A legnagyobb csillagok színesek. A csillagok spektrális osztályozása: szín- és hőmérsékletfüggés

Soha nem gondolunk arra, hogy a Naprendszerünkön kívül bolygónkon kívül más élet is létezik. Talán van élet az egyik bolygón, amely egy kék, fehér vagy vörös, esetleg sárga csillag körül kering. Talán van még egy ilyen bolygó, amelyen ugyanazok az emberek élnek, de még mindig nem tudunk róla semmit. Műholdaink és teleszkópjaink számos olyan bolygót fedeztek fel, amelyeken lehet élet, de ezek a bolygók több tízezer, sőt több millió fényévnyire vannak egymástól.

A kék vándorlók kék színű csillagok.

A gömb alakú csillaghalmazokban elhelyezkedő csillagokat, amelyek hőmérséklete magasabb, mint a közönséges csillagoké, és spektrumát a kék tartományba való jelentős eltolódás jellemzi, mint a hasonló fényességű halmazcsillagoké, kék vándorlóknak nevezzük. Ez a tulajdonság lehetővé teszi számukra, hogy kitűnjenek a halmaz többi csillagához képest a Hertzsprung-Russell diagramon. Az ilyen csillagok létezése megcáfol minden csillagfejlődési elméletet, amelynek lényege, hogy az ugyanebben az időszakban keletkezett csillagok várhatóan a Hertzsprung-Russell diagram egy jól körülhatárolható tartományában helyezkednek el. Ebben az esetben az egyetlen tényező, amely befolyásolja a csillag pontos helyét, a kezdeti tömege. A kék kóborok gyakori megjelenése a fenti görbén kívül megerősítheti egy olyan dolog létezését, mint a rendellenes csillagfejlődés.

Szakértők, akik megpróbálják megmagyarázni előfordulásuk természetét, számos elméletet terjesztettek elő. A legvalószínűbb közülük azt jelzi, hogy ezek a kék csillagok a múltban duplán szerepeltek, majd megkezdődött, vagy most megy keresztül az egyesülési folyamat. Két csillag egyesülésének eredménye egy új csillag megjelenése, amelynek tömege, fényereje és hőmérséklete sokkal nagyobb, mint az azonos korú csillagoké.

Ha ezt az elméletet valahogy be lehetne bizonyítani, akkor a csillagfejlődés elmélete mentes lenne a kék kóborok problémájától. A létrejövő csillagban nagyobb mennyiségű hidrogén lenne, ami hasonlóan viselkedne, mint egy fiatal csillag. Vannak tények, amelyek alátámasztják ezt az elméletet. A megfigyelések azt mutatták, hogy a vándorlók leggyakrabban a gömbhalmazok központi régióiban találhatók. Az egységnyi térfogatú csillagok túlnyomó száma miatt a közeli átjárók vagy ütközések valószínűbbé válnak.

Ennek a hipotézisnek a teszteléséhez szükséges tanulmányozni a kék kóborok pulzálását, mert Az egyesült csillagok aszteroszeizmológiai tulajdonságai és a normálisan pulzáló változók között eltérések lehetnek. Érdemes megjegyezni, hogy a pulzáció mérése meglehetősen nehéz. Ezt a folyamatot negatívan befolyásolja a csillagos égbolt túlzsúfoltsága, a kék kóborok lüktetésének kismértékű ingadozása, valamint változóik ritkasága is.

Az összeolvadás egyik példája 2008 augusztusában volt megfigyelhető, amikor egy ilyen incidens a V1309 objektumot érintette, amelynek fényereje a felfedezés után több tízezerszeresére nőtt, és több hónap után visszaállt eredeti értékére. A 6 éves megfigyelések eredményeként a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy ez az objektum két csillag, amelyek keringési ideje egymás körül 1,4 nap. Ezek a tények arra késztették a tudósokat, hogy elhiggyék, hogy 2008 augusztusában e két csillag összeolvadásának folyamata megtörtént.

A kék stragglereket nagy nyomaték jellemzi. Például a 47-es Tucanae-halmaz közepén található csillag forgási sebessége 75-ször nagyobb, mint a Nap forgási sebessége. A hipotézis szerint tömegük 2-3-szor nagyobb, mint a halmazban található többi csillag tömege. Kutatások során azt is megállapították, hogy ha a kék csillagok bármely más csillag közelében helyezkednek el, akkor az utóbbiak oxigén- és széntartalma alacsonyabb lesz, mint szomszédaikban. Feltehetően a csillagok kivonják ezeket az anyagokat a pályájukon mozgó többi csillagból, aminek következtében megnő a fényességük és a hőmérsékletük. A „kirabolt” csillagokban olyan helyeket fedeznek fel, ahol az eredeti szén más elemekké való átalakulásának folyamata zajlott.

Kék csillagok nevei - példák

Rigel, Gamma Paralis, Alpha Giraffe, Zeta Orionis, Tau Canis Majoris, Zeta Puppis

A fehér csillagok fehér csillagok

Friedrich Bessel, aki a Königsbergi Obszervatórium vezetője volt, 1844-ben érdekes felfedezést tett. A tudós észrevette az égbolt legfényesebb csillagának, a Szíriusznak a legkisebb eltérését az égbolton áthaladó pályájától. A csillagász felvetette, hogy a Siriusnak volt egy műholdja, és kiszámította a csillagok tömegközéppontjuk körüli forgási idejét is, ami körülbelül ötven év. Bessel nem talált megfelelő támogatást más tudósoktól, mert Senki sem tudta észlelni a műholdat, bár tömegének a Siriuséhoz kellett volna hasonlítania.

