Почему горят звёзды. История изучения звезд и их свечения

> Что такое звезды?

Что такое звезды?

Каждая звезда представляет собой огромный шар из раскаленных газов. Как правило, водород составляет примерно 90%, гелий чуть меньше 10%, а остальное приходится на примеси других газов. В центре звезды должна быть температура порядка 6 000 000°С, чтобы могла протекать термоядерная реакция. В ходе термоядерной реакции, водород превращается в гелий, при этом выделяется колоссальное количество энергии. Эта энергия, прорываясь наружу, не дает звезде сжаться за счет собственных сил притяжения и излучается в космос в виде света. Самые маленькие звезды имеют размер примерно в 10 раз меньше Солнца. Самые большие известные звезды больше Солнца в 150 раз.

Ближайшая к нам звезда — Проксима из системы альфа Центавра. Расстояние до неё 4,22 световых года. Для полета на неё со скоростью, которая сейчас достижима, потребуется несколько тысяч лет. Для этого необходимо придумать космический корабль, который обеспечил бы жизнь нескольких поколений людей. Технологий, которые бы это обеспечили, пока нет. С другой стороны можно разработать космический корабль, который смог бы летать со скоростью, как можно более близкой к скорости света. Но и такого корабля пока не существует. Люди давно мечтают полететь к звездам. Ученые долгие годы работают над этой проблемой, но до того, как ее окончательно решат, пройдет еще очень много времени.

Звезда является небесным телом, которое с Земли видится как светящаяся точка на ночном небе. Вообще звезды — это огромные шары из раскаленных газов. В центральной их части температура достигает 6 000 000°С. При такой температуре протекает термоядерная реакция, преобразующая водород в гелий. При этом выделяется колоссальное количество энергии. Эта энергия из центра звезды прорывается к поверхности и излучается в космос в виде света. Интересно, что звезды часто называют главными телами Вселенной, потому что в них заключена основная масса светящегося вещества в природе.

Если взглянуть в телескоп на звездное небо, то можно заметить, что помимо звезд там имеются различного рода и формы туманности, которые могут стать местами рождения новых звезд. В некоторый момент развития любое газопылевое облако туманности может начать уплотняться. Оно сжимается в шар и разогревается до высокой температуры. В момент, когда температура достигает примерно 6 000 000°С, начинается термоядерная реакция. В ходе реакции водород превращается в гелий и выделяется огромное количество энергии, которая прорывается к поверхности и излучается в космос в виде света. Именно таким сейчас является наше Солнце.

Среди звезд бывают белые и красные карлики, новые и сверхновые, нейтронные звезды. Ученые называют их так или иначе в зависимости от их массы, состава, особенностей света, который они излучают.

Кроме того, астрономы делят звезды на классы, которые обозначают буквами: O, B, A, F, G, K, M. Для запоминания этой последовательности придумали специальную формулу, где первая буква каждого слова (в английском варианте) — название класса звезд: Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь. Звезды разных классов отличаются цветом, яркостью и массой.

Крупная звезда сияет примерно 30 миллиардов лет. Потом она превращается в сверхгиганта и пульсирует ещё до 70 миллиардов лет. Когда топливо сгорает полностью и прекращаются все термоядерные реакции, которые удерживают внешние слои звезды, светило превращается в нейтронную звезду. А вокруг ещё долго видны волны горячего газа, которые расходятся от неё в разные стороны. Размеры нейтронных звезд невелики: редко более 20 километров в диаметре. Плотность в 100 миллионов раз превышает плотность Земли. Сила тяжести на поверхности нейтронной звезды примерно в 100 миллиардов раз больше, чем у нас на Земле.

Чёрные дыры — это астрономические объекты, обладающие удивительными свойствами. Они притягивают к себе все с очень большой силой: даже свет звёзд не может вырваться из их «ловушки», поэтому сами дыры кажутся нам чёрными. Особенностью чёрных дыр является очень большая масса при достаточно небольших размерах. Причём, чем тяжелее чёрная дыра, тем меньше её плотность. Так чёрная дыра с массой, равной массе Земли имела бы размер около 9 миллиметров, а сверхмассивные чёрные дыры имеют плотность всего лишь около 20 кг/м3 — гораздо меньше плотности воды. Чёрные дыры обычно образуются из больших звёзд, на которых прекратились термоядерные реакции. Эти звёзды начинают сжиматься до тех пор, пока не образуется чёрная дыра.

