Jie pavadino jį Sirijus B (tariamas Sirius B). Tačiau paaiškėjo, kad jo paviršius karštas kaip Sirijaus paviršius. Tuo metu astronomai jau žinojo, kad kuo karštesnis kūnas skleidžia daugiau šviesos. Todėl iš kiekvieno Sirijaus palydovo paviršiaus kvadratinio metro skleisdavo tiek šviesos, kiek iš paties Sirijaus kvadratinio metro. Kodėl palydovas buvo toks blankus?
Kadangi Sirijaus B paviršiaus plotas buvo daug mažesnis nei Sirijaus A paviršiaus plotas! Paaiškėjo, kad palydovo dydis lygus žemės dydžiui. Tuo pačiu metu jo masė pasirodė lygi Saulės masei! Paprasti skaičiavimai rodo, kad kiekviename Sirijaus B kubiniame centimetre yra 1 tona medžiagos!
Tokios neįprastos žvaigždės vadinamos baltieji nykštukai.
Raudonieji supergigantai
Danguje taip pat buvo aptiktos milžiniško dydžio ir ryškumo žvaigždės. Viena iš tų žvaigždžių Betelgeuse, skersmuo 900 kartų didesnis už Saulę ir skleidžia 60 000 kartų daugiau šviesos nei mūsų dienos šviesa! Dar viena žvaigždė VY Canis majoras(skaityti kaip "ve-y") 1420 kartų didesnis už Saulės skersmenį! Jei VY Canis Majoris būtų pastatytas Saulės vietoje, tai žvaigždės paviršius būtų tarp Jupiterio ir Saturno orbitų, o visos planetos nuo Merkurijaus iki Jupiterio (įskaitant Žemę!) būtų žvaigždės viduje!
Lyginamieji Saulės (viršuje kairėje), Sirijaus (balta žvaigždė) ir kai kurių milžiniškų žvaigždžių dydžiai. Didžiąją vaizdo dalį užimantis raudonasis supergigantas UY Scuti yra 1900 kartų didesnis už Saulės skersmenį.
Tokios žvaigždės vadinamos supergigantai. Išskirtinis milžiniškų ir supermilžinių žvaigždžių bruožas yra tas, kad nepaisant visų milžiniškų dydžių, jose yra tik 5, 10 ar 20 kartų daugiau medžiagos nei Saulėje. Tai reiškia, kad tokių šviestuvų tankis yra labai mažas. Pavyzdžiui, vidutinis VY Canis Majoris tankis yra 100 000 kartų mažesnis nei kambario oro!
Ir baltieji nykštukai, ir milžiniškos žvaigždės gimsta ne taip, bet tapti evoliucijos eigoje, po to, kai jų žarnyne esantis vandenilis paverčiamas heliu.
Žvaigždės ir paslėpta visatos masė
Dar palyginti neseniai astronomai manė, kad žvaigždėse yra beveik visa visatoje esanti medžiaga. Tačiau pastaraisiais dešimtmečiais tapo aišku, kad didžioji visatos masės dalis yra paslaptinga Juodoji medžiaga ir dar paslaptingesnis tamsioji energija. Todėl žvaigždės sudaro tik apie 2% visos medžiagos (o planetoms, kometoms ir asteroidams dar mažiau!). Bet mes galime stebėti šiuos 2%, nes jie skleidžia šviesą! Sunku įsivaizduoti, kokia nuobodi vieta būtų visata, jei joje nebūtų žvaigždžių!