És csak 18 évvel később Alvan Graham Clark, aki az akkori idők legjobb távcsövét tesztelte, felfedezett egy halvány fehér csillagot a Sirius közelében, amelyről kiderült, hogy a műhold, a Sirius B.

Ennek a fehér csillagnak a felülete 25 ezer Kelvinre melegszik, sugara kicsi. Ezt figyelembe véve a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a műhold sűrűsége nagy (106 g/cm3 szinten, míg magának a Siriusnak körülbelül 0,25 g/cm3, a Napénak pedig 1,4 g/cm3). 55 évvel később (1917-ben) egy másik fehér törpét fedeztek fel, amelyet a felfedező tudósról neveztek el - van Maanen csillagáról, amely a Halak csillagképben található.

A fehér csillagok nevei - példák

Vega a Lyra csillagképben, Altair az Aquila csillagképben (nyáron és ősszel látható), Szíriusz, Castor.

Sárga csillagok – sárga csillagok

A sárga törpéket általában kis fősorozatú csillagoknak nevezik, amelyek tömege a Nap tömegén belül van (0,8-1,4). A név alapján az ilyen csillagok sárga izzásúak, amely a hidrogénből héliummá történő fúziós termonukleáris folyamat során szabadul fel.

Az ilyen csillagok felszíne 5-6 ezer Kelvin hőmérsékletre melegszik fel, spektrális osztályaik pedig G0V és G9V között mozognak. A sárga törpe körülbelül 10 milliárd évig él. A hidrogén égése egy csillagban megsokszorozza méretét és vörös óriássá válik. A vörös óriás egyik példája az Aldebaran. Az ilyen csillagok külső gázrétegeik ontásával bolygóködöket alkothatnak. Ebben az esetben a mag fehér törpévé alakul, amelynek nagy a sűrűsége.

Ha figyelembe vesszük a Hertzsprung-Russell diagramot, akkor rajta a sárga csillagok a fősorozat központi részében helyezkednek el. Mivel a Nap tipikus sárga törpének nevezhető, modellje meglehetősen alkalmas a sárga törpék általános modelljének figyelembevételére. De vannak más jellegzetes sárga csillagok is az égen, amelyek neve Alhita, Dabikh, Toliman, Khara stb. Ezek a csillagok nem túl fényesek. Például ugyanaz a Toliman, amely, ha nem vesszük figyelembe a Proxima Centaurit, a legközelebb van a Naphoz, 0-as magnitúdójú, ugyanakkor fényessége a legmagasabb az összes sárga törpe közül. Ez a csillag a Centaurus csillagképben található, és egy 6 csillagból álló összetett rendszer része is. A Toliman spektrális osztálya G. De a tőlünk 350 fényévre található Dabih az F spektrális osztályba tartozik. De nagy fényereje egy közeli csillag jelenlétének köszönhető, amely az A0 spektrális osztályba tartozik.

A Toliman mellett a G spektrális osztály HD82943-mal rendelkezik, amely a fő szekvencián található. Ennek a csillagnak a Naphoz hasonló kémiai összetétele és hőmérséklete miatt két nagy bolygója is van. E bolygók pályáinak alakja azonban korántsem kör alakú, így a HD82943-hoz való közeledésük viszonylag gyakran előfordul. Jelenleg a csillagászok be tudták bizonyítani, hogy ennek a csillagnak korábban sokkal több bolygója volt, de idővel mindet elnyelte.

Sárga csillagok nevei - példák

Toliman, csillag HD 82943, Hara, Dabih, Alhita

A vörös csillagok vörös csillagok

Ha életében legalább egyszer látta a távcső lencséjén keresztül a fekete háttér előtt égő vörös csillagokat az égen, akkor ennek a pillanatnak az emlékezése segít tisztábban elképzelni, miről lesz szó ebben a cikkben. Ha még soha nem látott ilyen sztárokat, legközelebb mindenképpen próbálja meg őket megtalálni.

Ha egy listát készítesz az égbolt legfényesebb vörös csillagairól, amelyeket még egy amatőr távcsővel is könnyen megtalálhatsz, rá fogsz jönni, hogy ezek mind széncsillagok. Az első vörös csillagokat 1868-ban fedezték fel. Az ilyen vörös óriások hőmérséklete alacsony, ráadásul a külső rétegeik hatalmas mennyiségű szénnel vannak tele. Ha korábban a hasonló csillagok két spektrális osztályt alkottak - R és N, akkor most a tudósok egy általános osztályba határozták meg őket - C. Mindegyik spektrális osztálynak vannak alosztályai - 9-től 0-ig. Ezenkívül a C0 osztály azt jelenti, hogy a csillag magas hőmérsékletű, de kevésbé vörös, mint a C9 osztályú csillagok. Az is fontos, hogy minden szén-domináns csillag eredendően változó legyen: hosszú periódusú, félig szabályos vagy szabálytalan.

Ezen kívül két vörös félreguláris változónak nevezett csillag is szerepelt ebben a listában, amelyek közül a leghíresebb az m Cephei. William Herschel felkeltette érdeklődését szokatlan vörös színe iránt, és „gránátalmának” nevezte el. Az ilyen csillagokat a fényerő szabálytalan változása jellemzi, amely néhány tíztől több száz napig tarthat. Az ilyen változócsillagok az M osztályba tartoznak (2400-3800 K felületi hőmérsékletű hideg csillagok).

