Звезды во многом являются "двигателями" Вселенной. Своей гравитацией они объединяют другие космические объекты в структуры. Вокруг звезд вращаются планеты, астероиды и кометы. Сами же звезды представляют собой источники энергии и естественные «фабрики» по производству тяжелых химических элементов. Заканчивая свой жизненный цикл, одни звезды становятся черными дырами, а другие взрываются сверхновыми, разбрасывая синтезированные в недрах вещества в Космос. Состав звезд не однороден и имеет четкую научную классификацию. Сегодня блог расскажет о типах звезд во Вселенной.
Чем звезда отличается от других объектов Космоса
Вообще ключевой индикатор, отличающий один космический объект от другого — это масса. Объект может считаться планетой, если он:
-вращается вокруг звезды
-смог сформировать шарообразную форму
-очистил свою орбиту от космического мусора (исключением являются спутники)
Будет ли объект планетой, звездой или черной дырой также определяется массой. Звезды в отличие от планет достаточно массивны, чтобы запустить термоядерные реакции в своих недрах. Объект, накопивший достаточную массу для этого считается звездой.
Также масса звезды влияет на ее срок жизни. Обычно, чем массивнее звезда, тем она живет меньше. Крупные звезды быстрее сжигают топливо, и чаще всего коллапсируют, превращаясь в черные дыры. Самые большие звезды существуют до 30-ти миллионов лет. Средние звезды, похожие на наше Солнце имеют более долгий срок службы (около 10 млрд лет). Самые маленькие «белые карлики», остывая, могут просуществовать до самой смерти Вселенной.
Типология звезд
При классификации звезд долго не было единого решения: по каким параметрам их сортировать. В итоге научное сообщество взяло за основу размеры звезд и их жизненный цикл.
1. Нейтронные звезды
Этот объект считается промежуточным звеном между звездами и черными дырами. Нейтронные звезды не достаточно компактны, чтобы превратиться в черную дыру, но обладают колоссальной массой. Плотность нейтронных звезд крайне высокая. При радиусе около 10 километров, эти объекты обладают массой около 2-х масс Солнца. На данный момент нейтронные звезды считаются самыми плотными объектами во Вселенной, уступая только черным дырам.
Происхождение нейтронных звезд объясняется взрывами массивных звезд. В результате этих процессов с ядра звезды сбрасываются оболочки, а само ядро уплотняется настолько, что протоны поглощают электроны и становятся нейтронами. Эти частицы и образуют «тело» нейтронной звезды. Чтобы представить массу нейтронной звезды, можно привести аналогию: одна столовая ложка вещества нейтронной звезды будет эквивалентна весу всех автомобилей на Земле, включая грузовики.
2. Красные карлики
Красные карлики имеют самое широкое представительство во Вселенной. Их большое количество объясняется тем, что красные карлики — достаточно холодные звезды. Они очень размеренно тратят свое топливо, и живут дольше, чем другие типы светил. Масса красного карлика примерно в 2 раза меньше, чем масса Солнца. Температура на поверхности близка к значению 3800 градусов по Цельсию. Представители красных карликов могут существовать 200 000 миллионов лет.
3. Оранжевые карлики
Оранжевые карлики занимают промежуточное положение между красными карликами и желтыми карликами — звездами, подобными нашему Солнцу. Они имеют массу и диаметры близкие к показателям Солнца. Срок существования звезды типа оранжевый карлик составляет примерно 30 млрд лет. С точки зрения поиска жизни во Вселенной, оранжевые карлики представляют большой интерес. Звезды этого типа живут дольше, чем желтые карлики, и имеют достаточно большую «зону обитаемости», в которой могут находиться планеты, населенные живыми организмами.
4. Желтые карлики
Диаметр желтых карликов близок к диаметру Солнца. Температура поверхности звезды такого типа колеблется в районе 5500 градусов по Цельсию. Живут желтые карлики около десяти миллиардов лет. Желтые карлики также представляют интерес для поисков жизни во Вселенной, ведь наша планета вращается именно вокруг желтого карлика — Солнца.
5. Белые карлики
Эти звезды по своей сути являются ядрами более массивных звезд. После сброса внешних оболочек, звезда, не обладающая потенциалом стать нейтронной, оставляет после себя ядро, которое и называется белым карликом. В будущем наше Солнце тоже превратится в такую звезду.
