Звезда

Солнце Земли

Ближайшая к Земле звезда - это Солнце. Энергия Солнца поддерживает почти всю жизнь на Земле, обеспечивая растения светом. Растения превращают свет в энергию в процессе, называемом фотосинтезом. Энергия Солнца также определяет погоду и влажность на Земле.

Мы можем видеть другие звезды на ночном небе, когда Солнце заходит за горизонт. Как и Солнце, они состоят в основном из водорода и небольшого количества гелия, а также других элементов. Астрономы часто сравнивают эти другие звезды с Солнцем. Например, их масса указывается в солнечных массах. Маленькая звезда может иметь массу 0,2 солнечных массы, большая - 4,0 солнечных массы.

Планеты

Земля и другие планеты движутся вокруг Солнца (по орбите). Солнце и все, что вращается вокруг Солнца, называется Солнечной системой. У многих других звезд есть планеты, вращающиеся вокруг них: эти планеты называются экзопланетами. Если бы вы оказались на экзопланете, наше Солнце выглядело бы как звезда на небе, но вы не смогли бы увидеть Землю, потому что она была бы слишком далеко.

Числа, расстояния

Проксима Центавра - это звезда, которая находится ближе всего к нашему Солнцу. Расстояние до нее составляет 39,9 триллиона километров. Это 4,2 световых года. Это означает, что свету от Проксимы Центавра требуется 4,2 года, чтобы достичь Земли.

Астрономы считают, что во Вселенной существует очень большое количество звезд. Наблюдаемая Вселенная содержит более 2 триллионов (10¹²) галактик и, в целом, примерно 1×10²⁴ звезд (больше звезд, чем всех песчинок на планете Земля). That is, 1,000,000,000,000,000,000,000,000 stars, which is many times more than the few hundred billion stars in the Milky Way (our galaxy).

Большинство звезд очень старые. Обычно считается, что их возраст составляет от 1 млрд до 10 млрд лет. Возраст самых старых звезд составляет 13,7 миллиарда лет. Это столько же лет, сколько и Вселенной. Возраст некоторых молодых звезд составляет всего несколько миллионов лет. Молодые звезды в основном ярче старых.

Звезды бывают разных размеров. Самые маленькие звезды - это нейтронные звезды, которые на самом деле являются мертвыми звездами. Они не больше города. Нейтронная звезда обладает большой массой в очень маленьком пространстве.

Звезды-гипергиганты - самые крупные звезды во Вселенной. Их диаметр более чем в 1 500 раз превышает диаметр Солнца. Если бы Солнце было звездой-гипергигантом, оно простиралось бы до Юпитера.

Звезда Бетельгейзе - это красная сверхгигантская звезда. Хотя эти звезды очень большие, они также имеют низкую плотность.

Некоторые звезды выглядят ярче других звезд. Это различие измеряется в видимой величине. Есть две причины, по которым звезды имеют разную видимую величину. Если звезда находится очень близко к нам, она кажется намного ярче. Это похоже на свечу. Свеча, которая находится близко к нам, кажется ярче. Другая причина, по которой звезда может казаться ярче, заключается в том, что она горячее другой, более холодной звезды.

Звезды излучают свет, но также испускают солнечный ветер и нейтрино. Это очень маленькие частицы материи.

Звезды состоят из массы, а масса создает гравитацию. Гравитация заставляет планеты вращаться вокруг звезд. Именно поэтому Земля вращается вокруг Солнца. Гравитация двух звезд может заставить их вращаться вокруг друг друга. Звезды, вращающиеся вокруг друг друга, называются бинарными звездами. Ученые считают, что существует множество бинарных звезд. Существуют даже группы из трех или более звезд, вращающихся вокруг друг друга. Проксима Центавра - это маленькая звезда, которая вращается вокруг других звезд.

Звезды не распределены равномерно по всему космосу. Они сгруппированы в галактики. Одна галактика содержит сотни миллиардов звезд.

Звезды имеют разные размеры. Звезда, вокруг которой вращается планета PSR B1257+12 B, имеет размер всего 20 км, а VY Canis Majoris - 2,8 млрд км.

История наблюдения за звездами

На протяжении всей истории человечества звезды были важны для людей во всем мире. Звезды были частью религиозных обрядов. Давным-давно люди верили, что звезды никогда не умирают.

Астрономы объединяли звезды в группы, называемые созвездиями. С помощью созвездий они наблюдали за движением планет и определяли положение Солнца. Движение Солнца и звезд использовалось для составления календарей. Календари использовались фермерами, чтобы определить, когда сажать урожай и когда его собирать.

