Хотя во Вселенной насчитывается ~ 10²⁴ звезд, существует менее 20 типов звезд. В этой статье мы рассмотрим типы звезд.
Как классифицируются звезды?
Звезды классифицируются по их массе, температуре, спектрам и яркости. В 1890 году Э.К. Пикеринг из обсерватории Гарвардского колледжа классифицировал звезды в порядке уменьшения температуры их поверхности. Категории были O, B, A, F, G, K и M, и каждая категория была связана с разным цветом звезды: голубой, сине-белый, белый, желто-белый, желтый, оранжевый и красный.
В 1911 году датский астроном Эйнар Герцшпрунг и американский астроном Генри Норрис Рассел независимо создали диаграммы рассеяния звездной температуры в зависимости от светимости или спектрального типа в зависимости от абсолютной величины. Эти графики известны как диаграмма Герцшпрунга-Рассела или диаграмма HR и описывают классификации звезд и эволюцию звезд.
В 1943 году Уильям Уилсон Морган и Филип К. Кинан усовершенствовали классификацию звезд, добавив подкатегории по яркости. Каждый спектральный класс (O, B, A, F, G, K и M) был разделен на категории температуры, где 0 является самым горячим, а 9 — самым холодным.
Каковы категории звезд?
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела показывает 4 скопления звезд:
- Главная последовательность (диагональная полоса от верхнего левого угла до нижнего правого)
- Гиганты (непосредственно над главной последовательностью)
- Сверхгиганты (выше гигантов)
- Белые карлики (ниже главной последовательности)
Звезды главной последовательности
Примерно 95% звезд во Вселенной являются звездами главной последовательности. Эти относительно молодые звезды превращают водород (H) в гелий (He) в своих ядрах. Внутреннее притяжение гравитации равно внешнему гидростатическому давлению реакции синтеза, поэтому звезды главной последовательности имеют примерно сферическую форму. Размер звезд главной последовательности зависит от их массы, и обычно они составляют от 0,10 до 200 масс Солнца.
Существует семь спектральных типов звезд главной последовательности.
Звезды типа O
Эти звезды известны как голубые звезды, и они составляют ~ 0,00001% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 40 000 К, радиусы ~ 10 солнечных радиусов, массы ~ 50 солнечных масс и светимость ~ 100 000 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 10 миллионов лет.
10 Lacertae — звезда типа O.
Звезды типа B
Эти звезды также известны как голубые звезды, и они составляют ~ 0,1% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 20 000 К, радиусы ~ 5 солнечных радиусов, массы ~ 10 солнечных масс и светимость ~ 1000 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 100 миллионов лет. Spica — звезда типа B.
Звезды типа A
Эти белые звезды составляют ~ 0,7% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 8500K, радиусы ~ 1,7 солнечных радиусов, массы ~ 2,0 солнечных масс и светимость ~ 20 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 1000 миллионов лет. Sirius A — звезда типа А.
Звезды F-типа
Эти желто-белые звезды составляют ~ 2% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 6500K, радиусы ~ 1,3 солнечных радиусов, массы ~ 1,5 солнечных масс и светимость ~ 4 солнечных светимости. Эти звезды живут ~ 3000 миллионов лет. Canis Minoris — звезда F-типа.
Звезды G-типа
Эти звезды известны как желтые карлики, и они составляют ~ 3,5% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 5700 К, радиусы ~ 1,0 солнечных радиусов, массы ~ 1,0 солнечных масс и светимость ~ 1 солнечной яркости. Эти звезды живут ~ 10 000 миллионов лет. Наше Солнце и Alpha Centauri A — звезды G-типа.
Звезды K-типа
Эти звезды известны как оранжевые карлики (или красные карлики), и они составляют ~ 8% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 4500 К, радиусы ~ 0,8 солнечных радиусов, массы ~ 0,7 солнечных масс и светимость ~ 0,2 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 50 000 миллионов лет. Alpha Centauri B — звезда K-типа.
Звезды М-типа
Эти звезды известны как красные карлики, и они составляют ~ 80% звезд во Вселенной. Они имеют температуру ~ 3200 К, радиусы ~ 0,3 солнечных радиусов, массы ~ 0,2 солнечных масс и светимость ~ 0,01 солнечной яркости. Эти звезды живут ~ 200 000 миллионов лет. Proxima Centauri — звезда типа M. Звезды типа M являются наиболее распространенными, потому что их небольшие размеры и низкая температура приводят к чрезвычайно медленному потреблению водорода и увеличению продолжительности жизни.
