Всматриваясь в ночное небо и видя звезды, вы наверняка не задумываетесь о том, какие они: гиганты или карлики, красные, желтые, белые или голубые, одиночные звезды или целые системы (из двух и более). А может, это вообще планета? Так, например, очень часто невооруженным глазом можно увидеть Венеру, но многие воспринимают ее как одну из звезд. Для обычного наблюдателя действительно нет особой разницы в классификации звезд. Но другое дело — для ученых. По цвету звезды можно понять ее яркость и температуру, движение звезды относительно Земли. По размеру — узнать светимость и величину звезды.
Красные звезды — самые холодные и большие. Их температура колеблется от 2500 до 5000 кельвинов (К). Для звезд это очень низкая температура. Зато размеры красных звезд могут достигать невероятных значений. Самая огромная звезда имеет красный цвет, и её имя — Stephenson 2-18 (St2-18). Ее радиус настолько велик, что если поместить эту звезду вместо Солнца в нашу систему, то она поглотила бы все планеты вплоть до Сатурна. Ее радиус в 2150 раз больше солнечного.
Оранжевые звезды занимают промежуточное место среди красных и желтых звезд. Температура у них чуть выше, чем у красных: от 3900 до 5200 К. Размеры таких звезд могут оказаться весьма разными: они могут уступать в размере нашему Солнцу, а могут превосходить его в сотни раз.
Желтые звезды — температура варьируется от 5000 до 6000 К. Размеры, как и у оранжевых звезд, могут сильно отличаться. Наше Солнце относится к желтым звездам.
Белые звезды — маленькие и компактные, но очень яркие и горячие. Их температура достигает 10 000 К, а яркость может превосходить солнечную в сотни, а иногда и в тысячи раз. Такие звезды невелики: самые крупные из них в 1,4 раза больше Солнца, а самые маленькие по размерам сопоставимы с нашей Луной.
Голубые и синие звезды — самые горячие, массивные и недолго живущие. Температура таких звезд превышает 10 000 К и может достигать сотен тысяч кельвинов. Это самые горячие звезды. Их светимость может превышать солнечную более чем в миллион раз. Показатели одной синей звезды типа Вольфа — Райе кажутся просто нереальными: её масса более чем в 250 раз больше солнечной, а яркость в 8,5 млн раз выше, чем у нашего светила. Это самая массивная и яркая звезда, а её имя — R136a1. Такие звезды — большая редкость на просторах космоса. Из-за высокой температуры и яркости они теряют очень много вещества, что существенно сокращает жизнь таких звезд.
Есть еще коричневые звезды, точнее — коричневые карлики. Это «неудавшиеся» звезды. Они имеют очень маленькие размеры и очень низкую температуру. На расстоянии 7,27 светового года от нас находится коричневый карлик WISE 0855−0714 с отрицательной температурой поверхности –30 °C. Такие звезды занимают промежуточное положение между звездой и планетой. Из-за очень маленькой массы в них не происходит устойчивой термоядерной реакции, когда водород превращается в гелий, как это происходит у нормальных звезд. Их масса всего лишь в 13–80 раз больше массы Юпитера. Для звезд это очень маленький показатель. Размер таких звезд сопоставим с Юпитером.
При движении звезд их спектр меняется. При удалении звезды (относительно Земли или места наблюдения) спектр смещается в красную сторону, а при приближении — в синюю. Это называется эффектом Доплера. Как еще классифицируют звезды? По размеру. Тут размер имеет значение. Он может рассказать многое о звезде. От размера зависит и светимость светила.
Гипергиганты — самые большие и тяжелые звезды. Их масса превышает 120 масс Солнца и может достигать отметки в 250. Размеры таких звезд могут превышать радиус Солнца более чем в 2000 раз. Светимость — минимум в 500 000 раз больше солнечной, а может достигать и нескольких миллионов.
Сверхгиганты уступают размерами гипергигантам, но тоже обладают внушительными показателями. Их размер минимум в 20 раз больше радиуса Солнца, а масса на начальном этапе составляет от 8–10 масс Солнца. Светимость достигает отметки от 100 000 до 1 000 000 солнечной.
Гиганты. Размеры таких звезд в радиусе минимум в 10 раз больше солнечного. Масса может быть всего лишь 0,2 от солнечной, а может достигать и 10 масс Солнца. Светимость минимум в 10 раз превышает светимость Солнца и может достигать отметки 1000.
Карлики — достаточно компактные звезды. Характеристики таких звезд зависят в основном от их цвета, размеры светил приблизительно сравнимы с Солнцем, а иногда достигают всего лишь 0,01 от солнечного.
Теперь, глядя на ночное небо и видя конкретную звезду и зная её характеристики, вы сможете точно назвать её спектральный класс (цвет) и масштаб (размер): белый карлик, красный сверхгигант, желтый карлик или голубой гипергигант и т. д. Спектральный цвет и размер дают определенные характеристики звезды.
А что насчет возраста звезды? Как понять, на какой стадии эволюции она находится? Может, звезда скоро перестанет светить совсем? Может, она будет светить всего лишь 100 лет? Может, у нее еще есть пара миллионов лет, или же ей суждено светить миллиарды лет? Об этом нам также могут сказать цвет и размер звезды.