Из чего состоят звезды

Июнь 20th, 2012

Из чего состоят звезды

 

Некоторые звёзды имеют цвет такой же, как Солнце, и, значит, температура их такая же. Другие звёзды краснее Солнца и, следовательно, они холоднее его. Есть и голубые звёзды, которые значительно горячее, чем Солнце.

Самые холодные звёзды красного цвета. Температура их поверхности около двух тысяч градусов. Интересно, что более холодных звёзд вообще не встречается. Звёзды с температурой в десять и больше тысяч градусов — голубого цвета. Самые горячие звёзды имеют температуру на поверхности в сто-полтораста тысяч градусов, и они тоже голубые.

Но ещё горячее звёзды внутри — чем глубже, тем температура выше. Например, на Солнце она увеличивается приблизительно на десять градусов на каждый километр глубины, а в центре достигает десятков миллионов градусов. При температуре в несколько тысяч градусов все вещества находятся в газообразном состоянии. Ни одно вещество не может быть жидким или твёрдым при ещё более высоких. температурах, господствующих в звёздных недрах. Даже такие тугоплавкие вещества, как железо и другие металлы, мы наблюдаем во внешних слояхзвезды в виде раскалённых паров. Поэтому совершенно очевидно, что звёзды представляют собою огромные газовые раскалённые шары.

Учёные химики установили, что в природе существует 92 основных вещества, которые они назвали «элементами». Из этих элементов состоят все остальные вещества. Сами же элементы — простые вещества, т. е. не состоят ни из каких других веществ. Водород, кислород, углерод, азот, железо, сера, серебро, золото — элементы. Вода, дерево, ржавчина — сложные вещества. Сложных веществ очень много, так как из 92 элементов образуются сотни тысяч различных химических соединений.

При очень высокой температуре все вещества разлагаются на составляющие их элементы. Поэтому на звёздах не может существовать сложных веществ. Газ звезды — это просто смесь паров различных элементов, и лишь в самых холодных звёздах с температурами в две-три тысячи градусов встречаются в небольшом количестве пары простейших сложных веществ, или химических соединений.

Ещё сто лет назад казалось, что совершенно невозможно определить состав газа на звёздах, так как нельзя добыть и доставить в лабораторию со звезды образчик её газа. Но в середине прошлого столетия был изобретён новый способ определения состава вещества. Способ этот называется «спектральным анализом». Этим способом исследуется не само вещество, а свет, который оно излучает, будучи нагрето до высокой температуры.

Спектральный анализ оказался настолько точным, что зачастую химики, вместо того, чтобы исследовать образец какого-либо вещества, сжигают его и наблюдают свечение пламени, в котором оно горит. Газ звезды нагрет и излучает свет. Значит, путём спектрального анализа астрономы могут точно определить состав звёздного газа. Чтобы следить за временем копии часов известных марок можно купить в интернете. При этом совершенно безразлично, близка к нам звезда или далека, большая она или маленькая, яркая или слабая. Существенно только одно — суметь собрать достаточное количество света звезды. Если звезда слабая, то для этого нужно использовать большой телескоп, если же она яркая, то и маленький телескоп соберёт нужное количество света.

Из чего состоят звезды

Определив состав звёзд, астрономы установили, что ни на одной звезде не обнаружено ни одного элемента, которого нет на Земле. Был, правда, случай, когда на Солнце удалось найти элемент, неизвестный до этого. Его назвали «гелий», так как по-гречески Солнце — Гелиос. Однако, через 25 лет газ гелий был найден и на Земле, а вскоре научились добывать его в больших количествах и теперь им наполняют дирижабли.
В наибольшем количестве на звёздах содержатся лёгкие газы—водород и гелий, а наиболее тяжёлых элементов не удаётся обнаружить вовсе. Нет, например, урана, тория, радия, платины и др. Но это вполне естественно, так как мы наблюдаем только наружные слои звезды и определяем их состав, а тяжёлые газы должны находиться ниже — в глубоких недрах звезды.

Астроном, вооружённый мощным телескопом, проникает в глубины пространства до расстояний в сотни миллионов световых лет и нигде — ни в мельчайшей пылинке, ни в величайшей звезде, ни в огромных скоплениях десятков миллиардов звёзд, — он не находит ни одного элемента, которого не было бы на нашей Земле. Весь мир построен из одних и тех же элементов.

Простые вещества, называемые элементами, тоже не так просты, как это казалось учёным ещё сто лет назад. На самом деле, каждый элемент состоит из мельчайших частиц — атомов, а каждый атом очень сложен. Атом любого вещества состоит из двух видов частиц и очень напоминает по своему устройству солнечную систему. Одного вида частицы называются протонами и нейтронами, другого— электронами. Все протоны и нейтроны в атоме находятся в одном месте и образуют центральное ядро, а электроны обращаются вокруг ядра так же, как планеты вокруг Солнца.

Атомы различных элементов отличаются друг от друга своими ядрами, а вместе с тем и числом электронов, обращающихся вокруг ядра. Так, например, у атома водорода 1 электрон, у гелия — 2, у кислорода — 8, у железа — 26, у золота — 79, у урана — 92. Больше 92 электронов не имеет ни один элемент.
Протоны, нейтроны и электроны являются как бы теми кирпичами, из которых построено всё в мире. Но нельзя ли разобрать какой-либо элемент на составляющие его кирпичи и из них построить другой элемент, например, превратить железо в золото?

Вообще говоря, можно. Но для этого нужно суметь расщепить каждый атом на составляющие его части. Проще всего это сделать, нагрев вещество. При температуре в несколько тысяч градусов сложные вещества распадутся на составляющие их элементы, а при температуре в несколько десятков миллионов градусов атомы элементов распадаются на составляющие их основные частицы.

Но на Земле такие температуры создавать, конечно, не удаётся. Температуры в десятки миллионов градусов существуют в центральных частях звёзд, и элементы там могут превращаться друг в друга. Учёные вычислили, например, что при температуре в 20 миллионов градусов водород будет превращаться в гелий. При этом должны выделяться огромнейшие количества энергии. Три килограмма водорода, обратившись в гелий, дадут тепла столько же, сколько мы получим при сжигании миллиона тонн угля.

Как видите, учёные разгадали, какое «топливо» сгорает в солнечной «кочегарке» и порождает то громадное количество света и тепла, излучаемое с поверхности Солнца.
Для поддержания излучения Солнца ежесекундно должно превращаться в гелий 500 миллионов тонн водорода, а за год — 15 000 биллионов тонн. Поэтому возникает вопрос, не погаснет ли скоро Солнце, израсходовав свои запасы «топлива»? Нет, этого не случится. Масса его так велика, что если оно хотя бы на половину состоит из водорода, то этого запаса хватит по крайней мере на 100 миллиардов лет. А ведь человек появился на Земле всего лишь несколько сотен тысяч лет назад

Категория: Звезды
Поделитесь с друзьями

Комментарии