Figyelembe véve azt a tényt, hogy az értékelésben szereplő összes csillag változó, a jelölést tisztázni kell. Általánosan elfogadott, hogy a vörös csillagok neve két összetevőből áll - a latin ábécé betűjéből és egy változó csillagkép nevéből (például T Hare). Az adott konstellációban felfedezett első változóhoz R betű tartozik, és így tovább, egészen a Z betűig. Ha sok ilyen változó van, a latin betűk kettős kombinációját biztosítjuk számukra - RR-től ZZ-ig. Ez a módszer lehetővé teszi 334 objektum „elnevezését”. Ezenkívül a csillagok V betűvel és sorozatszámmal (V228 Cygnus) együtt jelölhetők. Az értékelés első oszlopa a változók megjelölésére van fenntartva.

A táblázat következő két oszlopa a csillagok elhelyezkedését jelzi a 2000.0 időszakban. Az Uranometria 2000.0 atlasznak a csillagászat kedvelői körében megnövekedett népszerűsége következtében az értékelés utolsó oszlopában minden, az értékelésben szereplő csillag keresési táblázatának száma látható. Ebben az esetben az első számjegy a kötet számát, a második pedig a kártya sorozatszámát jelzi.

Az értékelés a csillagmagasság maximális és minimális fényerejét is megjeleníti. Érdemes megjegyezni, hogy a vörös szín nagyobb telítettsége figyelhető meg azoknál a csillagoknál, amelyek fényereje minimális. Azon csillagok esetében, amelyek változékonysági periódusa ismert, a napok számaként jelenik meg, de a nem megfelelő periódussal rendelkező objektumok Irr-ként jelennek meg.

A széncsillag megtalálása nem igényel nagy szakértelmet, elég, ha a távcső képességei elegendőek ahhoz, hogy megnézzék. Még ha mérete kicsi is, élénkvörös színének fel kell hívnia a figyelmet. Ezért nem kell idegeskednie, ha nem tudja azonnal észlelni őket. Elég, ha az atlasz segítségével megkeres egy közeli fényes csillagot, majd onnan lép át a vörösre.

A különböző megfigyelők eltérően látják a széncsillagokat. Egyesek szerint rubinokra vagy a távolban égő parázsra hasonlítanak. Mások bíbor vagy vérvörös árnyalatokat látnak az ilyen csillagokban. Kezdetben az értékelés tartalmazza a hat legfényesebb vörös csillagot, amelyek megtalálása után teljes mértékben élvezheti szépségüket.

Vörös csillagok nevei - példák

Csillagszín különbségek

Nagyon sokféle csillag létezik, leírhatatlan színárnyalatokkal. Ennek eredményeként még egy csillagkép is megkapta az „Ékszerdoboz” nevet, amelynek alapját kék és zafír csillagok alkotják, közepén pedig egy fényesen csillogó narancssárga csillag található. Ha figyelembe vesszük a Napot, halványsárga színű.

A csillagok közötti színkülönbséget közvetlenül befolyásoló tényező a felszíni hőmérsékletük. Ezt egyszerűen elmagyarázzák. A fény természeténél fogva sugárzás hullámok formájában. A hullámhossz a csúcsai közötti távolság, és nagyon kicsi. Elképzeléséhez 1 cm-t 100 ezer azonos részre kell osztania. Ezek közül a részecskék közül több alkotja a fény hullámhosszát.

Tekintettel arra, hogy ez a szám meglehetősen kicsinek bizonyul, minden, még a legjelentéktelenebb változás is az oka annak, hogy a megfigyelt kép megváltozik. Hiszen látásunk a különböző hullámhosszú fényeket különböző színként érzékeli. Például a kéknek olyan hullámai vannak, amelyek hossza 1,5-szer rövidebb, mint a vörösé.

Azt is szinte mindannyian tudjuk, hogy a hőmérséklet nagyon közvetlen hatással lehet a testek színére. Például vehet bármilyen fémtárgyat, és felteheti a tűzre. Melegítés közben pirosra vált. Ha a tűz hőmérséklete jelentősen megemelkedik, a tárgy színe megváltozik - vörösről narancssárgára, narancssárgáról sárgára, sárgáról fehérre, végül fehérről kék-fehérre.

Mivel a Nap felszíni hőmérséklete 5,5 ezer 0 C körüli, a sárga csillagok tipikus példája. De a legforróbb kék csillagok akár 33 ezer fokot is felmelegíthetnek.

A színt és a hőmérsékletet a tudósok fizikai törvények segítségével kapcsolták össze. Hogyan arányos egy test hőmérséklete egyenesen a sugárzásával és fordítottan arányos a hullámhosszával. A kék hullámok rövidebb hullámhosszúak, mint a vörös. A forró gázok fotonokat bocsátanak ki, amelyek energiája egyenesen arányos a hőmérséklettel és fordítottan arányos a hullámhosszal. Éppen ezért a legforróbb csillagokat kék-kék emissziós tartomány jellemzi.

Mivel a nukleáris üzemanyag a csillagokon nem korlátlan, hajlamos elfogyni, ami a csillagok lehűléséhez vezet. Ezért a középkorú csillagok sárgák, a régi csillagokat pedig vörösnek látjuk.

Annak következtében, hogy a Nap nagyon közel van bolygónkhoz, színe pontosan leírható. Az egymillió fényévnyire lévő csillagok esetében azonban a feladat bonyolultabbá válik. Erre szolgál a spektrográfnak nevezett eszköz. A tudósok átengedik rajta a csillagok által kibocsátott fényt, aminek eredményeként szinte minden csillag spektrális elemzése lehetséges.

