Звезды гиганты и звезды карлики

Июнь 20th, 2012

Звезда гигант

Не зная расстояния до звезды, нельзя определить, какова её действительная яркость. Звезда может быть значительно ярче Солнца, но казаться слабее, потому что она очень далека. А может быть, она на много слабее Солнца, но зато находится от нас сравнительно близко.

Зная же расстояние до звезды, легко вычислить, во сколько раз она ярче или слабее Солнца, т. е. узнать, каким бы казалось по сравнению с нею Солнце, если бы их поместить рядом. Астрономы измерили расстояния до десятка тысяч звёзд и вычислили их действительные яркости. Большинство этих звёзд оказалось «гигантами», которые в тысячи раз ярче Солнца, но встречаются среди них «карлики», в тысячи раз слабее Солнца.

В созвездии Лебедя есть красивая голубая звезда Денеб. Она находится от нас на расстоянии 700 световых лет и кажется одной из самых ярких звёзд на небе. Действительная же яркость её з десять тысяч раз больше яркости Солнца. Ещё ярче, чем Денеб, звезда Канопус. Она излучает света и тепла в 80 тысяч раз больше, чем Солнце, а есть звёзды в 300 тысяч раз ярче Солнца. Но есть звёзды и в 400 тысяч раз слабее Солнца и в 100 миллиардов раз слабее, чем самые яркие звёзды. Если бы такую звезду поместить па месте Солнца, то жителям Земли казалось бы, что их освещает и согревает костёр, находящийся на расстоянии нескольких километров. Если же, наоборот, Солнце стало бы излучать столько света и тепла, как Канопус, то Земля обратилась бы в облако раскалённого газа, имеющего температуру в 5 тысяч градусов.

Звезды карлики

Если бы самую яркую и самую слабую звезду поместить рядом, то они различались бы сильнее, чем Солнце и Сатурн. А ведь Сатурн днём, когда светит Солнце, вообще не заметен.

Почти все звёзды, доступные невооружённому глазу, намного ярче Солнца. Но из этого вовсе не следует, что в звёздном мире чаще встречаются звёзды-гиганты, чем звёзды-карлики. Наоборот, подавляющее большинство звёзд — слабые карлики, а яркие гиганты являются редкими исключениями.

Солнце не принадлежит ни к очень ярким, ни к очень слабым звёздам. Астрономы, условно разделяя все звёзды на «гигантов» и «карликов», относят Солнце к «карликам», а звёзды в несколько десятков раз более яркие, чем Солнце, считают уже «гигантами». Поэтому на языке астрономов Солнце называется «жёлтым карликом».

Самые яркие звёзды не обязательно должны быть самыми большими, так как действительная яркость звезды вовсе не характеризует её размеров. Звезда может быть маленькой, но горячей и поэтому яркой, или, наоборот, большой, но холодной и поэтому слабой.

Измерив по цвету звезды её температуру и зная её действительную яркость, астроном может определить размер звезды. Ведь ему известно, сколько света с одного квадратного сантиметра поверхности излучает нагретое тело при различных температурах.

У горячих звёзд-гигантов, как, например, у Денеба, имеющего температуру в 10 тысяч градусов, большая яркость обусловлена большими размерами и тем, что температура их значительно выше солнечной.

Но есть звёзды, яркость которых очень велика, несмотря на то, что температура их низкая. Размеры таких звёзд чрезвычайно велики. Например, звезда Антарес в созвездии Скорпиона имеет температуру в 3100 градусов, но она ярче Солнца в три тысячи раз. Диаметр Антареса в 480 раз больше солнечного. Если изобразить Солнце дробинкой, то шар, изображающий звезду Антарес, не уместился бы на рисунке. Поэтому, чтобы сравнить величину Солнца с величиной Антареса, на Солнце сравнивается со звездой Денеб, а звезда Денеб со звездой Антарес. Если Денеб изобразить шаром поперечником в 80 миллиметров), то Солнце изобразится дробинкой поперечником в 2 миллиметра. Но если тот же Денеб изобразить шариком поперечником в 5 миллиметров, то Антарес изобразится шаром поперечником в 60 миллиметров. Если бы поместить на место Солнца Антарес, то внутри него могли бы поместиться орбиты, по которым движутся вокруг Солнца планеты Меркурий, Венера, Земля и Марс, а Юпитер находился бы так близко от поверхности звезды, что температура на нём была бы выше полутора тысяч градусов, т. е. достаточна для того, чтобы расплавить железо.

Звезды

Горячие, но слабые звёзды должны, наоборот, иметь небольшие размеры. Примером может служить так называемая звезда ван-Маанена, имеющая температуру в 7 500 градусов и размеры меньше Земли. Если бы Солнце имело размеры медного пятака, то звезда ван-Маанена была бы пылинкой, а Антарес был бы величи-ною с пятиэтажный дом.

