Что происходит на звездах?

Июнь 18th, 2012

Звезднео скопление

Присматриваясь внимательно в телескоп к поверхности Солнца, нужно заметить, что вся она покрыта лёгкой рябью. Маленькие, чуть более светлые, чем окружающий фон, зёрнышки видны на ней везде. Поверхность Солнца выглядит примерно так, как густая рисовая каша, в которой белые зёрна риса слегка выделяются на чуть более тёмном фоне молока. Зёрнышки эти кажутся очень маленькими, но в действительности они имеют около тысячи километров в поперечнике и представляют собою огромные массы газа, взлетающие вверх со скоростью пушечного снаряда. Такой кажется нам вся поверхность Солнца потому, что она бурлит, как вода в котле. И неудивительно: ведь в Солнце температура очень быстро растёт с глубиной, и газ не может находиться в покое так же, как вода в котле, подогреваемом снизу.

Но кроме этой «мелкой» ряби на поверхности Солнца часто видны и огромные вихри с поперечниками в несколько десятков тысяч километров. Так же, как и всё Солнце, эги вихри состоят из раскалённого газа, но температура их (4—5 тысяч градусов) немного ниже температуры поверхности Солнца. Поэтому они кажутся в телескоп тёмными и даже почти чёрными пятнами на ослепительно яркой поверхности Солнца.
Самое крупное пятно, наблюдавшееся на Солнце, имело поперечник около 200 тысяч километров. Более трёхсот таких шариков, как Земля, уложилось бы на нём в один слой. Это пятно просуществовало полтора года, а более мелкие солнечные пятна возникают и исчезают за время от нескольких дней до нескольких месяцев.
По внешнему виду солнечное пятно кажется сравнительно спокойным: форма и размеры его иногда месяцами не изменяются, в нём не наблюдается ветров, дующих со скоростью больше 2 километров в секунду. Астрономы считают такую скорость небольшой. А ведь на Земле при самом сильном урагане, когда сносит крыши с домов, ветер дует со скоростью лишь 30—40 метров в секунду.

Количество пятен на Солнце не всегда одинаково. В некоторые годы пятен очень много, а в другие — их почти нет. Один астроном-любитель в течение сорока лет старательно наблюдал в небольшой телескоп солнечные пятна. Он заметил, что наибольшее количество пятен бывает на Солнце через каждые одиннадцать лет. Впоследствии выяснилось, что такою же одиннадцатилетней периодичностью, т. е. повторяемостью, обладают и другие явления, происходящие на Солнце.

Временами над поверхностью Солнца поднимаются словно огромные ярко-красные огненные языки или струи гигантских фонтанов причудливой формы, так называемые протуберанцы. Они взметаются вверх с чрезвычайно большой скоростью. Так, например, в 1937 году очень крупный протуберанец поднялся на высоту почти двух миллионов километров над поверхностью Солнца в течение нескольких часов. Его скорость достигала 400 километров в секунду, т. е. он двигался в 3000 раз быстрее самолёта. Протуберанцы не видны даже и в телескопы, так как сливаются с ярким фоном дневного неба. Но во время полного солнечного затмения большие протуберанцы заметны и без телескопа.

Все эти бурные явления мы видим на Солнце потому, находимся от него очень близко. Находись Солнце от нас даже на таком расстоянии, как ближайшая звезда, мы ничего подобного не заметили бы. Нам казалось бы, что Солнце представляет собою совершенно спокойно сияющий раскалённый газовый шар, такой, какими кажутся все жёлтые звёзды-карлики — родные сёстры нашего Солнца.

Звезда пожирает планету

Большинство звёзд сохраняет свои яркости неизменными на протяжении многих тысяч лет. Поэтому подметить изменения яркостей таких звёзд чрезвычайно трудно. Но сравнивая между собой звёзды различных яркостей и размеров, учёные астрономы смогли составить себе представление о жизненном пути звёзд, т. е. о постепенном их развитии.

Оказалось, что звёзды не являются вечно неизменными. Существуют звёзды молодые, звёзды «среднего возраста» и звёзды старые. Звёзды рождаются, живут и умирают. Они рождаются, образуясь из скопления чрезвычайно разреженных газов, выделяющихся из некоторых необычных звёзд, о которых будет рассказано ниже. Сначала температура молодой звезды сравнительно невелика — около 3000 градусов, а размеры огромны; это типичная .красная звезда-гигант. Затем звезда постепенно всё более и более уплотняется, уменьшаясь в своих размерах. При этом температура её сначала увеличивается, а затем, достигнув наивысшего предела, начинает уменьшаться. Из красной звезда делается оранжевой, затем жёлтой, потом белой, а иногда даже голубоватой. А потом она опять постепенно краснеет и становится звездой-карликом. Сделавшись маленькой и красной, звезда постепенно «умирает», т. е перестаёт светиться и быть видимой. При этом она, по-видимому, покрывается твёрдой непрозрачной корой, напоминающей земную кору в период её образования.
Но есть звёзды, поверхность которых бурлит настолько сильно, что даже на расстоянии сотен световых лет астроному удаётся это заметить; конечно, не прямо увидеть: ведь сама звезда в любой телескоп нам кажется только точкой, — но всё же удаётся как-то обнаружить по некоторым косвенным признакам. Существуют и ещё более бурные звёзды, которые сами то вздуваются, то сжимаются, как бы пульсируют, и при этом в несколько раз изменяют свою яркость. Эти звёзды называются переменными.