Ezenkívül egy csillag színének használatával meghatározhatja annak korát, mert matematikai képletek lehetővé teszik a spektrális elemzés segítségével a csillag hőmérsékletének meghatározását, amelyből könnyen kiszámítható a kora.

Nézze meg online a sztártitkai videót

A távcső segítségével 2 milliárd csillagot figyelhet meg 21 magnitúdóig. Létezik a csillagok Harvard spektrális osztályozása. Ebben a spektrális típusok a csillagok csökkenő hőmérséklete szerint vannak elrendezve. Az osztályokat a latin ábécé betűi jelölik. Hét van belőlük: O - B - A - P - O - K - M.

A csillag külső rétegeinek hőmérsékletének jó mutatója a színe. Az O és B spektrumtípusú forró csillagok kékek; a Napunkhoz hasonló csillagok (02-es színképosztály) sárgának, míg a K és M spektrumtípusú csillagok vörösnek tűnnek.

A csillagok fényereje és színe

Minden csillagnak van színe. Vannak kék, fehér, sárga, sárgás, narancssárga és vörös csillagok. Például Betelgeuse vörös csillag, Castor fehér, Capella sárga. Fényességük szerint 1., 2., ... n-edik magnitúdójú csillagokra vannak osztva (n max = 25). A „csillagnagyság” kifejezésnek semmi köze a valódi mérethez. A csillag magnitúdója a csillagból a Földre érkező fényáramot jellemzi. A csillagok magnitúdói lehetnek töredékesek és negatívak is. A magnitúdóskála a szem fényérzékelésén alapul. A csillagok csillagmagasságra való felosztását a látszólagos fényesség alapján az ókori görög csillagász, Hipparkhosz (Kr. e. 180-110) végezte. Hipparkhosz az első magnitúdót a legfényesebb csillagokhoz rendelte; a fényesség fokozatában következő (azaz körülbelül 2,5-szer halványabb) csillagokat a második magnitúdójú csillagoknak tekintette; a második magnitúdójú csillagoknál 2,5-szer halványabb csillagokat harmadik magnitúdójú csillagoknak nevezték stb.; a szabad szemmel láthatóság határán lévő csillagok a hatodik magnitúdót kapták.

A csillagok fényességének ilyen gradációjával kiderült, hogy a hatodik magnitúdójú csillagok 2,55-ször halványabbak, mint az első magnitúdójú csillagok. Ezért 1856-ban az angol csillagász, N. K. Pogsoi (1829-1891) azt javasolta, hogy vegyék figyelembe azokat a hatodik magnitúdójú csillagokat, amelyek pontosan 100-szor gyengébbek, mint az első magnitúdójú csillagok. Minden csillag különböző távolságra helyezkedik el a Földtől. Könnyebb lenne összehasonlítani a nagyságrendeket, ha a távolságok egyenlőek lennének.

Abszolút magnitúdónak nevezzük azt a magnitúdót, amely egy csillagnak 10 parszek távolságra lenne. Az abszolút nagyságrendet - M, és a látszólagos nagyság m.

A csillagok külső rétegeinek kémiai összetételét, ahonnan sugárzásuk származik, a hidrogén teljes túlsúlya jellemzi. A második helyen a hélium áll, a többi elem tartalma pedig meglehetősen kicsi.

A csillagok hőmérséklete és tömege

A csillag spektrális típusának vagy színének ismerete azonnal megadja a felszíni hőmérsékletét. Mivel a csillagok megközelítőleg teljesen fekete testként bocsátanak ki a megfelelő hőmérsékletű testeket, a felületük egységnyi időegysége által kibocsátott teljesítményt a Stefan-Boltzmann törvény határozza meg.

A csillagok felosztása a csillagok fényességének hőmérséklettel, színnel és abszolút magnitúdóval való összehasonlítása alapján (Hertzsprung-Russell diagram):

1. fő sorozat (amelynek közepén a Nap - egy sárga törpe)
2. szuperóriások (nagy méretű és nagy fényerejű: Antares, Betelgeuse)
3. vörös óriás sorozat
4. törpék (fehér - Sirius)
5. szubtörpék
6. fehér-kék sorozat

Ez a felosztás a sztár életkorán is alapul.

A következő csillagokat különböztetjük meg:

1. közönséges (Nap);
2. double (Mizar, Albkor) a következőkre oszlik:

• a) vizuálisan megduplázódik, ha a kettősségük távcsövön keresztül megfigyelhető;
• b) többszörösek - 2-nél nagyobb, de 10-nél kisebb számú csillagrendszer;
• c) az optikai binárisok olyan csillagok, amelyek közelsége az égboltra való véletlenszerű vetítés eredménye, és a térben távol vannak;
• d) a fizikai binárisok olyan csillagok, amelyek egyetlen rendszert alkotnak, és kölcsönös vonzási erők hatására forognak egy közös tömegközéppont körül;
• e) a spektroszkópiai binárisok olyan csillagok, amelyek a kölcsönös forgás során közel kerülnek egymáshoz, és kettősségük a spektrum alapján meghatározható;
• f) az eclipsing binárisok olyan csillagok, amelyek a kölcsönös keringés során blokkolják egymást;

Új sztárok- ezek olyan csillagok, amelyek régen léteztek, de hirtelen fellángoltak. Fényességük rövid időn belül 10 000-szeresére nőtt (a fényerő-változás amplitúdója 7-14 magnitúdó volt).