Многие знакомые нам светила кратные, то есть состоят из нескольких звезд, вращающихся друг вокруг друга. Ближайшая к нам кратная звезда — это тройная система альфа Центавра. В ней имеются три части: альфа А Центавра, альфа В Центавра и Проксима. Самая яркая кратная звездная система — Сириус. В ней две части: Сириус А и Сириус В. Причем последний имеет массу необычно большую по отношению к своим размерам. Это был первый обнаруженный в небе белый карлик. Некоторые двойные звезды называют затменно-переменными. Это такие системы из двух светил, в которых одно периодически загораживает другое. Когда одна звезда затмевает другую — блеск уменьшается, когда видны обе — блеск максимален.

Звезды не отражают свет, как это делают планеты и их спутники, а излучают его. Причем ровно и постоянно. А мигание, видимое на Земле, возможно, вызвано наличием разнообразных микрочастиц в космосе, которые, попадая в световой луч, прерывают его.

Самая яркая звезда, с точки зрения землян

Со школьной скамьи известно, что Солнце - это звезда. С нашей планеты - это а по меркам Вселенной - чуть меньше средней и по размерам, и по яркости. Огромное количество звезд крупнее Солнца, но их значительно меньше.

Звездная градация

Разделять небесные светила по величине начали еще древнегреческие астрономы. Под понятием «величина» и тогда, и сейчас имеют в виду яркость свечения звезды, а не ее физическую величину.

Различаются звезды и по длине излучения. По спектру волн, а он, действительно, разнообразен, астрономы могут рассказать о химическом составе тела, температуре и даже удаленности.

Ученые спорят

Не одно десятилетие длится полемика по вопросу «почему звезды светят». Единого мнения до сих пор нет. Трудно поверить даже физикам-ядерщикам, что происходящие в звездном теле реакции, могут выделять такое огромное количество энергии, причем не останавливаясь.

Проблема проходящего в звездах, занимает ученых очень давно. Астрономы, физики, химики предпринимали попытки выяснить, что дает толчок к извержению тепловой энергии, которое сопровождается ярким излучением.

Химики полагают, что свет далекой звезды - это последствия экзотермической реакции. Она завершается выбросом значительного количества тепла. Физики утверждают, что в теле звезды не может проходить химических реакций. Ибо ни одна из них не способна идти безостановочно миллиарды лет.

Ответ на вопрос «почему звезды светят» стал немного ближе после открытия Менделеевым таблицы элементов. Теперь абсолютно по-новому стали рассматриваться химические реакции. В результате экспериментов были получены новые радиоактивные элементы, и теория радиоактивного распада становится версией номер один в бесконечном споре о свечениях звезд.

Современная гипотеза

Свет далекой звезды не давал «уснуть» Сванте Аррениусу - шведскому ученому. В начале прошлого века он перевернул идею излучения звездами тепла, разработав концепцию Она состояла в следующем. Основной источник энергии в теле звезды - атомы водорода, постоянно участвующие в химических реакциях друг с другом, образуют гелий, который значительно тяжелее своего предшественника. Процессы превращения происходят из-за давления газа большой плотности и дикой для нашего понимания температурой (15 000 000̊С).

Гипотеза пришлась по вкусу многим ученым. Вывод был однозначен: звезды на ночном небе светятся, потому что внутри происходит реакция синтеза и выделяемой при этом энергии больше чем достаточно. Также стало понятно, что соединение водорода может идти безостановочно много миллиардов лет подряд.

Итак, почему звезды светят? Энергия, которая выделяется в ядре, передается во внешнюю газовую оболочку и происходит видимое нам излучение. Сегодня ученые практически уверены, что «дорога» луча от ядра к оболочке занимает более сотни тысяч лет. До Земли луч от звезды тоже идет достаточно долго. Если излучение от Солнца доходит до Земли за восемь минут, звезды поярче - Проксимы Центавры - почти за пять лет, то свет остальных может идти десятки и сотни лет.

Ещё одно «почему»

Почему звезды излучают свет теперь понятно. Почему он мерцает? Свечение, идущее от звезды, на самом деле ровное. Это происходит из-за гравитации, которая притягивает выталкиваемый звездой газ обратно. Мерцание звезды - это своеобразная погрешность. Человеческий глаз видит звезду через несколько слоев воздуха, который пребывает в постоянном движении. Звездный луч, проходя через эти слои, кажется мерцающим.

