Люди придумывают истории и теории для объяснения звёзд с доисторических времен, и изучение звёзд сыграло решающую роль в развитии науки и технологий на протяжении всей нашей истории. Но идея о том, что звезды могут быть сами по себе «солнцами», невообразимо удаленными от Земли, возникла на удивление недавно, и только в прошлом веке или около того астрономы действительно смогли разобраться с истинным разнообразием звезд.
Попутно они обнаружили, что в Солнце на самом деле нет ничего особенного – так себе «средняя звезда» по сравнению с некоторыми крайностями, встречающимися в других частях нашей галактики и более далёкого космоса. И новые открытия всё ещё продолжается. В то время как теперь у нас есть убедительные теории, объясняющие рождение и смерть звезд, их внутренние источники энергии и их разнообразные свойства, новые телескопы и спутники постоянно открывают новые удивительные объекты, которые бросают вызов нашему мышлению и продолжают внушать нам трепет и удивление.
1. Мы звездная пыль?
Абсолютно верно – если бы не поколения звезд, Вселенная не содержала бы ничего, кроме легких элементов, которые образовались в результате Большого взрыва. Все остальное, от кальция в наших костях до углерода в нашей ДНК, в конечном итоге происходит от звезд. Глубоко в их ядрах ядерный синтез заставляет ядра легких атомов вместе образовывать более тяжелые, и чем тяжелее звезда, тем глубже идет этот процесс. Звезды, подобные Солнцу, создают в течение своей жизни такие элементы, как углерод, азот и кислород, а затем рассеивают их по космосу, когда умирают. Более тяжелые звезды выделяют в космос железо, золото и уран, когда становятся сверхновыми.
2. Какого цвета могут быть звезды?
Цвет любой звезды представляет собой смесь света различной длины, от высокоэнергетического коротковолнового синего и фиолетового света, излучаемого самыми горячими материалами, до низкоэнергетического, длинноволнового красного и оранжевого света, испускаемого более холодными газами. Белые звезды представляют собой равный баланс между ними.
3. Какую самую дальнюю звезду мы можем увидеть?
Если не брать в расчет случайные вспышки сверхновых, то самая дальняя звезда, которую мы можем увидеть невооруженным глазом, – это неясная V762 Кассиопеи, она видна только в тёмном небе и находится на расстоянии около 16 300 световых лет. Между тем, самой далекой известной звездой является Денеб, самая яркая звезда в созвездии Лебедя. Она находится на расстоянии 2600 световых лет от нас и является 19-й по яркости звездой на небе, что позволяет предположить, что она примерно в 200000 раз ярче Солнца.
4. Как может звезда гореть в космосе без кислорода?
Астрономы виноваты в вводящем в заблуждение слове «гореть» – звезды не испытывают такого же горения, которое мы наблюдаем на Земле. Вместо этого звезды питаются своим водородным топливом, соединяя отдельные ядра вместе, пока они не превратятся в гелий и, в конечном счете, в другие элементы в процессе, известном как ядерный синтез.
5. Что такое нейтронная звезда?
Нейтронные звезды – это экстремальные звездные остатки, образовавшиеся после того, как гигантская звезда взорвалась сверхновой. Когда у звезды заканчивается топливо, она коллапсирует под собственным весом, создавая огромную ударную волну, которая сжимает ядро с размера нашего Солнца до размеров в несколько десятков км. Атомные ядра в нейтронной звезде разрываются на свои субатомные компоненты, а протоны превращаются в еще большее количество нейтронов, которые могут достигать сумасшедшей плотности: булавочная головка из материала нейтронной звезды может весить столько же, сколько полностью загруженный супертанкер!
6. Можем ли мы сказать, что звёзд, которые мы видим, уже нет?
Звезды проходят через свои жизненные циклы миллионы или миллиарды лет, но свет от звезд в нашей галактике обычно путешествует до Земли максимум несколько тысяч лет. Таким образом, по закону средних чисел маловероятно, что звезда умрёт за это время, но есть некоторые исключения, например, Эта Киля, возможно, уже взорвалась.
7. Что такое белый карлик?
Белые карлики – это сверхгорячие, выгоревшие ядра звезд, подобных Солнцу, которые обнажаются, когда умирающая звезда – красный гигант сбрасывает свои внешние слои. Без ядерного синтеза, который мог бы его поддерживать, ядро разрушается под собственным весом до тех пор, пока оно не станет размером примерно с Землю, но, как правило, всё еще содержит примерно половину массы Солнца.
8. В чем разница между новой, сверхновой и гиперновой?
Новые – это относительно небольшие взрывы в двойных звездных системах. Они возникают, когда сильная гравитация белого карлика уносит материал от звезды-компаньона. Газ накапливается вокруг белого карлика и в конечном итоге становится достаточно плотным, чтобы воспламениться в результате ядерного синтеза. Между тем, большинство сверхновых означают гибель массивных звезд и образование нейтронных звезд. Они взрываются, когда ударная волна прорывается через внешние слои умирающей звезды, вызывая огненную бурю ядерного синтеза. Наконец, гиперновые звезды – это сверхэнергетические сверхновые звезды, знаменующие рождение черных дыр и связанные с испусканием интенсивных гамма-всплесков.
9. Сколько звезд во Вселенной?
Приготовьтесь к большим цифрам. Астрономы считают, что всего существует от 10 секстиллионов (21 ноль) до 1 септиллиона (24 нуля) звезд. Это основано на недавних открытиях, согласно которым в больших галактиках скрывается гораздо больше крошечных и слабых звезд, чем считалось ранее, а также на некоторых обоснованных предположениях об общем количестве самих галактик.
10. Как рассчитывается расстояние до звезды?
Единственный способ измерить расстояние до звезды напрямую использует параллакс – измерение крошечной разницы в видимом положении звезды на небе, когда мы смотрим на нее с разных точек зрения (на противоположных сторонах орбиты Земли вокруг Солнца). Это работает только для близлежащих звезд, но, используя параллакс, астрономы могут обнаруживать закономерности в поведении звезд, по которым они могут определять яркость звезд независимо. Затем они могут использовать это для экстраполяции расстояния до более удаленных звезд.
Читайте также:
Смерть одной звезды даёт жизнь для множества других
Найдены пять двойников Эты Киля
У Солнца есть хвост в форме клевера, похожий на кометный
#физика #космос #астрономия #интересные факты #наука