Szupernóvák- ezek olyan csillagok, amelyek láthatatlanok voltak az égen, de hirtelen fellángoltak, és 1000-szeresére növelték fényességüket a közönséges új csillagokhoz képest.

Pulzár- egy szupernóva-robbanás által létrehozott neutroncsillag.

A pulzárok teljes számára és élettartamára vonatkozó adatok azt mutatják, hogy évszázadonként átlagosan 2-3 pulzár születik, ami megközelítőleg egybeesik a galaxisban előforduló szupernóva-robbanások gyakoriságával.

A csillagok evolúciója

Mint minden test a természetben, a csillagok sem maradnak változatlanok, születnek, fejlődnek, és végül meghalnak. Korábban a csillagászok úgy gondolták, hogy több millió évbe telt, mire csillagközi gázból és porból csillag keletkezett. De az elmúlt években fényképeket készítettek az égbolt egy olyan területéről, amely a Nagy Orion-köd részét képezi, ahol néhány év alatt egy kis csillaghalmaz jelent meg. Az 1947-es fényképeken ezen a helyen három csillagszerű objektumból álló csoportot rögzítettek. 1954-re néhányuk hosszúkássá vált, és 1959-re ezek a hosszúkás képződmények különálló csillagokra bomlottak. Az emberiség történetében először az emberek szó szerint a szemünk láttára figyelték meg a csillagok születését.

Az égbolt számos részén megvannak a csillagok megjelenéséhez szükséges feltételek. A Tejútrendszer homályos területeiről készült fényképek tanulmányozásakor szabálytalan alakú kis fekete foltokat, vagy gömbölyűket lehetett észlelni, amelyek hatalmas por- és gázfelhalmozódást jelentenek. Ezek a gáz- és porfelhők porszemcséket tartalmaznak, amelyek nagyon erősen elnyelik a mögöttük elhelyezkedő csillagokból érkező fényt. A gömböcskék mérete óriási - akár több fényév átmérőjű. Annak ellenére, hogy ezekben a halmazokban az anyag nagyon ritka, össztérfogatuk olyan nagy, hogy ez elég kis csillaghalmazok kialakításához, amelyek tömege közel van a Naphoz.

A fekete gömbben a környező csillagok által kibocsátott sugárzási nyomás hatására az anyag összenyomódik és tömörödik. Az ilyen kompresszió a gömböcskét körülvevő sugárforrásoktól és az utóbbi intenzitásától függően egy bizonyos időn keresztül következik be. A gömbölyű közepén lévő tömegkoncentrációból eredő gravitációs erők szintén hajlamosak a gömböcske összenyomására, aminek következtében az anyag a középpontja felé esik. Leesésük során az anyagrészecskék kinetikus energiára tesznek szert, és felmelegítik a gázokat a bal oldali felhőben.

Az anyag bukása több száz évig is eltarthat. Eleinte lassan, nem kapkodva történik, mivel a részecskéket középpontba vonzó gravitációs erők még nagyon gyengék. Egy idő után, amikor a gömböcske kisebb lesz, és a gravitációs tér felerősödik, az esés gyorsabban kezd bekövetkezni. De a gömböcske hatalmas, átmérője legalább egy fényév. Ez azt jelenti, hogy a külső határától a központig tartó távolság meghaladhatja a 10 billió kilométert. Ha egy részecske a gömböcske széléről valamivel kisebb, mint 2 km/s sebességgel kezd esni a középpont felé, akkor csak 200 000 év múlva éri el a középpontot.

A csillagok élettartama a tömegétől függ. A Nap tömegénél kisebb tömegű csillagok nagyon gazdaságosan költik el nukleáris üzemanyag-tartalékaikat, és akár több tízmilliárd évig is ragyoghatnak. A Naphoz hasonló csillagok külső rétegei, amelyek tömege nem haladja meg az 1,2 naptömeget, fokozatosan kitágulnak, és végül teljesen elhagyják a csillag magját. Az óriás helyén egy kicsi és forró fehér törpe marad.

Tiszta éjszakán, ha alaposan megnézed, számtalan színes csillagot láthatsz az égen. Gondolkoztál már azon, hogy mi határozza meg villogásuk árnyalatát, és milyen színű égitestek vannak?

A csillag színét a felszíni hőmérséklete határozza meg. A világítótestek szétszóródása, mint a drágakövek, végtelenül változatos árnyalatokkal rendelkezik, mint egy művész varázslatos palettája. Minél melegebb a tárgy, annál nagyobb a felületéről érkező sugárzás energiája, ami azt jelenti, hogy a kibocsátott hullámok hossza annál rövidebb.

Már a hullámhossz enyhe eltérése is megváltoztatja az emberi szem által észlelt színt. A leghosszabb hullámhosszak vörös árnyalatúak, a hőmérséklet emelkedésével narancssárgára, sárgára változik, fehérre, majd fehér-kékre változik.

A világítótestek gázhéja ideális sugárzóként szolgál. A csillag színe alapján kiszámíthatja annak korát és felszíni hőmérsékletét. Természetesen az árnyalatot nem „szemmel”, hanem egy speciális műszerrel - egy spektrográfral - határozzák meg.

A csillagok spektrumának tanulmányozása korunk asztrofizikájának alapja. Az, hogy milyen színűek az égitestek, legtöbbször az egyetlen rendelkezésünkre álló információ róluk.