Straipsniai apie žvaigždes
Jeigu žvaigždėsA- Tai karštas dujų krešulys, kurio viduje visada yra sprogimo panašumas su energijos ir materijos išlaisvinimu, kodėl iš planetos sklinda žvaigždžių šviesa mirgėjimas? Pasirodo, viskas apie Žemės atmosfera. Ore nuolat kyla oro srovės, taip pat planetos atmosfera nevienalytis, dėl kurių nukrito spinduliai iškreiptas- eiti į Žemės atmosferą tiesmukai, ir įvedę jį yra lūžę, virsta kažkoks zigzagas ar banga su lygiais vingiais. Mes žiūrime į dangų iš vieno taško (tiksliau, taškas yra mūsų akis), kuris paima šį „pamestą“, paskui vėl pasirodantį signalą. Nesunku prarasti skaičių! Stebėtina, kad mokslininkai nustatė kiek žvaigždžių gali pamatyti naktiniame danguje- šalia 6000 šviečiančių taškų, 3000 iš vieno pusrutulio ir tiek pat iš kito. Gaila tik, kad žmonės retai pakelia galvas, norėdami pamatyti visumą ryškių dangaus kūnų galaktika, o išmetamosios dujos ir miesto smogas visiškai užpildo smalsių žmonių prieigą prie naktinio dangaus. Vieną dieną kai kurios gamyklos vienoje iš valstijų lėmė tai, kad užpildyta žvaigždžių juoda tapyba. Žmonės, dar nematę tokio reginio, apimti panikos ėmė skambinti greitosios pagalbos tarnyboms, tvirtindami, kad danguje mato NSO. Kai kurie rimtai manė, kad prasidėjo ateivių invazija.
gyva liepsna
Žvaigždės nėra tik dujų ir energijos generatoriai, jie yra panašūs į gyvas organizmas. Astronomijoje yra toks dalykas kaip žvaigždžių evoliucija. Žvaigždės gimęs nuo dujų ir dulkių krešulių, vystytis ir augti. Pasibaigus gyvavimo ciklui, žvaigždė prasideda pritrūko elementų. Pirmas baigiasi vandenilis, kurio pasekmė yra sustiprinta anglies ir helio sintezė- žvaigždė dideja greičiu. Tada ji pradeda aktyviai prarasti dujas, išsklaidydamas jį visoje erdvėje, taip pat toliau augdamas. Pasibaigus savo raidai, žvaigždė gali virsti:
Šviesa iš praeities
šviesos srautas, arba fotonai(šviesos dalelės) turi didžiulis greitis – apie 300 tūkstančių kilometrų per sekundę. Šio greičio neįmanoma užfiksuoti plika akimi: Žemėje šviesa sklinda greitai dėl to, kad įprastas atstumas, kurį stebime, Lengvaišiam greičiui. Tačiau kosminiu mastu viskas vyksta kitaip - šviesa nukeliauja nuo saulės iki žemės per 8 minutes. Tai yra, mes stebime šviesą, kuri pasirodė prieš kelias minutes; o jei Saulė užges akimirksniu (nebijokite, taip negali atsitikti), tai mes tai suprasime tik po 8 minučių, kol mus pasieks saulės šviesos likučiai. Kitos mums matomos žvaigždės yra daug toliau nei saulė, o šviesos srautas iš jų pasiekė mus milijonus metų. Mes matome šviesą iš tolimas praeitis. Galbūt šios žvaigždės jau seniai perėjo į naują raidos etapą, gal susiliejo su kitomis. Siekiant šiek tiek priartinti ateitį, yra galingi teleskopai. Jų pagalba įmanoma įveikti didelis atstumas ir sutrumpinamas laikasšviesos atėjimas – pamatyti praeitį, bet ne taip toli, kaip matome plika akimi. Šis faktas paskatino mokslininkus minties eksperimentai:
Žvaigždės- tai mūsų vedliai į praeitį. Jie mums atskleidžia senovės paslaptis, pasakoja amžinas tamsios ir šaltos erdvės legendas. Žvaigždžių šviesa- kelias, galintis nuvesti žmogų iš Žemės į tolimos planetos, galaktikos, iki pat krašto visata. Žmonija dar turi daug ko išmokti apie šiuos spindinčius dangaus kūnus, ir kas žino, gal rasime naujos žvaigždžių paslapties atradimas.
