Система спектральной классификации звезд

90% светил звездной системы являются карликами. Как было
отмечено ранее, все звезды делятся на различные типы в зависимости от
светимости. Существует целая система, которая отражает непрерывное падение
температуры поверхности звезд. Спектральные классы бывают следующими: О – В – А
– F – G – K -M. Запомнить последовательность символов можно при помощи смешной
мнемоники: Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь.

Что представляет собой Солнце?

Почему Солнце — звезда, похожая на миллиарды других в галактике Млечный Путь — так интересует астрофизиков и ученых-ядерщиков? Дело в том, что это самая близкая к нам звезда, благодаря которой мы можем понять суть процессов, которые бушуют во Вселенной с момента ее рождения. Изучив Солнце, мы поймем, что такое звезды, как они живут и чем заканчивается столь блистательное зрелище. Другие звезды, ввиду значительного своего удаления от нашей Солнечной системы, не могут нам продемонстрировать особенности своего внешнего вида.

Наша звезда является центральным объектом Солнечной системы, вокруг которого по своим орбитам вращаются восемь планет, астероиды и карликовые планеты, кометы и другие космические объекты. Солнце относится к звездам G класса в соответствии с гарвардской классификацией. В соответствии с классификацией Анджело Секки Солнце так же, как Арктур и Капелла, это желтый карлик II класса.

Место расположения нашей звезды

Место расположения нашей звезды

Ближайшая к Солнцу звезда — красный карлик Проксима Центавра — находится на расстоянии 4 световых лет. Мы находимся вдалеке от туманностей и звездных скоплений, которые являются самыми беспокойными областями галактики. Такое расположение обеспечивает спокойное движение Солнца по своей орбите уже 14 млрд.

Солнце и Земля

Солнце и Земля

По земным меркам 150 млн. километров — это большое расстояние. Однако даже на таком удалении мы в полной мере ощущаем тепло, которое излучает Солнце. Свет нашей звезды идет к нам 8 секунд и продолжает греть и освещать нашу планету. Все дело в размерах нашей звезды. Несмотря на то, что наше светило относится к нормальным звездам, со средней массой, его масса превосходит в 700 раз массу всех небесных тел Солнечной системы. Размер солнечного диска сегодня определен и составляет 1 млн. 392 тыс. 20 км. Это в 109 раз больше диаметра Земли.

Желтые карлики

Класс Цвет Вид объекта Примеры звезд
O голубой   Какие тайны хранят космические карлики? Дзета, Лямбда Ориона, Кси Персея
В бело-голубой   Какие тайны хранят космические карлики? Спика в созвездии Девы, Ригель, Эпсилон Ориона
А белый   Какие тайны хранят космические карлики? Вега, Сириус А
F желто-белый   Какие тайны хранят космические карлики? Процион А, Канопус
G желтый   Какие тайны хранят космические карлики? Солнце, Тау Кита
K оранжевый   Какие тайны хранят космические карлики? Арктур созвездии Волопас, Эпсилон Эридана, 61 Лебедя
M красный   Какие тайны хранят космические карлики? Бельгейзе

Это небольшие звезды, массой примерно от 0,8 до 1,2 массы
Солнца, средней светимостью и температурой до 5000–6000 по Кельвину. Наше
светило тоже относится к данному классу карликов. Есть выражаться языком
ненаучным, то желтый карлик — образование очень маленькое. Человеческому глазу
же оно доступно скорее не в желтых, а в белых тонах. «Живут» подобные
космические образования всего 10 млрд лет, что очень мало, по сравнению с
другими типами звезд.

Изображение желтого карлика. Фото — из открытых источников.
Желтый карлик

История их возникновения такова: в недрах звезд водород
превращался в гелий, который затем воспламеняется, стесняя водород к поверхности.
Таким образом, желтый карлик начинает все больше походить на красный. Но об
этом чуть позже.

Кроме Солнца, к желтым карликам относят две компоненты в
тройной системе Альфа Центавра – Альфа Центавра А и оранжевый карлик Альфа
Центавра В. Расстояние до этих двух образований составляет чуть больше 4-х
световых лет.