Kék csillagok

A kék csillagok a legtöbbek nagy és meleg. Külső rétegeik hőmérséklete átlagosan 10 000 Kelvin, az egyes csillagóriásoknál pedig elérheti a 40 000-et.

Ebben a tartományban bocsátanak ki új csillagok, amelyek csak most kezdik „életútjukat”. Például, Rigel, az Orion csillagkép két fő világítótestének egyike, kékesfehér.

Sárga csillagok

Bolygórendszerünk középpontja az Nap- felületi hőmérséklete meghaladja a 6000 Kelvint. Az űrből ez és a hasonló világítótestek vakítóan fehérnek tűnnek, bár a Földről inkább sárgának tűnnek. Az arany csillagok középkorúak.

A többi általunk ismert világítótest közül a fehér csillag az Sirius, bár színét elég nehéz szemmel meghatározni. Ez azért van így, mert a horizont felett alacsony pozíciót foglal el, és felénk tartva a többszörös fénytörés miatt a sugárzása erősen torzul. A középső szélességi fokokon a gyakran villogó Sirius fél másodperc alatt képes bemutatni a teljes színspektrumot!

Vörös csillagok

Az alacsony hőmérsékletű csillagok sötétvöröses árnyalatúak. például a vörös törpék, amelyek tömege kisebb, mint a Nap tömegének 7,5%-a. Hőmérsékletük 3500 Kelvin alatt van, és bár ragyogásuk sokféle szín és árnyalat gazdag csillogása, vörösnek látjuk.

A hidrogénüzemanyagból kifogyott óriáscsillagok is vörösnek vagy akár barnának tűnnek. Általánosságban elmondható, hogy az öreg és lehűlő csillagok emissziója a spektrumnak ebben a tartományában található.

Az Orion csillagkép második fő csillaga kifejezetten vörös árnyalatú, Betelgeuse, és kicsit jobbra és felette található az égtérképen Aldebaran, narancssárga színű.

A létező legrégebbi vörös csillag - HE 1523-0901 a Mérleg csillagképből - egy óriási, második generációs lámpatest, amely galaxisunk szélén található, 7500 fényévnyi távolságra a Naptól. Lehetséges kora körülbelül 13,2 milliárd év, ami nem sokkal kevesebb, mint az Univerzum becsült kora.

Karpov Dmitrij

Városi Oktatási Intézmény 25. Számú Középiskola 1. osztályos tanulójának kutatómunkája.

A tanulmány célja: megtudhatja, miért vannak különböző színűek a csillagok az égen.
Módszerek és technikák: megfigyelések, kísérletezés, megfigyelési eredmények összehasonlítása és elemzése, kirándulás a planetáriumba, munka különféle információforrásokkal.

Adat fogadva: A csillagok forró gázgömbök. A hozzánk legközelebbi csillag a Nap. Minden csillag különböző színű. A csillag színe a felszínén lévő hőmérséklettől függ. A kísérletnek köszönhetően sikerült megállapítanom, hogy a felhevített fém a hőmérséklet emelkedésével először vörösen, majd sárgán és végül fehéren kezd világítani. Ugyanez a sztárokkal. A vörösek a leghidegebbek, a fehérek (vagy akár a kékek!) a legmelegebbek. A nehéz csillagok forró és fehérek, a könnyű, nem nagy tömegű csillagok vörösek és viszonylag hidegek. A csillag színe is felhasználható a korának meghatározására. A fiatal sztárok a legdögösebbek. Fehér és kék fénnyel ragyognak. Az öreg, lehűlő csillagok vörös fényt bocsátanak ki. A középkorú csillagok pedig sárga fénnyel világítanak. A csillagok által kibocsátott energia olyan hatalmas, hogy azokban a távoli távolságokban is láthatjuk őket, ahonnan tőlünk távolodnak el: több tíz, száz, több ezer fényévre!
Következtetések:
1. A csillagok színesek. A csillag színe a felszínén lévő hőmérséklettől függ.

2. A csillag színe alapján meghatározhatjuk a korát és tömegét.

3. A csillagokat az általuk kibocsátott hatalmas energiának köszönhetően láthatjuk.

Letöltés:

Előnézet:

XIV városi tudományos és gyakorlati konferencia iskolásoknak

"Első lépések a tudomány felé"

Miért különböző színűek a csillagok?

G. Szocsi.

Vezetője: Marina Viktorovna Mukhina, általános iskolai tanár

Önkormányzati oktatási intézmény 25. számú középiskola

Szocsi

2014

BEVEZETÉS

Örökké csodálhatod a csillagokat, titokzatosak és vonzóak. Ősidők óta az emberek nagy jelentőséget tulajdonítottak ezeknek az égitesteknek. A csillagászok az ókortól napjainkig azt állítják, hogy a csillagok elhelyezkedése az égen különleges hatással van az emberi élet szinte minden területére. Az időjárást a csillagok határozzák meg, horoszkópok és jóslatok születnek, az elveszett hajók pedig utat találnak a nyílt tengeren. Milyenek valójában, ezek a csillogó világító pontok?

A csillagos ég rejtélye kivétel nélkül minden gyermek számára érdekes. A tudósok és csillagászok sok kutatást végeztek, és sok titkot felfedtek. Sok könyvet írtak a sztárokról, sok ismeretterjesztő filmet készítettek, és sok gyerek mégsem ismeri a csillagos égbolt minden titkát.