Однако, оставим крайности и не будем далее приводить примеров исключительно больших и ярких или исключительно маленьких и слабых звёзд, а обратимся к рядовым представителям звёздного мира.

Проще всего для этого пересмотреть по порядку все звёзды, расположенные не дальше, чем за десять световых лет от Солнца. Их во всяком случае несколько десятков, а, может быть, даже и около сотни. До сих пор не удалось составить полного списка этих звёзд, так как очень трудно находить самые слабые звёзды — карлики. Ярче

Солнца из числа этих звёзд только две: Сириус и Альфа Центавра. Сириус яоче Солнца в 26 раз, а Альфа Центавра всего только на Чъ его яркости.

Все остальные близкие к нам звёзды слабее Солнца, причём большинство в тысячи и даже в десятки тысяч раз. Почти все эти слабые звёзды красного цвета и, следовательно, имеют температуры в 2—3 тысячи градусов, но есть среди них и несколько белых звёзд-карликов, обладающих температурами в 8—10 тысяч градусов.

Даже из этого краткого обзора видно, что большинство звёзд значительно холоднее и тусклее, чем Солнце, хотя само Солнце выглядело бы, как свеча по сравнению

с маяком, если бы оказалось рядом с каким-нибудь сверхгигантом, вроде Канопуса.

Смотря издали на большие звёздные скопления, содержащие миллиарды различных звёзд, астрономы установили, что все они жёлтого цвета, как Солнце. Это происходит потому, что большую часть света излучают в них жёлтые карлики. Жёлтых карликов, правда, не так много, как красных и белых, но зато они значительно ярче этих звёзд. Гиганты же встречаются так редко, что их излучение в общей массе звёзд почти незаметно.

Смотря из лодки на песчаный берег моря, вы не видите отдельных песчинок, а замечаете лишь крупные камни. Однако, общий фон создают всё-таки не камни, а песчинки, и вы, конечно, скажете, что берег покрыт песком. Вы не согласитесь и с тем, кто говорит, что берег покрыт пылью, хотя мелких пылинок среди песка в тысячи раз больше, чем песчинок. Но ведь они очень мелки и поэтому незаметны.

Жёлтые карлики в звёздном мире встречаются так же часто, как песчинки на песчаном берегу, гиганты — редки, как мелкие камешки, а такие сверхгиганты, как Канопуе, встречаются не чаще, чем крупные камни на хорошем пляже. Слабые же карлики, красные и белые, незаметны на фоне жёлтых карликов, как пыль среди песка. Мы видим, следовательно, что Солнце, кажущееся таким грандиозным по сравнению с Землёю, занимает в звёздном мире не только скромное, но даже почти незаметное место.

Яркость и размеры звёзд, как мы уже знаем, различаются очень сильно. Гораздо меньше различаются массы звёзд, хотя, обычно, чем ярче звезда, тем она массивнее.

Редко удаётся встретить гиганта с массой, вдесятеро большей, чем у Солнца, и ещё реже карлика с массой, вдесятеро меньшей, чем у Солнца. У большинства же звёзд массы отличаются от солнечной лишь в несколько раз. Огромный Антарес имеет массу всего лишь в 40 раз большую, чем Солнце, а маленькая звезда ван-Маанена лишь немногим меньшую, чем Солнце. Тонна вещества занимает на Солнце в среднем объём около трёх четвертей кубического метра, на Антаресе три миллиона кубических метров, а на звезде ван-Маанена — всего лишь 2,5 кубических сантиметра, т. е. поместилась бы в напёрстке. Вещество Антареса в среднем только в тысячу раз разреженнее, чем воздух, тогда как вещество внутри звезды ван-Маанена в 20 тысяч раз плотнее золота.

Астрономам долгое время казалось загадкой, как может существовать вещество, да притом ещё газообразное, в десятки тысяч раз более плотное, чем самые тяжёлые металлы. Но лет пятнадцать назад физики пришли к заключению, что при некоторых условиях газ может находиться в состоянии так называемого «вырождения» и иметь огромные плотности. Проверить это на опыте было невозможно, так как «вырождение» газа должно наступать при таких громадных давлениях, которые нельзя создать в лаборатории. Но то, что недоступно при скромных средствах наших земных лабораторий, давно осуществляется в «небесной лаборатории» астрономов, т. е.наблюдается на звёздах. Вещество белых звёздкарликов, обладавшее исключительно большой плотностью, и оказалось именно тем «вырожденным» газом, существование которого физики теоретически предсказали.

Категория: Звезды
Поделитесь с друзьями

Комментарии