4 типа звезд во Вселенной

Типы звезд

В лучшем случае во Вселенной более 200 миллиардов триллионов звезд и где-то около 200 миллиардов только в нашей галактике. Эти звезды бывают самых разных размеров и цветов, и для каждой из них есть свой тип и название. Читайте дальше, чтобы узнать, что представляют собой различные типы звезд и особенности каждой из них.

Как образуются звезды?

В кажущейся бесконечной Вселенной частицы газа и пыли соединяюся и образуют облака. Когда секции этого облака достигают критической плотности, они превращаются в плотные ядра. Эти ядра, также известные как протозвезды, продолжают нагреваться и сжиматься. Как только температура ядра протозвезды достигает 10 000 000 Кельвинов (К), начинается ядерный синтез, и официально рождается звезда.

Не все облака становятся звездами

Когда межзвездные облака коллапсируют, они не всегда превращаются в звезды.

Если облако слишком мало по размеру, оно сожмется и нагреется, но никогда не достигнет температуры, необходимой для начала ядерного синтеза. Хотя поверхность формирующейся протозвезды немного нагревается, она никогда не станет звездой. Такие объекты называются коричневыми карликами.

Коричневые карлики никогда не достигают размера средней звезды и очень тусклые. Они невероятно редки в нашей Вселенной и составляют всего около 1% всех звездоподобных объектов.

Если конденсирующееся облако слишком велико, ядерные реакции происходят так быстро, что эти формирующиеся звезды взрываются изнутри. Это может привести к полному разрушению протозвезды, или же звезда может спасти себя, уничтожив только свои внешние слои.

Классификация звезд

Наиболее распространенный способ классификации типов звезд — это система Моргана-Кинана (МК), которая группирует эти небесные объекты на основе цвета и температуры. Эта система использует буквы для обозначения звезд при понижении температуры.

Спектральный класс каждой звезды дополняется числом, обозначающим ее абсолютную яркость. Самые яркие звезды имеют номер 0, а самые тусклые — номер 9.

Типы звезд

Астрономы относят звезды нашей Вселенной к одной из четырех категорий: звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты и мертвые звезды. Давайте посмотрим на каждый из них.

Звезды главной последовательности

Звезды главной последовательности представляют собой протозвезды, которые успешно начинают ядерный синтез в своем ядре. Эти звезды составляют подавляющее большинство объектов на ночном небе, охватывая примерно 90% всех звезд во Вселенной.

Звезды главной последовательности находятся в идеальном гидростатическом равновесии между силой гравитации, притягивающей внутрь, и силами, создаваемыми ядерным синтезом, отталкивающими наружу. Таким образом, они остаются определенного размера и сферической формы.

Эти звезды молоды, полны жизни, и их масса может варьироваться от 0,08 массы нашего Солнца до размера в 100 раз больше. Звезды главной последовательности могут быть одного из четырех цветов.

Голубые звезды

Точно так же, как палящее пламя у нас, на Земле, излучает голубой свет, голубые звезды горят горячее, чем любая другая цветная звезда во Вселенной. Эти звезды попадают в спектральные классы O и B и имеют температуру около 30 000 К.

Поскольку они горят так сильно, голубые звезды являются одними из самых ярких звезд. Эта интенсивность также приводит к тому, что они выгорают намного быстрее, чем другие звезды, и обычно их жизнь длится всего около 40 миллионов лет. Эти звезды обязаны своим теплом своей массе, которая может варьироваться от двойной массы нашего Солнца до 90-кратной его массы.

Спика в созвездии Девы — одна из немногих голубых звезд в нашей галактике.

Белые звезды

Белые звезды типа А немного холоднее и менее плотные, чем голубые звезды. При этом они все еще очень яркие и хорошо заметны в ночном небе. Сириус А, самая яркая звезда на ночном небе, — белая звезда.

Желтые карлики

Нам больше всего знакомы желтые карлики, поскольку наша планета вращается вокруг одного из них. Эти звезды могут относиться к типу F или G в системе Моргана-Кинана и иметь такой же размер и массу, что и наше Солнце.

Несмотря на то, что желтые карлики немного меньше голубых звезд, они все же ярче большинства других звезд во Вселенной. Они горят при температуре от 5000 до 7000 Кельвинов и, как ожидается, живут от 10 до 15 миллиардов лет.

Оранжевые карлики

Оранжевые карлики легче желтых карликов, их масса составляет от половины до трех четвертей массы нашего Солнца. Кроме того, они значительно холоднее: температура их поверхности колеблется от 3500 до 5000 Кельвинов.

Эти звезды относятся к спектральному классу K и благодаря более низким температурам могут существовать до 30 миллиардов лет. Альфа Центавра B — один из немногих оранжевых карликов, которых мы можем наблюдать с Земли.

Красные карлики

Красные карлики, безусловно, самые многочисленные в нашей Вселенной, составляя почти 75% всех существующих звезд. Они не больше половины нашего Солнца, и ученые предсказывают, что они могут жить триллионы лет из-за низких температур.

Эти звезды типа M очень тусклые в небе, и их трудно увидеть, если они находятся далеко от Земли. Возможно, самый заметный красный карлик, Проксима Центавра, оказался ближайшим соседом нашей Солнечной системы.