Számomra a csillagos ég rejtély marad. Minél többet néztem a csillagokat, annál több kérdés merült fel bennem. Az egyik ilyen volt: milyen színűek ezek a csillogó, elbűvölő csillagok.

A tanulmány célja:magyarázza el, miért különböző színűek a csillagok az égen.

Feladatok, amelyeket magamnak tűztem ki: 1. felnőttekkel beszélgetve, enciklopédiákat, könyveket, INTERNET-anyagokat olvasva keresem a választ a kérdésre;

2. megfigyelni a csillagokat szabad szemmel és távcső segítségével;

3. kísérlet segítségével bizonyítsd be, hogy a csillag színe függ a hőmérsékletétől;

4. mesélj osztálytársaidnak a sztárvilág sokszínűségéről.

A vizsgálat tárgya– égitestek (csillagok).

Tanulmányi tárgy– csillag paraméterek.

Kutatási módszerek:

• Szakirodalom olvasása és népszerű tudományos műsorok megtekintése;
• A csillagos égbolt tanulmányozása távcsővel és speciális szoftverrel;
• Kísérlet egy tárgy színének hőmérsékletétől való függésének tanulmányozására.

Az eredmény Az a feladatom, hogy felkeltsem az osztálytársaim érdeklődését a téma iránt.

1. fejezet Mik azok a csillagok?

Gyakran néztem a csillagos eget, amely sok világító pontból állt. A csillagok különösen éjszaka és felhőtlen időben láthatók. Különleges, elbűvölő kisugárzásukkal mindig felkeltették a figyelmemet. Az asztrológusok úgy vélik, hogy befolyásolhatják egy személy sorsát és jövőjét. De kevesen tudnak válaszolni arra a kérdésre, hogy mik is ezek.

A referencia irodalom tanulmányozása után sikerült rájönnöm, hogy a csillag egy égitest, amelyben termonukleáris reakciók mennek végbe, ami egy hatalmas, világító gázgömb.

A csillagok a leggyakoribb objektumok az univerzumban. A létező csillagok számát nagyon nehéz elképzelni. Kiderült, hogy csak a mi galaxisunkban több mint 200 milliárd csillag van, és rengeteg galaxis található az univerzumban. Szabad szemmel körülbelül 6000 csillag látható az égen, 3000 minden féltekén. A csillagok óriási távolságra helyezkednek el a Földtől.

A hozzánk legközelebb álló leghíresebb csillag természetesen a Nap. Ezért úgy tűnik számunkra, hogy más világítótestekhez képest nagyon nagy. Nappal minden más csillagot elhomályosít a fényével, így nem látjuk őket. Ha a Nap 150 millió kilométerre helyezkedik el a Földtől, akkor a többihez legközelebb eső másik csillag, a Kentaur már 42 000 milliárd kilométerre található tőlünk.

Hogyan jelent meg a Nap? Az irodalom tanulmányozása után rájöttem, hogy a többi csillaghoz hasonlóan a Nap is kozmikus gáz és por felhalmozódásából jelent meg. Az ilyen halmazt ködnek nevezzük. A gázt és a port sűrű masszává préselték össze, amely 15 000 000 kelvin hőmérsékletre hevült. Ezt a hőmérsékletet a Nap középpontjában tartják fenn.

Így sikerült rájönnöm, hogy a csillagok gázgömbök az Univerzumban. De akkor miért világítanak különböző színekben?

2. fejezet A csillagok hőmérséklete és színe

Először úgy döntöttem, hogy megkeresem a legfényesebb csillagokat. Feltételeztem, hogy a legfényesebb csillag a Nap. Speciális műszerek hiányában a csillagok fényességét szabad szemmel, majd távcsövemmel határoztam meg. Egy teleszkópon keresztül a csillagok különböző fényességű pontokként láthatók, részletek nélkül. A napot csak speciális szűrőkkel lehet megfigyelni. De nem minden csillag látható, még távcsövön keresztül sem, és akkor az információforrásokhoz fordultam.

A következő következtetéseket vontam le: a legfényesebb csillagok: 1. Óriáscsillag R136a12 (csillagképző régió 30 Doradus) ; 2. Óriáscsillag VY SMa (a Canis Major csillagképben)3. Deneb (a csillagképbenα Hattyú); 4. Rigel(a β csillagképben Orion); 5. Betelgeuse (az α Orion csillagképben). Apám segített meghatározni a csillagok nevét az iPhone-hoz készült Star Rover programmal. Ugyanakkor a csillagok közül az első három kékes, a negyedik fehér-kék, az ötödik pedig vöröses-narancssárga fényű. A tudósok segítségével fedezték fel a legfényesebb csillagotA NASA Hubble Űrteleszkópja.

Kutatásaim során észrevettem, hogy a csillagok fényessége a színüktől függ. De miért más minden csillag?

Nézzük a Napot, egy szabad szemmel látható csillagot. Kora gyermekkora óta sárgának ábrázoljuk, mert ez a csillag valójában sárga. Elkezdtem tanulmányozni ennek a csillagnak a tulajdonságait.Felületének hőmérséklete körülbelül 6000 fok.Az enciklopédiákban és az INTERNETEN tanultam más sztárokról. Kiderült, hogy minden csillag különböző színű. Némelyikük fehér, mások kékek, mások narancssárgák. Vannak fehér és vörös csillagok. Kiderült, hogy egy csillag színe a felszínén lévő hőmérséklettől függ. A legforróbb csillagok fehérnek és kéknek tűnnek számunkra. Felületükön a hőmérséklet 10 és 100 000 fok között van. Az átlagos hőmérsékletű csillag sárga vagy narancssárga színű. A leghidegebb csillagok vörösek. Felületükön a hőmérséklet körülbelül 3000 fok. És ezek a csillagok sokszor forróbbak, mint a tűz lángja.