Люди видели узоры на звездах с давних времен. Здесь, датируемое 1690 годом, изображено созвездие Льва, как его представлял Иоганн Гевелий.

Жизнь звезд

Звезды образуются в туманностях. Это области, в которых газа больше, чем в обычном пространстве. Газ в туманности стягивается вместе под действием гравитации. Туманность Ориона - пример места, где газ собирается вместе, чтобы образовать звезды.

Звезды проводят большую часть своей жизни, соединяя (сплавляя) водород с водородом для получения энергии. При слиянии водорода образуется гелий, который дает много энергии. Чтобы водород превратился в гелий, он должен быть очень горячим, а давление должно быть очень высоким. Сплавление происходит в центре звезд, называемом "ядром".

Самые маленькие звезды (красные карлики) медленно расплавляют свой водород и живут 100 миллиардов лет. Красные карлики живут дольше, чем любой другой тип звезд. В конце своей жизни они становятся все тусклее и тусклее. Красные карлики не взрываются.

Когда очень тяжелые звезды умирают, они взрываются. Этот взрыв называется сверхновой. Когда сверхновая происходит в туманности, взрыв сталкивает газ в туманности вместе. Это делает газ в туманности очень плотным (густым). Гравитация и взрывы звезд способствуют сближению газа и образованию новых звезд в туманностях.

Большинство звезд расходуют водород в своем ядре. Когда они это делают, их ядро уменьшается в размерах и становится более горячим. Оно становится настолько горячим, что выталкивает внешнюю часть звезды. Внешняя часть расширяется, и получается красная гигантская звезда. Астрофизики считают, что примерно через 5 миллиардов лет Солнце станет красным гигантом. Наше Солнце будет настолько большим, что съест Землю. После того как наше Солнце перестанет использовать водород для получения энергии, оно будет использовать гелий в своем очень горячем ядре. Оно будет горячее, чем когда в нем плавился водород. Тяжелые звезды также производят элементы тяжелее гелия. Поскольку звезда производит все более тяжелые элементы, она производит все меньше и меньше энергии. Железо - тяжелый элемент, образующийся в тяжелых звездах.

Наша звезда - средняя звезда. Средние звезды выталкивают свои внешние газы. Газ, который она отталкивает, образует облако, называемое планетарной туманностью. Ядро звезды останется. Оно представляет собой шар размером с Землю и называется белым карликом. В течение очень долгого времени она превратится в черный карлик.

Позже в крупных звездах в результате термоядерного синтеза образуются более тяжелые элементы. Наконец, звезда взрывается сверхновой. Большинство вещей во Вселенной происходит так медленно, что мы не замечаем. Но взрывы сверхновых происходят всего за 100 секунд. Когда сверхновая взрывается, ее вспышка такая же яркая, как у 100 миллиардов звезд. Умирающая звезда настолько яркая, что ее можно увидеть днем. Сверхновая означает "новая звезда", потому что раньше люди думали, что это начало новой звезды. Сегодня мы знаем, что сверхновая - это смерть старой звезды. Газ звезды выталкивается взрывом. Он образует гигантское облако газа, называемое планетарной туманностью. Крабовидная туманность - хороший пример. Все, что остается, - это нейтронная звезда. Если звезда была очень тяжелой, она образует черную дыру. Гравитация в черной дыре чрезвычайно сильна. Она настолько сильна, что даже свет не может вырваться из черной дыры.

Самые тяжелые элементы образуются при взрыве сверхновой звезды. После миллиардов лет, проведенных в космосе, газ и пыль собираются вместе, образуя новые звезды и новые планеты. Большая часть газа и пыли в космосе происходит от сверхновых. Наше Солнце, Земля и все живые существа сделаны из звездной пыли.

Цвета

Астрономы уже много веков знают, что звезды имеют разные цвета. Если посмотреть на электромагнитный спектр, то ультрафиолетовые волны - самые короткие, а инфракрасные - самые длинные. Видимый спектр имеет длины волн между этими двумя крайними точками.

Современные приборы могут очень точно измерить цвет звезды. Это позволяет астрономам определить температуру звезды, поскольку излучение черного тела более горячей звезды имеет более короткие длины волн. Самые горячие звезды имеют синий и фиолетовый цвета, затем белый, затем желтый, а самые холодные - красный. Зная цвет и абсолютную величину, астрономы могут расположить звезду на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, оценить ее обитаемую зону и другие факты о ней.

Например, наше Солнце белого цвета, и Земля находится на идеальном расстоянии от него для жизни. Однако если бы наше Солнце было более горячей, голубой звездой, Земля должна была бы находиться гораздо дальше, иначе она была бы слишком горячей для наличия воды и поддержания жизни.