Чтобы не запутаться в цветах, стоит объяснить, откуда же
взялись оранжевые карлики, и какое отношение они имеют к желтым? Существует
некая спектральная классификация Моргана-Кинана, согласно которой образования
желтых тонов относятся классу светимости G, но в случае переходных вариаций, как раз тех самых оранжевых
карликов, к классу К, и в некоторых случаях к F. Последние — желто-белые карлики.

Диаграмма Герцшпрунга – Рассела

К классу светимости К также относятся Ран, она же Эпсилон
Эридана, с расстоянием до Земли 10 млрд световых лет и двухкомпонентная звезда 61
Лебедя, удаленная от нас примерно на 11 млрд световых лет.

Предлагаем ознакомиться  Венера в близнецах в натальной карте у мужчины, у женщины, у ребенка, джйотиш.

Помимо Солнца, к классу светимости G относится Тау
Кита (12 млрд световых лет) и 51 Пегаса (50 млрд световых лет).

Фото красного карлика взято из открытых источников.
Красный карлик

Самые распространенные небесные объекты во Вселенной, однако
они настолько невидимы, что их изучение становится проблематичным для
астрологов. Такого рода небесные объекты живут намного дольше, чем желтые
карлики. Причина тому — медленные процессы ядерных реакций образования элементов,
более тяжелых, чем водород.

Как правило, температура накаливания красных карликов
составляет меньше трети солнечной — около 3500 по Кельвину, что примерно равно
температуре спирали лампы накаливания. Диаметр и масса звезд в 7 раз меньше Солнца.

Одной из самых ближайших к нашему светилу красных звезд является
Проксима Центавра. Она находится в звездной системе Альфа Центавра. Несмотря на
малое расстояние от Земли, найти ее на звездном атласе невооруженным взглядом
практически невозможно. Но так как она является вспыхивающей звездой, в моменты
более видимой светимости увеличивается ее яркость, а значит и видимость на
небе.

Пример белого карлика.
Белый карлик

Данные космические образования лишены источников термоядерной
энергии, они излучают слабый свет. Имеют приблизительно такую же массу, как Солнце,
а радиус — как планета Земля. В целом к белым карликам относится 3-10% всех
звезд. Постепенно данные виды звезд остывают и краснеют.

Одними из первых открытых звезд данного вида стали 40
Эридана B, Процион В и Сириус В.

Во время наблюдения за Сириусом была замечена маленькая
звездочка, что свидетельствовало о наличии звезды-спутника. Впоследствии объекту
дали название Сириус В. Та же история повторилась и с Порционом, который отклонялся
от прямолинейной траектории движения. Эти открытия послужили толчком для образования
нового класса звезд — белых карликов.

Виды звезд, красный гигант, звезда гигант, белый карлик, нейтронная звезда, новая звезда, двойная звезда

Как же образовываются белые карлики? Когда в центре звезды
выгорает весь водород, ее ядро сжимается, а внешние слои сильно расширяются.
Постепенно она тускнеет и превращается в красного гиганта, который затем сбрасывает
свою оболочку

Всего существует два класса белых звезд. Самый часто
встречающийся — «водородный» спектральный класс DA и «гелиевый белый карлик»
типа DB.

Помимо вышеперечисленных видов светил, существуют также
голубые, черные, коричневые и субкоричневые карлики.   

Происхождение Солнца, его жизнь и смерть

Наше светило родилось вместе с другими звездами более 4-5 млрд. лет назад. Родильным домом для Солнца стало газовое облако, которое образовалось в результате колоссальных по своим масштабам космических катаклизмов. По одной из версий, облака газа появились в результате Большого Взрыва, который потряс пространство.

Рождение Солнца

Рождение Солнца

Чем быстрее росла масса, тем быстрее становилась скорость вращения. Атомы соединялись в крупные соединения, образуя молекулярный водород и гелий. В результате физических процессов и стремительного вращения в центре облака сложилось шарообразное образование. Появилась протозвезда — древнейшая форма, которая предшествует последующему образованию полноценной звезды.

Термоядерный синтез водорода

Термоядерный синтез водорода

https://www.youtube.com/watch?v=6ujOeQ5C4R0

Термоядерная реакция порождает огромное количество тепловой и световой энергии, которая распространяется от внутренних областей Солнца к его поверхности. Ежесекундно с его поверхности улетучивается в открытый космос более 4 млн. тонн. Учитывая, что наша звезда существует уже не один миллиард лет и продолжает светить без видимых и существенных изменений, можно сделать вывод — запасы водорода у нашего Солнца колоссальны.

