От 3000 до 6000 звезд видны невооруженным глазом на ночном небе при благоприятных условиях - т.е. при ясном небе и отсутствии светового загрязнения. Все они представляются нам в виде более или менее ярко светящихся маленьких точек. В действительности, некоторые из них являются настоящими гигантами, некоторые из них имеют массу в несколько сотен солнечных масс. Здесь я приведу вам 9 фактов об этих удивительных небесных телах. Внимание, немного науки и точной статистики!
1. Зеленых гигантских звезд нет
Существуют различные звезды-гиганты - так называемые красные гиганты, голубые гиганты и желтые гиганты, а также соответствующие им сверхгиганты и гипергиганты. Сверхгиганты еще крупнее гигантов и также более массивны; они могут достигать 1500 солнечных радиусов и массы до 40 солнечных масс. Их светимость поразительна; она может превышать светимость Солнца в 100 000 раз. Гипергиганты имеют такой же объем, как и сверхгиганты, но гораздо массивнее и светлее.
Цвет этих звезд тесно связан с температурой на их поверхности. Самыми горячими являются голубые гиганты, температура которых может достигать 40 000 °C, за ними следуют желтые гиганты (от 4000 до 8000 °C) и относительно холодные красные гиганты (менее 4300 °C). Зеленых гигантских звезд не существуют.
Однако звезды могут меняться. В настоящее время наше Солнце является желтым карликом, но когда запасы водорода для ядерного синтеза будут исчерпаны, оно превратится в красного гиганта. Вероятно, это произойдет примерно тогда, когда возраст планеты достигнет десяти миллиардов лет; в настоящее время она насчитывает всего 4,5 миллиарда лет.
2. Самый огромный из огромных
Самый крупный из известных гигантов - Stephenson 2-18.
Этот гигант примерно в 10 миллиардов раз больше нашего Солнца. Радиус Стивенсона 2-18 примерно в 2150 раз больше радиуса Солнца - около 1,5 миллиарда километров. Чтобы получить представление об огромных размерах этой звезды: Если бы он находился на том же месте, что и Солнце в нашей Солнечной системе, его фотосфера - самый нижний слой звездной атмосферы, фактически поверхность - все еще выходила бы за пределы орбиты Сатурна. При крейсерской скорости 870 км/ч среднестатисчитескому самолету потребуется более 1200 лет для беспосадочного полета вокруг этой звезды.
Красный сверхгигант находится в скоплении с 25 другими гигантскими звездами в созвездии Скутум (Щит) в Млечном Пути, но на расстоянии 18 900 световых лет от Земли. Второй в списке крупнейших звезд в настоящее время является LGGS J004539.99+415404.1, которая находится в соседней с нами галактике Андромеды. Радиус этой звезды на 1980-2377 больше радиуса Солнца. В Большом Магеллановом Облаке, галактике-спутнике Млечного Пути, находится третья по величине известная звезда MSX LMC 597. Ее радиус эквивалентен 1882-1953 солнечным радиусам.
3. Гипергиганты умирают молодыми - и со взрывом
Гипергиганты очень массивны и являются самыми яркими звездами во Вселенной; некоторые из них светят в миллионы раз ярче Солнца. За это приходится платить: высокий оборот внутренней энергии означает, что срок жизни этих звезд составляет всего несколько миллионов лет, несмотря на их огромную массу. Например, гиганту с массой 20 солнечных масс потребуется всего восемь миллионов лет, чтобы исчерпать запасы водорода. Следующий этап, на котором происходит плавление гелия, занимает всего один миллион лет. Еще более массивные звезды с массой более 100 солнечных масс сжигают свое ядерное топливо еще быстрее; продолжительность их жизни составляет всего от одного до трех миллионов лет. Красные карлики, самые распространенные звезды во Вселенной, напротив, имеют продолжительность жизни от двадцати миллиардов до одного триллиона лет (возраст Вселенной составляет всего 13,8 миллиарда лет).
Эти гиганты выращивают все больше и больше элементов в своем раскаленном до миллиарда градусов ядре, пока процесс синтеза не прекратится, поскольку ядро состоит только из железа. После короткого срока жизни гипергиганты взрываются в гиперновой, при этом внешние слои выбрасываются в космос, а чрезвычайно компактное ядро коллапсирует в нейтронную звезду или даже черную дыру. В гиперновой, которая, помимо Большого взрыва, является самым мощным взрывом во Вселенной и превосходит сверхновую во сто крат, гипергиганты на короткое мгновение сияют так же ярко, как целая галактика.
4. Человеку было бы легко на красном гиганте.
Удивительно, но гравитация на поверхности красного гиганта не так велика, как можно было бы предположить, исходя из его размеров. Гравитация зависит не от объема, а от массы. В то время как сила гравитации человека массой 75 кг на Земле составляет 736 Н (Ньютон), на красном гиганте с солнечной массой и 70 солнечными радиусами она будет равна всего 4 Н. На поверхности нашего Солнца, с другой стороны, это было бы сокрушительные 20 500 Н.
Это сравнение показывает, почему красные гиганты теряют так много массы: Материал на поверхности этих гигантов находится под действием настолько низкой гравитации, что даже небольшое количество энергии может вызвать выброс частиц в космос.
5.Гигантские звезды не являются идеальными сферами
Наше солнце почти идеально круглое. При измерении в 2012 году разница в диаметре между полюсами и экватором составила всего 10 километров, и это при диаметре чуть менее 1,4 миллиона километров. Если бы Солнце уменьшилось до размеров пляжного мяча, эта разница была бы меньше толщины человеческого волоса. Солнце - самая совершенная из известных нам сфер естественного происхождения.
Однако это не относится к звездам-гигантам. Они постоянно теряют много массы в космос - голубой гипергигант "Эта Карина", например, терял около одной солнечной массы каждый год в период между 1840 и 1860 годами, как удалось восстановить астрономам. Постоянная потеря материи означает, что солнечные диски этих гигантов не имеют четко очерченного края. Это также затрудняет определение размеров сверхгигантов и гипергигантов.