Так как атмосфера непрестанно движется, горячие и холодные потоки воздуха, проходя друг под другом, образуют завихрения. Это приводит к искривлению светового луча. тоже изменяется. Причина в неравномерности концентрации доходящего до нас луча. Смещается и сама звездная картина. Виной этому явлению являются, проходящие в атмосфере, например, порывы ветра.

Разноцветные звезды

В безоблачную погоду ночное небо радует глаз ярким многоцветием. Насыщенно-оранжевая окраска у и Арктур, а вот Антарес и Бетельгейзе - нежно-красные. Сириус и Вега молочно-белого оттенка, с голубым отливом - Регул и Спика. Знаменитые гиганты - Альфа Центавра и Капелла - сочно желтые.

Почему звезды светят по-разному? Цвет звезды зависит от ее внутренней температуры. Самые «холодные» - красные. На их поверхности всего 4 000̊С. с поверхностным нагревом до 30 000̊С - считаются самыми горячими.

Космонавты рассказывают, что на самом деле звезды свет ровно и ярко, а подмигивают они только землянам...

Звезды - это основные объекты видимой для нас Вселенной. Космический мир необыкновенный и разнообразный. Тема о вселенских светилах неисчерпаема. Солнце создано для того, чтобы светить днем, а звезды - для того, чтобы освещать человеку земной путь ночью. В этой статье пойдет речь о том, как образуется видимый нами свет, исходящий от удивительных небесных тел.

Зарождение

Рождение звезды, так же как и ее угасание, можно визуально увидеть на ночном небе. Астрономы давно наблюдают за этими явлениями и уже сделали множество открытий. Все они описаны в специальной научной литературе. Звезды - это светящиеся огненные шары невероятно больших размеров. Но почему они светятся, мерцают и переливаются разными цветами?

Эти небесные тела рождаются из диффузной газопылевой среды, возникшей в результате гравитационного сжатия в более плотных слоях, плюс воздействие собственного тяготения. Состав межзвездной среды - это в основном газ (водород и гелий) с пылью твердых минеральных частиц. Наше главное светило - звезда по имени Солнце. Без него жизнь для всего сущего на нашей планете невозможна. Интересно, что многие звезды намного больше Солнца. Почему мы не ощущаем их воздействия и спокойно можем без них существовать?

Наш источник тепла и света расположен близко к Земле. Поэтому для нас существенно ощутим его свет и тепло. Звезды горячее Солнца, больше его по размерам, но они находятся на столь далеких расстояниях, что мы можем только наблюдать их свет, и то только ночью.

Они кажутся всего лишь мерцающими точками на ночном небосводе. А почему мы не видим их днем? Звездный свет похож на лучики от фонарика, который днем едва увидишь, а ночью без него не обойтись - он хорошо освещает дорогу.

Когда ярче всего и почему светятся звезды на небе ночном?

Август - это самый лучший месяц для наблюдений за звездами. В такое время года вечера темные, а воздух прозрачный. Создается ощущение, что до неба можно дотянуться рукой. Дети, поднимая взор к небу, всегда задаются вопросом: «Почему звезды светятся и куда они падают?» Дело в том, что в августе часто люди наблюдают звездопад. Это необыкновенное зрелище, манящее наши взоры и души. Существует поверье, что, видя падающую звезду, нужно загадать желание, которое непременно исполнится.

Однако интересно то, что на самом деле это не звезда падает, а сгорает метеор. Как бы там ни было, а явление это очень красивое! Времена идут, поколения людей сменяют друг друга, но небо все то же - прекрасное и загадочное. Так же как и мы, на него смотрели наши предки, угадывали в звездных скоплениях фигуры различных мифологических персонажей и предметов, загадывали желания и мечтали.

Как появляется свет?

Космические объекты, называемые звездами, выделяют неимоверно большое количество тепловой энергии. Энергетические выбросы сопровождаются сильным излучением света, определенная часть которого доходит до нашей планеты, и мы имеем возможность его наблюдать. Это и есть краткий ответ на вопрос: «Почему звезды светятся на небе, и все ли небесные светила к ним относятся?» Например, Луна - это спутник Земли, а Венера - планета солнечной системы. Мы видим не их собственный свет, а лишь его отражение. Звезды сами являются источником светового излучения, появляющегося в результате выброса энергии.