Звезда в инфракрасном диапазоне

У некоторых переменных звёзд пульсация (т. е. их вздутие и сжатие) длится годы. У других же она совершается в течение нескольких часов. Все переменные звёзды являются гигантами, а, пожалуй, даже правильнее сказать, что они — сверхгиганты, так как их яркости в тысячи и в десятки тысяч раз больше яркости Солнца.

Представьте себе громадную звезду, в сорок раз большую, чем Солнце, поперечник которой за двое суток увеличивается на 5 миллионов километров, а затем снова уменьшается. Яркость её то возрастает, то ослабевает, как у костра, в который временами подбрасывают охапки хвороста. Такова одна из типичных переменных звёзд.

У некоторых переменных звёзд пульсация происходит с правильностью часового механизма. У других, наоборот, яркость то возрастает, то опять ослабевает через самые неопределённые промежутки времени. Есть и такие звёзды, у которых через неправильные промежутки времени в несколько десятков лет происходят чрезвычайно мощные извержения раскалённого газа. В момент извержения яркость звезды внезапно возрастает раз в сто. Когда же оно кончается и изверженный из звезды газ рассеивается в пустоте мирового пространства, звезда снова возвращается к своей первоначальной яркости.

Нейтронная звезда

Ещё более грандиозные извержения происходят у так называемых «новых» звёзд. Звезда, будучи таким же карликом, как Солнце, или немножко ярче и горячее, совершенно неожиданно и внезапно начинает вздуваться. Её поперечник увеличивается при этом на 2—3 тысячи километров за одну секунду, но температура её поверхности остаётся неизменной. Звезда растёт и ширится в течение нескольких суток и достигает приблизительно таких же размеров, как Антарес, о котором мы уже говорили. И тут происходит нечто неожиданное: этот огромный раздувшийся гигант вдруг становится насквозь прозрачным и внутри его обнаруживается маленькая звёздочка. По размерам эта звёздочка немногим больше, чем Земля, но температура её поверхности выше ста тысяч градусов.

Огромная оболочка, казавшаяся нам раньше самой звездой, продолжает расширяться и дальше, становясь при этом всё разреженнее и прозрачнее. Через два-три года её поперечник достигает сотен миллиардов километров, и оболочка кажется туманным облаком, окружающим маленькую горячую звезду. Наконец, это облако совсем рассеивается в пространстве и остаётся одна только звёздочка.
Причин вспышки «новых» звёзд мы пока не знаем. Если бы Солнце вспыхнуло, как «новая» звезда, то уже через десять минут его поперечник возрос бы вдвое, и на Землю от Солнца стало бы падать вчетверо больше света и тепла. Через сутки Земля окунулась бы в раскалённый газ расширяющемся оболочки Солнца. А ещё через не-сколько суток, поглотив и Марс, но ещё не достигнув Юпитера, оболочка стала бы делаться насквозь прозрачной. Когда же оболочка рассеялась бы в пространстве, нашу планету стало бы освещать обновлённое Солнце, такой же приблизительно яркости, но очень маленькое и очень горячее.
История Земли изучена на протяжении двух миллиардов лет, и за этот срок Солнце ни разу не вспыхивало, как новая звезда. Это даёт нам основание предполагать, что Солнце не принадлежит к типу звёзд, у которых могут случаться вспышки.

Поверхность звезды

Очень редко, но всё же случаются в звёздном мире катастрофы, несравненно более грандиозные, чем вспышки новых звёзд. Они носят название вспышек «сверхновых» звёзд.
При вспышке «сверхновой» звезды извергается газа и излучается световой и тепловой энергии приблизительно в 10 тысяч раз больше, чем при возгорании «новой» звезды. При такой вспышке звезда теряет около половины своей массы и энергии и, следовательно, это наибольшая из катастроф, какие вообще могут постигнуть звезду. Вспышки «сверхновых» звёзд видны в телескоп на расстоянии миллионов световых лет. Газ, изверженный при вспышке «сверхновой» звезды, виден как туманная оболочка, окружающая звезду, даже через сотни тысяч лет и поэтому большую «сверхновую» звезду легко узнать. Одна из таких звёзд находится сравнительно не очень далеко от Земли. Она возгорелась около тысячи лет назад, и в древней китайской летописи описывается, как на небе появилась звезда, которая светила ярко, как Луна.

Категория: Звезды
Поделитесь с друзьями

Комментарии