Всем привет. Сегодня я хочу пригласить вас, друзья мои, на ночную прогулку вдали от надоедливых городских огней, чтобы понаблюдать за ночным безоблачным небом.
Итак, представьте себе, что мы собираемся вместе где-нибудь в Барнауле на улице Луговая, возле дома номер 19. Приезжает старый советский автобус, всем завязывают глаза и мы начинаем трястись по ухабам и кочкам просёлочных дорог. Куда нас везут – неизвестно никому. Но повязки снимать строго запрещено. И вот мы на месте.
Раздаётся команда: «Повязки снять! Смотреть вверх!». Кому-то даже показалось, что тихо клацнул затвор.
Поначалу нашим глазам потребовалось время, чтобы привыкнуть к слабому освещению. Однако вскоре звёздное небо начало показывает нам неожиданные детали. Оно просто великолепно! Мы раньше в своей жизни никогда не видели ничего подобного! И чем дольше мы смотрели вверх, тем более очевидными становились различия между звёздами. Смотрите! Некоторые из них немного меняют своё положение. Наверное, это планеты, спутники или даже кометы! (Шепчет самый умный из нас). Однако остальные, смотрите, подавляющее большинство из этих прекрасных светящихся точек, остаются неподвижными!
Вы видите? (Изумлённо восклицает человек странной наружности, с рыжей седой бородой, в костюме «Abibas» и сандалиях на босую ногу). Некоторые звезды светят ярче других, и их цвета их немного различаются: одни звёзды красноватые, другие бело-желтоватые, третьи имеют голубоватый оттенок! Вот это да!
«Именно там, в цвете звёзд, сокрыты многие их тайны», - неожиданно раздаётся приятный женский голос, чем-то похожий на голос виртуального ассистента одной из известных российских IT-компаний. Однако источник голоса непонятен. Мы находимся на лесной поляне, обнаружив себя сидящими на каких-то армейских плащ-накидках советского образца, прямо на Земле, в почти полной темноте. Благо, что на дворе июль, и кто-то предусмотрительно раздал людям армейские опять же одеяла синего цвета с тремя чёрными полосками.
Автобус куда-то исчез...
«Итак, мы начинаем наше мероприятие. Меня зовут Ольга Алексеевна, и сегодня я буду вашим лектором. Вы находитесь в одном из заповедных мест Алтайского края, куда почти никогда не ступала нога человека. На этой поляне фактически отсутствует световое загрязнение, как и любое прочее тоже. Спасибо, что воспользовались услугами нашей организации! Я являюсь виртуальным лектором, но интерактивным. В конце можно задавать вопросы. Приступим.
Вы можете сегодня без всяких препятствий наблюдать, как прекрасен Космос на самом деле. И всё его великолепие порождает свет. Без него мы ничего бы из этого не увидели. Свет рождается в атомах, крошечных кирпичиках Вселенной, способных поглощать или излучать световую энергию определённых частот, то есть определённых цветов. Таким образом, свет является визитной карточкой атомов, и именно поэтому, анализируя его, мы можем узнать природу тех материалов, которые его генерируют или поглощают. Это свойство позволяет идентифицировать и узнать состав далёких разогретых газов, окружающих звезды.
С цветами звёзд связана одна весьма любопытная история.
В начале 20 века в Гарвардском университете, США, работала группа женщин, которых пренебрежительно называли «гарвардскими вычислителями». Их работа заключалась в том, чтобы производить анализ света и сохранять данные в специальном архиве. Эту работу нужно было проделать в отношении сотен тысяч звёзд. Нужно было изучать одну за другой.
Для проведения своих исследований работницы раскладывали свет, исходящий от каждой звезды, на основные составляющие, и фотографировали полученную картинку. Такое разложение цветов называется «спектром». Анализируя полученные данные, одна из «вычислителей», которую звали Энни Джамп Кэннон, провела первую в мире классификацию звёзд.
Женщина распределил их по классам в соответствии с цветами. Каждому классу была присвоена буква. Самым синим был тип О, за ним следовали типы B, А, F, G, К и, наконец, самым красным звёздам была присвоена буква М.
Студенты впоследствии разработали мнемоническое правило, чтобы запомнить эту классификацию. На английском языке оно звучит так: «Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me», что можно перевести как «О, будь хорошей девочкой, поцелуй меня»».
Ольга Алексеевна вдруг прервалась и попросила поаккуратнее с кипятком. Женщины укутались в одеяла ещё сильнее, но интерес к горячим напиткам проявили.
Откуда-то появился эмалированный чайник и керамические кружки. В воздухе разлился запах чая на таёжных травах и землянике. Вселенная безмолвно, но с любовью наблюдала на нас сверху, словно обняв своими тёмными бескрайними просторами... Большая Медведица всё также мечтала искупаться в Средиземном море...