Некоторые небесные объекты имеют белый свет, а другие - голубой или оранжевый. Есть и такие, что переливаются разными оттенками. С чем это связано и почему звезды светятся разными цветами? Дело в том, что они являются огромными шарами, состоящими из раскаленных до очень высоких температур газов. Поскольку эта температура колеблется, звезды имеют разное свечение: самые горячие - это голубые, далее следуют белые, еще холоднее - желтые, затем оранжевые и красные.

Мерцание

Многим интересно: почему звезды светятся ночью и свет их мерцает? Прежде всего - они не мерцают. Это нам лишь кажется. Дело в том, что звездный свет проходит сквозь толщу земной атмосферы. Луч света, преодолевая такие длительные расстояния, подвергается большому числу преломлений и изменений. Для нас эти преломления выглядят в виде мерцаний.

Звезда имеет свой жизненный цикл. На разных этапах этого цикла она светится по-разному. Когда время ее существования подходит к завершению, она начинает постепенно превращаться в красного карлика и охлаждается. Излучение умирающего светила пульсирует. Так создается впечатление мерцания (мигания). Днем свет от звезды никуда не исчезает, но его затмевает слишком яркое и близкое солнечное сияние. Поэтому ночью мы их видим благодаря тому, что нет лучей Солнца.

Кто не любит ночью полюбоваться красивейшим видом звездного неба, посмотреть на тысячи ярких и не очень звезд. О том, почему светят звезды, расскажет наша статья.

Звезды - это космические объекты, которые выделяют громадное количество энергии тепла. Такое большое выделение энергии тепла, конечно же, сопровождается сильным световым излучением. Свет, который дошел до нас, мы и можем наблюдать.

Когда Вы смотрите на звездное небо, то можете заметить, что большинство звезд разные. Одни звезды светят былым, другие - голубым светом. Также есть и звезды, которые светят оранжевым светом. Звезды - это большие шары, состоящие из сильно раскаленных газов. Поскольку они раскалены по-разному, у них разный цвет свечения. Так, самые горячие светят голубым светом. Звезды, которые немного холоднее - белым. Еще более холодные звезды светят желтым светом. Затем идут «оранжевые» и «красные» звезды.

Нам кажется, будто звезды мерцают нестабильным светом, а планеты светят немигающим и ровным светом. На самом деле это не так. Звезды не мерцают, а нам так кажется потому, что свет звезд проходит через толщу нашей земной атмосферы. В результате этого луч света, преодолев расстояние от самой звезды до поверхности нашей планеты, претерпевает большое количество преломлений, изменений и многое другое.

Наше Солнце - это также звезда, хотя и не очень большая и яркая. По сравнению с другими звездами Солнце занимает по вышеприведенным параметрам среднее положение. Много миллионов звезд намного меньше нашего Солнца, в то же время другие звезды - во много раз больше его.

Но почему звезды светятся ночью? На самом деле, светятся звезды не только ночью, но и днем. Однако в дневное время суток нам они не видны из-за Солнца, которое своими лучами ярко освещает всю поверхность нашей планеты, а космос и звезды скрываются от нашего взгляда. Вечером, когда Солнце заходит, эта завеса приоткрывается, и мы можем видеть звездные сияние до утра, пока снова не взойдет Солнце.

Теперь Вы знаете, почему светят звезды!

ДРУГОЕ

Любуясь самой яркой звездой на вечернем небе, мы, нередко, не догадываемся, что это не звезда, а планета. Да, именно –…

Прекрасны звезды на ночном небе! Так приятно посмотреть на них и помечтать, загадать желание на падающую звезду... Но к…

Цвет является, пожалуй, самой легко измеряемой звездной характеристикой. Его можно определить даже «на…

Классификация небесных светил очень обширна. Мы каждый день наблюдаем Солнце и не все знают, что это только имя…

Глядя на ночное небо, мы видим множество сияющих звезд. Все дети думают, что звездочки маленькие и даже могут…

В это трудно поверить, но те звезды, что светят по ночам с небосклона, и Солнце, освещающее нас днем – одно и то же.…

Каждый из нас хоть раз, но любовался прекрасным ночным небом, усыпанным множеством звёзд. Не задумывались ли вы о том,…

Звезды – небесные тела, представляющие собой газовые раскаленные шары. С древних времен они привлекают внимание…

Как известно, звездное небо, как и земной шар, условно делится на два полушария: северное и южное. И в каждом полушарии…