Предлагаем ознакомиться  Камень шунгит его свойства

По мере угасания интенсивности термоядерных процессов начинается заключительная фаза жизни звезды. Плотность звезды уменьшится, а вот ее размеры значительно увеличатся. Вместо желтого карлика Солнце станет Красным гигантом. Достигнув этой стадии, наша звезда покинет главную последовательность и будет спокойно ждать своей смерти.

Эволюция нашей звезды

Эволюция нашей звезды

В такой фазе наше светило будет пребывать несколько десятков миллионов лет. После того, как температура в центре солнечного ядра достигнет значений 100 миллионов по Кельвину, запустится процесс горения гелия и углерода. Новый виток цепных реакций окончательно истощит Солнце. Сильно уменьшившаяся масса звезды не сможет удерживать внешнюю оболочку, которую пульсирующие термоядерные процессы развеют в пространстве.

На месте красного гиганта образуется планетарная туманность, в центре которой останется ядро бывшей звезды — белый карлик. Другими словами, через десятки миллиардов лет наше гостеприимное светило превратится в маленький плотный и горячий объект размерами с нашу планету. В таком состоянии звезда будет пребывать еще довольно длительное время, медленно умирая и тлея.

Строение и структура Солнца

Близость Солнца позволяет получить представление о его строении и структуре, получить данные о том, как работает этот естественный термоядерный реактор и какие в нем происходят процессы. Интересным будет разобрать структуру, которая состоит из следующих компонентов:

  • ядро;
  • зона лучистой энергии;
  • конвективная зона;
  • тахоклин.

Далее начинаются слои солнечной атмосферы:

  • фотосфера;
  • хромосфера;
  • протуберанцы.

Звезда не является твердым телом, ввиду того, что мы имеем дело с раскаленным газом, плотно сжатым в сферическую область. При таких температурах существование любого вещества в твердом виде физически невозможно. Яркий свет и тепло, излучаемые Солнцем, являются следствием тех же процессов, с которыми человек столкнулся при создании атомной бомбы. Т.е.

материя под действием огромного давления и высоких температур преобразуется в энергию. Основным топливом является водород, который в составе Солнца составляет 73,5-75%, поэтому основным источником тепла является процесс термоядерного синтеза водорода, сосредоточенный главным образом в ядре, центральной части звезды.

Строение Солнца

Строение Солнца

Солнечное ядро составляет ориентировочно 0,2 солнечного радиуса. Именно здесь идут главные процессы, за счет которых Солнце живет и снабжает световой и кинетической энергией окружающее космическое пространство. Процесс переноса лучистой энергии от центра звезды к верхним слоям осуществляется в зоне лучистого переноса.

Далее начинается самая масштабная область Солнца — конвективная зона. Эта область составляет почти 2/3 солнечного диаметра. Один только радиус конвективной зоны практически равен диаметру нашей планеты – 140 тыс. километров. Конвекция представляет собой процесс, при котором плотный и разогретый газ равномерно распределяется по всему внутреннему объему звезды по направлению к поверхности, отдавая тепло следующим слоям. Этот процесс происходит беспрерывно и его можно видеть, наблюдая за поверхностью Солнца в мощный телескоп.

На границе внутренней структуры и атмосферы звезды находится фотосфера — тонкая, всего 400 км глубиной, оболочка. Именно ее мы и видим при своих наблюдениях за Солнцем. Фотосфера состоит из гранул и неоднородна по своей структуре. Темные пятна сменяются яркими участками. Такая неоднородность связана с разным периодом остывания поверхности Солнца.

Протуберанцы

Протуберанцы

Наиболее интересными солнечными объектами для наблюдения являются протуберанцы, которые по виду напоминают длинные волокна, и солнечная корона. Эти образования являются гигантскими выбросами водорода. Возникают протуберанцы и перемещаются по поверхности Солнца с огромной скоростью — 300 км/с. Температура этих петлей превышает отметку 10 тыс. градусов.