«А теперь мы узнаем об одном из способов, которым можно определять расстояния до звёзд.
Помимо цвета, у звёзд есть ещё одна интересная характеристика - яркость. И астрономы часто используют такой принцип - яркость света, излучаемого какой-нибудь красной лампочкой, будет тем меньше, чем дальше она находится от наблюдателя. Однако при этом её свет все равно останется красным.
Датский астроном Герцшпрунг однажды решил, что это можно использовать для измерения расстояний до звёзд. Он подумал - если две звезды имеют одинаковый спектр, т. е. одинаковое распределение цветов, то они должны быть очень похожи! И, следовательно, разница в их яркости должна зависеть от расстояния, на котором они расположены! Он почухал своего рыжего кота, и записал в потрёпанный блокнот эту революционную мысль.
Эта идея оказалась верной. Достаточно было определить расстояние до звезды с заданным спектром, чтобы можно было вычислить расстояния до многих других звёзд того же типа.
Таким образом, используя цвета звёзд, интенсивностью их света и расстоянием до них, можно постепенно сформировать трёхмерную карту Вселенной. Или, хотя бы, той её части, что непосредственно сейчас вы видите у себя над головой.
Конечно же есть и другие методы определения космических расстояний. Параллакс, например. Или использование цефеид. Но остановимся пока на этом.
Поговорим теперь про энергию звёзд.
Пока астрономы смотрели в телескопы, физики пытались решить великую загадку: откуда берётся то огромное количество энергии, которое питает все эти объекты? Разгадка этой тайны, как это ни парадоксально, обнаружилось в самой маленькой вещи во Вселенной: атомном ядре. Дело в том, что в сердце звёзд гравитация сжимает материю с такой огромной силой, что ей удаётся соединить два протона, которые преодолевают при этом мощное электрическое отталкивание.
Это приводит к реакции ядерного синтеза, в ходе которой водород превращается в гелий. При этом небольшое количество массы преобразуется в большое количество энергии. Именно эта энергия и питает звёзды.
Глубоко внутри самой обычной звезды, вроде нашего Солнца, условия просто невообразимые. Вещество там примерно в двенадцать раз плотнее свинца, а реакции ядерного синтеза «разгоняет» температуру до 15 миллионов градусов!
Это ад, в котором каждую секунду в чистую энергию превращается 4 с половиной миллиона тонн материи!
Но не волнуйтесь, Солнцу пока ничего не угрожает. Топлива у него ещё припасено на 5 миллиардов лет.
А вот более крупные звезды создают в своих недрах более экстремальные условия. И топливо они расходуют гораздо быстрее. Поэтому, что интересно, чем больше масса звезды, тем короче её жизнь. Звезда, в десять раз более массивная, чем Солнце, может не прожить даже сто миллионов лет. В то же время маленький красный карлик, масса которого составляет всего лишь одну сотую солнечной, расходует свой водород настолько бережно, что сможет прожить сотни миллиардов лет.
А теперь про то, как звёзды умирают.
Последние предсмертные агонии такой звезды, как Солнце, будут сопровождаться внезапным и катастрофическим сжатием её ядра. Однако при этом атмосфера Солнца расширится, поглотив Меркурий, Венеру и Землю.
В эти моменты Солнце будет раздуваться, пока не станет красным гигантом. В конце концов звёздная атмосфера рассеется в космосе, оставив после себя небольшую звезду размером с Землю, но гораздо более плотную: белый карлик.
Процесс сжатия вызовет в ней другие ядерные реакции, и ядра гелия сольются с образованием атомов углерода, кислорода, неона... Если бы масса звезды была меньше, чем в два или три раза массы Солнца, она бы образовала очень твёрдую и тяжёлую сферу, которая могла бы сконцентрировать массу Солнца в маленьком шаре размером с город: нейтронной звезде. Если первоначальная масса умирающей звезды была бы больше, процесс сжатия стал бы несбалансированным, и звезда умерла бы в ходе величайшего известного взрыва во Вселенной: сверхновой.
Её кусочки были бы выброшены в космос, наводнив пространство атомами углерода, кислорода, железа, свинца...
Именно эти химические элементы позже сформируют такие планеты, как Земля, и обеспечат жизнь сырьём, необходимым для создания таких существ, как мы.
В этом смысле все живые существа — дети звезд».
Ольга Алексеевна замолчала, что-то где-то щёлкнуло, раздался звук перемотки кассеты, после чего стало слышно, что где-то недалеко едет автобус, а на Востоке рождается новая заря...
Всем добра.
Рекомендую прекрасный выбор материала про звёзды*👇
Обязательно ставьте лайк и подписывайтесь (это бесплатно).
Здесь бывает интересно.
*Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543