Плотность белых карликов довольно большая. Чтобы ее представить, можно мысленно сжать Солнце со всей его массой до размеров планеты Земля. Получившийся объект будет плотнее в 66 000 раз, чем Солнце в обычном состоянии.
6. Коричневые карлики
Коричневые карлики – промежуточное звено между планетой и звездой. Эти объекты представляют собой шарообразный сгусток газов, но не обладают достаточной массой, чтобы запустить термоядерный синтез. Такой объект может вращать гравитацией планеты вокруг себя, но его тепла недостаточно, чтобы обогревать их.
7. Синие (голубые) карлики
Эти звезды существуют только в теории. Дело в том, что большинство средних по массе звезд оставляют после смерти свое ядро, именуемое белым карликом. Предполагается, что красные карлики делают также, но поскольку их срок жизни очень велик, на данный момент не было зафиксировано ни одной смерти звезды типа красный карлик. Поэтому существование синих карликов все еще находится под вопросом, на который ученые могут не узнать ответ никогда.
8. Черные карлики
Черный карлик — это остывший белый карлик. Когда у белого карлика кончается топливо, он начинает остывать. Поскольку у звезды падает температура, она перестает светить. Такие остывшие объекты называют черными карликами. Как и предыдущий тип, черные карлики — гипотетические объекты, ведь срок жизни белого карлика очень продолжителен.
9. Субкарлики
Подкарлики или субкарлики — звезды занимающие промежуточное положение между типами коричневого карлика и звездой. Они считаются очень старыми. Эти объекты способны поддерживать термоядерные реакции, но имеют низкое содержание металлических элементов в своем составе.
10. Субгиганты
Субгиганты — нечто среднее между звездой-карликом и звездой-гигантом. Они обладают большей массой чем звезды, представляющие классы карликов. Яркость этих светил также превышает яркость менее массивных звезд, однако физические характеристики субгигантов не позволяют называть их гигантами.
11. Гиганты
Гиганты — это одна из финальных фаз жизни некоторых звезд, когда они расширяются и сильно увеличиваются в размерах. Гигантами становятся все средние карликовые звезды. В конце своего существования многие типы карликовых звезд, чья масса начинается от половины солнечной, сжигают топливо в ядре, что позволяет оболочкам отойти от центральной части светила, превращая звезду из карлика в гиганта.
Звезды-гиганты могут отличаться друг от друга по цвету. Это обусловлено температурой и химическим составом звезды. Гиганты делятся на красные и синие (голубые). Красные гиганты более холодные, а синие имеют температуру намного выше.
12. Светящиеся гиганты
Звезды превышающие по массе светила-гиганты, но уступают по этому параметру сверхгигантам. Представители этого типа звезд намного ярче, чем звезды рассматриваемые выше.
13. Сверхгиганты
Сверхгиганты по диаметру превосходят наше Солнце в 500-1000 раз. Они тоже могут отличаться по цвету, имея разные температуры. Как и во всех предыдущих случаях красные сверхгиганты холоднее, чем их синие собратья.
Температура на поверхности синих гигантов может быть близкой к 50000 градусов по шкале Цельсия. Температура красных сверхгигантов может быть ниже, чем на Солнце (от 3000 до 4000). Состояние звезды, называемое сверхгигантом свидетельствует о том, что у светила заканчивается топливо, и скоро оно станет сверхновой.
14. Светящиеся сверхгиганты
Промежуточный тип между звездами сверхгигантом и гипергигантом называется светящимся сверхгигантом. Звезды этого типа обладают невероятной яркостью, однако по массе не дотягивают до гипергиганта.
15. Гипергиганты
Гипергиганты — самые большие звезды во Вселенной. Звезд больше не существует, поскольку сама физика запрещает их существование. Эти звезды превосходят Солнце по массе и яркости в тысячи, а ингда и в миллионы раз. Температура на поверхности гипергигантов может достигать 35 тыс. градусов по Цельсию. Из-за большой массы такие звезды живут очень непродолжительное время по меркам Космоса. Им отпущено всего около 3 млн. лет. Коллапсируя, звезды данного типа оставляют после себя черные дыры.
Как мы видим на данный момент классификация звезд включает в себя 15 реальных и гипотетических типов светил. Все они отличаются друг от друга по массе, размерам, температуре и светимости. Для каждого класса характерен свой жизненный цикл и его финал.