Солнечная корона

Солнечная корона

Жёлтый карлик Солнце и красный гигант Альдебаран

Завершающим этапом солнечной активности является солнечный ветер. Этот процесс связан с естественным истечением звездного вещества через внешние слои в окружающее космическое пространство. Солнечный ветер в основном состоит из заряженных элементарных частиц — протонов и электронов. В зависимости от цикла солнечной активности скорость солнечного ветра может быть различной от 300 км в секунду до отметки в 1500 км/с. Эта субстанция распространяется по всей солнечной системе, оказывая влияние на все небесные тела нашего ближнего космоса.

Солнечный ветер

Солнечный ветер

Белыекарлики

Пример белого карлика.
Белый карлик

Особенности нашей звезды

Как и все нормальные звезды, которых во Вселенной большинство, Солнце является основным объектом нашей планетарной системы. Огромная масса звезды и ее размеры обеспечивают баланс гравитационных сил, обеспечивая упорядоченное движение небесных тел вокруг нее. На первый взгляд наше светило ничем особенным не отличается.

Однако за последние годы сделан ряд открытий, которые позволяют утверждать об уникальности Солнца. К примеру, Солнце дает на порядок меньше излучения в ультрафиолетовом диапазоне, чем другие однотипные звезды. Другая особенность заключается в состоянии нашей звезды. Солнце относится к переменным звездам, однако в отличие от своих сестер по космосу, которые меняются интенсивность и яркость света, наше светило продолжает светить ровным светом.

Также оно выделяет огромное количество энергии, при этом видимыми являются только 48% этого количества. Невидимое человеческому глазу инфракрасное излучение составляет 45% энергии Солнца. Из всего того огромного количества солнечного излучения наша планета получает совсем крохи, около половины миллиардной доли, однако этого вполне хватает для поддержания баланса, создавшихся на Земле условий.

Солнце в инфракрасном излучении

Солнце в инфракрасном излучении

Сверхновая звезда

Взрыв сверхновой звезды в космосе.
Вспышка сверхновой

Второе название данного явления называется взрывом
сверхновой. Оно представляет собой конец эволюции некоторых звезд.  В результате вспышки увеличивается яркость
светила на 4—8 порядков, а потом она медленно затухает. Стоит отметить, что
химическая эволюция Галактики протекает благодаря тем самым взрывам сверхновой,
во время которых происходит выброс тяжелых элементов.

Астрономы отмечают, что не заметить взрыв сверхновой просто
невозможно. Вспышка настолько сильна, что затмевает сияние других звезд на
небе.

В ядре звезды происходит термоядерная реакция: водород
превращается в гелий и более тяжелые элементы с выделением большого количества
энергии. Когда водород в центре заканчивается, к нему начинают обрушиваться
верхние слои гелия. Затем вещество взрывается и сжимает ядро, унося при этом
верхние слои ударной волной. Это и есть взрыв.

Предлагаем ознакомиться  Превращение графита в алмаз

Ученые считают, что в течение нескольких тысячелетий
произойдет вспышка сверхновой. В список вошли такие звезды, как IK Пегаса, Антарес
и Бетельгейзе.

Заключение

Оценивая полученные на сегодняшний день данные о Солнце, нельзя утверждать, что мы досконально знаем природу нашей звезды. Все представления о строении и структуре Солнца держатся на математических и физических моделях, созданных человеком. Анализ процессов, происходящих внутри нашей звезды и на ее поверхности, позволяет найти объяснение тем процессам и явлениям, которые происходят на нашей планете.

Как повлияет взрыв сверхновой на Землю

https://www.youtube.com/watch?v=uUabjma-Ej4

Вспышки во Вселенной происходят очень редко — примерно 1-2
раза в сто лет. Это означает, что за все время существования нашей планеты
произошло около 70 млн взрывов. Последняя вспышка наблюдалась в далеком 1608
году, и прорвать озоновый слой Земли она не смогла. Как отмечают специалисты NASA, для того, чтобы повредить
озоновый слой, сверхновая должна находиться на расстоянии 25 световых лет от
нас.

Сравнительно близко от земного шара расположены только два небесных объекта:
Бетельгейзе и IK Пегаса. Обе звезды удалены от Земли на расстояние более 150
световых лет и должны взорваться, по прогнозам астрологов, в скором будущем. Однако
этот отрезок времени может составлять и несколько десятков тысяч лет.