Гиганты/Сверхгиганты

В конце концов, у звезд главной последовательности заканчивается водород, который превращается в гелий. Без энергии ядерного синтеза, чтобы сдерживать гравитацию, эти звезды начинают коллапсировать. Этот коллапс заставляет ядро ​​звезды перегреваться, выталкивая его поверхностные слои наружу. Эти ныне гигантские звезды могут достигать размеров в 100–1000 раз больше, чем раньше.

Это изменение также охлаждает звезду: спектральные классы F, G, K и M становятся красными. Голубые звезды сохраняют большую часть своей температуры и сохраняют синий цвет. Чтобы выжить, гигантские звезды начинают сжигать и сплавлять гелий, который они создали за последние миллионы или миллиарды лет.

Голубые гиганты

Голубые гиганты встречаются даже реже, чем голубые звезды, из которых они созданы. Хотя некоторые из них охлаждают, они продолжают гореть достаточно жарко, чтобы сохранять свой голубоватый оттенок. Звезды спектральных классов O, B и A могут стать голубыми гигантами.

Эти звезды очень яркие на ночном небе благодаря своей температуре и размеру. Голубые гиганты вырастают до десяти раз больше нашего Солнца и в 150 раз массивнее. Звезда Меисса в голове Ориона — голубой гигант.

Голубые сверхгиганты

Самые массивные голубые звезды могут стать голубыми сверхгигантами, когда в их ядрах закончится водород. Голубые сверхгиганты могут иметь температуру от 10 000 до 50 000 Кельвинов и настолько велики, что могут сиять с яркостью одного миллиона Солнц!

Они живут очень недолго, примерно 10 миллионов лет, но обладают присутствием. Эти звезды часто более чем в 20 раз больше и в 1000 раз больше массы нашего Солнца. Такие сверхредкие звезды относятся к спектральным классам O и B. В созвездии Ориона их две; Ригель и Альнитак.

Красные гиганты

Красные гиганты чрезвычайно редки в нашей галактике, хотя все они могут стать звездами типов F, G, K и M. Это просто потому, что этим классам звезд требуются миллиарды (или триллионы) лет, чтобы расплавить весь свой водород.

Увеличение размера из-за расширения красного гиганта приводит к тому, что размер от 20 до 100 раз больше, чем у нашего Солнца, что увеличивает яркость до 1000 раз по сравнению с тем, что было раньше. Эти звезды легче всего различить на ночном небе, например, Альдебаран в глазу Тельца и Арктур ​​в Волопасе.

Красные сверхгиганты

Красные сверхгиганты — самые большие звезды в известной Вселенной, поскольку расширение перегретого ядра выталкивает их на расстояние, в 1500 раз превышающее радиус Солнца. Эти звезды не горячие, их средняя температура составляет 4000 Кельвинов, но они могут быть в сотни тысяч раз ярче, чем были раньше.

Медленное горение гелия в ядре красного сверхгиганта означает, что они могут прожить более 100 миллионов лет. Антарес в Скорпионе и Бетельгейзе в Орионе являются красными сверхгигантами и светятся красивым ярким красным светом в нашем ночном небе.

Мертвые звезды

Как только весь водород, который присутствует в ядре, сгорает и вместо него образуется гелий, звезда снова остывает сама по себе. На этот раз звезда фактически умирает и оказывается в одном из нескольких разных состояний.

Белые карлики

Звезды с массой около трех солнечных или меньше превращаются в белых карликов, как только ядерный синтез прекращается. Подобно тому, как эти звезды стали гигантами, в процессе коллапса они нагреваются до температуры от 8 000 до 40 000 К. В этот момент белые карлики будут медленно остывать в течение нескольких миллиардов лет, пока они не перестанут излучать тепло или свет.

Белые карлики не превышают одной пятой размера Солнца и, как правило, не так ярки. Однако более крупные звезды перед коллапсом могут оказаться массивнее Солнца и до 100 раз ярче. Сириус Б — белый карлик.

Черные карлики

Только на теории, когда белый карлик полностью остынет, считается, что эти звезды станут черными карликами. Без источника тепла или света эти звезды было бы почти невозможно обнаружить в космосе. Учитывая, что возраст Вселенной оценивается в 13 миллиардов лет, ни одна звезда не прожила достаточно долго, чтобы стать черным карликом.

Нейтронные звезды

Массивные звезды обычно гаснут со взрывом в виде сверхновой. Оставшееся ядро ​​может схлопнуться само по себе, сжимая протоны и электроны вместе, образуя нейтроны. Этот новообразованный объект ученые называют нейтронной звездой. Пока он поддерживает массу от 1 до 3 солнечных, он будет не распадется полностью.

Все, что осталось от когда-то массивной звезды, — это суперуплотненный шар диаметром не более 20 километров. Обладая массой, подобной Солнцу, нейтронные звезды являются самым плотным объектом, известным человеку. Полдюйма (один сантиметр) куба нейтронной звезды будет весить более 900 миллиардов килограммов.

Черные дыры

После взрыва сверхновой звезды с массой более 3 солнечных она будет продолжать сжиматься внутрь, превращаясь в сингулярность. Эта сингулярность становится черной дырой с настолько сильной гравитацией, что даже свет не может вырваться.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели различные типы звезд в нашей Вселенной и их жизнь. Хотя все звезды начинают одинаково, каждая звезда имеет уникальные характеристики, которые отличают ее от всех остальных. Имейте это в виду, когда будете фотографировать свои любимые созвездия ясной красивой ночью!