Гигантские звезды
Когда звезды главной последовательности с массами от ~ 0,25-10 солнечных масс исчерпывают свои запасы водорода, они начинают сжигать гелий. Давление слияния заставляет их расширяться, и они превращаются в красных гигантов.
Красные гиганты составляют ~ 0,4% звезд во Вселенной. Их спектры могут быть G, K или M. Их температуры варьируются от ~ 3000 К до 10000 К, радиусы варьируются от ~ 10-50 солнечных радиусов, массы варьируются от ~ 1-5 солнечных масс, а светимость колеблется от ~ 50-1000 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 1000 миллионов лет. Альдебаран и Арктур — красные гиганты.
Голубые гиганты также эволюционировали от главной последовательности и чрезвычайно редки. Их спектры могут быть O, B или A. Их температуры варьируются от ~ 10 000 К до 33 000 К +, радиусы от ~ 5-10 солнечных радиусов, массы от ~ 21-150 солнечных масс, а светимость составляет ~ 10 000 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 1000 миллионов лет. Минтака — голубой гигант.
Сверхгигантские звезды
Когда звезды главной последовательности с массами ~ 10+ солнечных масс исчерпывают свои запасы водорода, они начинают сжигать гелий. Давление слияния заставляет их расширяться, и они превращаются в сверхгигантов. Сверхгиганты, которые создают тяжелые элементы, могут эволюционировать в сверхновые.
Сверхгиганты составляют около ~ 0.0001% звезд во Вселенной. Они могут быть любого спектрального типа. Их температуры варьируются от ~ 4000 К до 40 000 К, радиусы варьируются от ~ 30-500 солнечных радиусов, массы варьируются от ~ 10-70 солнечных масс, а светимости варьируются от ~ 30,333-1,000,000 солнечных светимостей. Эти звезды живут ~ 10 миллионов лет и являются одними из самых больших звезд во Вселенной. Алнитак — голубой сверхгигант. Антарес и Бетельгейзе — красные сверхгиганты.
Мертвые звезды
Звезды, которые больше не подвергаются слиянию, принадлежат к своему собственному спектральному классу; D. Существует 4 типа.
Белые карлики
Когда звезды главной последовательности с массой менее ~ 0,25 массы Солнца исчерпывают свои запасы водорода, они превращаются в белых карликов. Эти умирающие остатки взорвавшихся звезд составляют ~ 5% звезд во Вселенной. Их температура <10 000 К, радиус <0,01 солнечного радиуса, масса <1,4 массы Солнца и светимость <0,01 солнечной яркости. Сириус B и Процион B — белые карлики.
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды образуются, когда ядра массивных звезд сжимаются до состояния белого карлика во время вспышки сверхновой. Нейтронные звезды составляют ~ 0,7% звезд во Вселенной. Их температура составляет ~ 600 000 К, радиусы 5-15 км, масса ~ 1,4-3,2 массы Солнца и чрезвычайно низкая светимость.
Черные карлики
Считается, что эти гипотетические звезды образуются, когда белые карлики излучают всю свою энергию.
Черные дыры
Когда звезды с массой> нескольких десятков солнечных масс погибают при взрыве сверхновой, мертвое ядро коллапсирует в гравитационную сингулярность, называемую черной дырой.
Неудавшиеся звезды
Коричневые карлики образуются, когда гравитационный коллапс больших облаков газообразного водорода не приводит к образованию достаточно большой массы, чтобы воспламенить водородное ядро. Их спектральный класс может быть M, L. T. или Y. Их температуры составляют ~ 300 К-2800 К, радиусы ~ 0,06-0,12 солнечных радиусов, масса ~ 0,01-0,08 солнечных масс (13-80 масс Юпитера) и светимость ~ 0,000001 солнечной яркости.
К какому типу звезд относится Солнце?
Солнце — это звезда главной последовательности G-типа, которая генерирует свою энергию за счет синтеза водорода в гелий глубоко в своем ядре. Это желтый карлик с температурой поверхности около 5800 Кельвинов (9 980 градусов по Фаренгейту / 5520 градусов по Цельсию). Несмотря на то, что это обычная звезда, она особенная, поскольку поддерживает жизнь на Земле посредством процесса фотосинтеза растениями, который производит кислород в качестве побочного продукта. Солнце излучает свет и многие другие формы электромагнитного излучения, включая ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи, микроволны и радиоволны.
Заключение
Красные карлики составляют ~ 80% звезд во Вселенной, и они являются 1 из 7 типов звезд главной последовательности, составляющих ~ 95% всех звезд. На долю белых карликов приходится ~ 5%, а на долю гигантов и сверхгигантов приходится еще ~ 0,04001%.