Szüleimmel a következő kísérletet végeztük: vas kötőtűt melegítettünk gázégőn. Eleinte a kötőtű szürke volt. Melegítés után izzott és piros lett. A hőmérséklete emelkedett. Lehűlés után a küllő ismét szürke lett. Arra a következtetésre jutottam, hogy a hőmérséklet emelkedésével a csillag színe megváltozik.Ráadásul a sztároknál nem minden úgy van, mint az embereknél. Az emberek általában vörösre válnak, ha melegük van, és kékre, ha hidegek vannak. De a csillagokkal ez fordítva van: minél forróbb a csillag, annál kékebb, és minél hidegebb a csillag, annál kékebb.

Mint tudják, a felhevített fém először vörösen, majd sárgán és végül fehéren kezd világítani a hőmérséklet emelkedésével. Ugyanez a sztárokkal. A vörösek a leghidegebbek, a fehérek (vagy akár a kékek!) a legmelegebbek.

3. fejezet. A csillag tömege és színe. Csillagkor.

Amikor 6 éves voltam, anyámmal elmentünk az omszki planetáriumba. Ott megtanultam, hogy minden csillag különböző méretű. Egyesek nagyok, mások kicsik, vannak nehezebbek, mások könnyebbek. A vizsgált csillagokat felnőttek segítségével igyekeztem a legkönnyebbtől a legnehezebbig rendezni. És ezt vettem észre! Kiderült, hogy a kékek nehezebbek, mint a fehérek, a fehérek a sárgáknál, a sárgák a narancssárgánál, a narancssárgák pedig a pirosaknál.

A csillag színe is felhasználható a korának meghatározására. A fiatal sztárok a legdögösebbek. Fehér és kék fénnyel ragyognak. Az öreg, lehűlő csillagok vörös fényt bocsátanak ki. A középkorú csillagok pedig sárga fénnyel világítanak.

A csillagok által kibocsátott energia olyan hatalmas, hogy azokban a távoli távolságokban is láthatjuk őket, ahonnan tőlünk távolodnak el: több tíz, száz, több ezer fényévre!

Ahhoz, hogy lássunk egy csillagot, fényének át kell jutnia a Föld légkörének légrétegein. A vibráló levegőrétegek valamelyest megtörik a közvetlen fényáramot, és nekünk úgy tűnik, hogy a csillagok pislognak. Valójában a közvetlen, folyamatos fény a csillagoktól származik.

A Nap nem a legnagyobb csillag, a sárga törpék közé tartozik. Amikor ez a csillag kigyulladt, hidrogénből készült. De a termonukleáris reakciók hatására ez az anyag héliummá kezdett átalakulni. A csillag fennállása alatt (körülbelül 5 milliárd év) a hidrogén körülbelül fele elégett. Így a Napnak annyi ideig kell „élnie”, ameddig már létezik. Amikor szinte az egész hidrogént elégetik, ez a csillag nagyobb lesz, és Vörös Óriássá válik. Ez nagy hatással lesz a Földre. Bolygónk elviselhetetlenül forró lesz, az óceánok felforrnak, és az élet lehetetlenné válik.

KÖVETKEZTETÉS

Így kutatásaim eredményeként osztálytársaimmal új ismereteket szereztünk a csillagok mibenlétéről, valamint arról, hogy mitől függ a csillagok hőmérséklete és színe.

BIBLIOGRÁFIAI LISTÁJA.

Különböző színű csillagok

Napunk halványsárga csillag. Általában a csillagok színe elképesztően változatos színpaletta. Az egyik csillagkép neve „Ékszerdoboz”. Zafír és kék csillagok vannak szétszórva az éjszakai égbolt fekete bársonyán. Közöttük, a csillagkép közepén egy élénk narancssárga csillag található.

Különbségek a csillagok színében

A csillagok színének különbségeit az magyarázza, hogy a csillagok hőmérséklete eltérő. Ezért történik ez. A fény hullámsugárzás. Egy hullám csúcsai közötti távolságot hosszának nevezzük. A fényhullámok nagyon rövidek. Mennyi? Próbáljon meg egy hüvelyket 250 000 egyenlő részre osztani (1 hüvelyk 2,54 centiméter). Több ilyen rész alkotja a fény hullámhosszát.

Az ilyen jelentéktelen fényhullámhossz ellenére a fényhullámok mérete közötti legkisebb különbség drámaian megváltoztatja a megfigyelt kép színét. Ez abból adódik, hogy a különböző hosszúságú fényhullámokat különböző színűnek érzékeljük. Például a vörös hullámhossza másfélszer hosszabb, mint a kék hullámhossza. A fehér szín különböző hosszúságú fényhullámok fotonjaiból, azaz különböző színű sugarakból álló sugár.

A mindennapi tapasztalatból tudjuk, hogy a testek színe a hőmérséklettől függ. Helyezzen egy vaspókert a tűzre. Ahogy felmelegszik, először pirosra vált. Akkor még jobban elpirul. Ha a pókert még jobban fel lehetne melegíteni anélkül, hogy megolvadna, akkor pirosból narancssárgává, majd sárgává, majd fehérré, végül kék-fehér színűvé válna.