Как называются звезды?Каждый из нас хотя бы однажды любовался видом звездного неба. О звездах ходит множество легенд -…

Она объединяет романтиков и философов, охотников и путешественников. Одних она привлекает своей красотой и яркостью,…

Чтобы ответить на вопрос, в каком созвездии находится Солнце, нужно сначала выяснить, что именно подразумевается под…

О существовании других планет и звезд знают, пожалуй, все, однако об их расположении к нашей планете - далеко не…

Для удобства ориентирования астрономы условно разделили небесную сферу на созвездия – группы ярких звезд, которые…

Иногда по ночам можно увидеть, как с неба падает звезда. Говорят, что если увидел падающую звезду, нужно быстро…

В 2013 году в астрономии произошло удивительное событие. Учёные увидели свет звезды, которая взорвалась… 12 000 000 000 лет назад, в Тёмные Века Вселенной - так в астрономии называют временной отрезок длительностью в один миллиард лет, прошедший после Большого Взрыва.


Когда звезда умерла, нашей Земли ещё не существовало. И лишь теперь земляне увидели её свет - миллиарды лет блуждавший по Вселенной, прощальный.

Почему звёзды светятся?

Звёзды светятся по причине своей природы. Каждая звезда - это массивный шар из газа, который удерживается гравитацией и внутренним давлением. Внутри шара идут интенсивные реакции термоядерного синтеза, температура - миллионы кельвинов.

Такое строение и обеспечивает чудовищное сияние космического тела, способное преодолеть не только триллионы километров (до ближайшей от Солнца звезды Проксима Центавры - 39 триллионов километров), но и миллиарды лет.

Самые яркие звёзды, наблюдаемые с Земли, - Сириус, Канопус, Толиман, Арктур, Вега, Капелла, Ригель, Альтаир, Альдебаран, другие.


От яркости звёзд напрямую зависит их видимый цвет: всех превосходят по силе излучения звёзды голубые, за ними следуют бело-голубые, белые, жёлтые, жёлто-оранжевые и оранжево-красные.

Почему звёзды не видны днём?

Всему виной - ближайшая к нам звезда Солнце, в систему которой и входит Земля. Хотя Солнце не самая яркая и не самая большая звезда, расстояние между ней и нашей планетой настолько незначительно с точки зрения космических масштабов, что солнечный свет буквально заливает Землю, делая невидимым всё прочее слабое свечение.

Для того чтобы воочию убедиться в сказанном выше, можно провести простой опыт. Проделайте в картонной коробке дырки, а вовнутрь пометите источник света (настольную лампу или фонарик). В тёмной комнате дыры станут светиться как маленькие подобия звёзд. А теперь «включите Солнце» - верхний комнатный свет - «картонные звёзды» исчезнут.


Это упрощённый механизм, полностью объясняющий тот факт, что днём нам не виден звёздный свет.

Видны ли звёзды днём со дна шахт, глубоких колодцев?

Днём звёзды, хоть и не видны, всё так же на небе - они, в отличие от планет, статичны и всегда находятся в одной и той же точке .

Существует легенда, что дневные звёзды можно увидеть со дна глубоких колодцев, шахт и даже высоких и достаточно широких (чтобы поместился человек) печных труб. Она считалась правдой рекордное количество лет - от Аристотеля, древнегреческого философа, жившего в IV веке до н. э., до Джона Гершеля, английского астронома и физика XIX века.

Казалось бы: что проще - слезь в колодец и проверь! Но по какой-то причине легенда жила, хотя оказалась ложной абсолютно. Звёзд из глубины шахты не видно. Просто потому, что для этого нет никаких объективных условий.

Возможно, причина появления столь странного и живучего утверждения - опыт, предложенный Леонардо да Винчи. Чтобы увидеть реальный образ звёзд, наблюдаемый с Земли, он делал маленькие отверстия (размером со зрачок или меньше) в листе бумаги и прикладывал к глазам. Что он видел? Крошечные светящиеся точки - без дрожания и «лучей».

Оказывается, лучистость звёзд - заслуга строения нашего глаза, в котором хрусталик искривляет свет, обладая волокнистым строением. Если мы смотрим на звёзды через малое отверстие, мы пропускаем в хрусталик такой тонкий луч света, что он проходит через центр, почти не искривляясь. И звёзды предстают в истинном обличии - как крошечные точки.