Що таке зірки


Зірки –небесні тіла, що складаються з розпечених газів, за своєю природою схожі з Сонцем. Сонце здається незрівнянно більше зірки тільки завдяки близькості його до Землі: від Сонця до Землі світло йде 81/3 хв., а від найближчої зірки Центавра – 4 роки 3 міс. Із-за великих відстаней від Землі зірки і в телескоп видно як точки, а не як диски (на відміну від планет). Число зірок, видимих неозброєним оком на обох півкулях небесної сфери в безмісячну ніч, становить близько 5 тис. У потужні телескопи видно мільярди зірок.

Вивчення зірок було викликано потребами матеріального життя суспільства (необхідність орієнтування при подорожах, створення календаря, визначення точного часу). Вже в глибокій старовині зоряне небо було поділене на сузір'я. Довгий час зірки вважалися нерухомими точками, по відношенню до яких спостерігалися руху планет і комет. З часів Аристотеля (IV ст. До н. Е.) Протягом багатьох століть панували погляди, згідно з якими зоряне небо вважалося вічною і незмінною кришталевою сферою, за межами якої знаходилося житло богів. В кінці 16 ст. італійський астроном Джордано Бруно вчив, що зірки – це далекі тіла, подібні до нашого Сонця. У 1596 німецьким астрономом І. Фабриціуса була відкрита перша змінна зірка, а в 1650 італійським вченим Дж. Річчолі – перша подвійна зірка. У 1718 англійський астроном Е. Галлей виявив власні руху трьох зірок. У середині і в 2-й половині XVIII ст. російський учений М.В. Ломоносов, німецький учений І. Кант, англійські астрономи Т. Райт і В. Гершель і інші висловлювали правильні ідеї про ту зоряній системі, в яку входить Сонце. У 1835–39 російський астроном В.Я. Струве, німецький астроном Ф. Бессель і англійський астроном Т. Гендерсон вперше визначили відстані до трьох близьких зірок. У 60-х рр. XIX ст. для вивчення зірок застосували спектроскоп, а в 80-х рр. стали користуватися і фотографією.

Російський астроном А.А. Білопільський в 1900 р. експериментально довів для світлових явищ справедливість принципу Доплера, на підставі якого за зміщення ліній у спектрі небесних світил можна визначити їх швидкість руху уздовж променя зору. Накопичення спостережень і розвиток фізики розширили уявлення про зорі.

Отже, більш дев'яти десятих речовини нашої Галактики зосереджено в зірках; є галактики, в яких на зірки припадає 99,9% маси. Світ зірочок різноманітний, але все ж більшість з них подібно до нашого Сонця. Більша частина речовини Всесвіту «прихована» в надрах зірок і має температуру близько десятка мільйонів градусів при дуже високій щільності і фізичних умовах, що мало відрізняються від термодинамічної рівноваги. Основна еволюція речовини Всесвіту відбувалася і відбувається в надрах зірок. Саме там перебував (і перебуває) той «плавильний тигль», який зумовив хімічну еволюцію речовини у Всесвіті, збагативши його важкими елементами. Саме там речовина по природним законам природи перетворюється з ідеального газу в дуже щільний вироджений газ і навіть у «нейтронізіровану» матерію. Саме у деяких зірок на поворотних етапах їх еволюції може реалізуватися поки ще далеке від ясності стан «чорної діри».Разом з тим, що оточують ядра галактик зірки (у середньому) займають близько 10-25 обсягу Всесвіту. Один із засновників сучасної теорії зоряної еволюції професор М. Шварцшильд у своїй відомій монографії, присвяченій будовою і еволюції зірок, висловив дуже глибоку думку: «Якщо Всесвіт управляється простими універсальними законами, то хіба чисте мислення виявилося б не здатним відкрити цю сукупність законів? Тоді не потрібно було б спиратися на спостереження, які доводиться проводити з такими труднощами. Хоча закони, які ми прагнемо відкрити, бути може, й досконалі, але людський розум далекий від досконалості: представлений самому собі він схильний помилятися, чому ми бачимо сумне підтвердження серед незліченних прикладів минулого. Дійсно, ми дуже рідко пропускали можливість впасти в оману, тільки нові, отримані зі спостережень дані, насилу відвойовані у природи, повертали нас на правильний шлях. У теорії еволюції зірок вони особливо необхідні, щоб рухатися вперед, не впадаючи в серйозні помилки…» Зірки, так само як Сонце, Місяць і планети, були відомі людині ще тоді, коли він людиною не був. На думку І.С. Шкловського, найпримітивнішої астрономічної інформацією розташовують тварини, причому не тільки вищі. Потрібно було, однак, тисячолітній розвиток науки, щоб людство усвідомило простий і разом з тим величний факт, що зірки – це об'єкти, більш-менш схожі на Сонце, але тільки віддалені від нас на незрівнянно більші відстані. Цього не розуміли навіть видатні мислителі, як Кеплер. Ньютон був першим, хто правильно оцінив відстані до зірок. Два століття після великого англійського вченого майже усіма мовчазно приймалися, що жахливо великих розмірів простір, в якому знаходяться зірки, є абсолютна порожнеча. І тільки на самому початку ХХ століття німецький астроном Гартман переконливо довів, що простір між зірками представляє аж ніяк не міфічну порожнечу. Воно заповнене газом, правда, з дуже малою, але цілком визначеною щільністю. Це видатне відкриття було зроблене за допомогою спектрального аналізу. Відкриття німецького вченого полягало в тому, що він виявив у спектрах деяких подвійних зірок дві лінії поглинання, довжини хвиль яких не мінялися, в той час як у всіх інших спектральних ліній довжини хвиль періодично мінялися. Ці «нерухомі» лінії, що належать іонізованого кальцію, отримали назву «станціонарних». Вони утворюються не в зовнішніх шарах зірок, а де-то «по дорозі» між зіркою і спостерігачем. Так вперше був виявлений міжзоряний газ, який в що проходить крізь нього зоряному світлі виробляє поглинання у вузьких спектральних ділянках. Майже половину століття міжзоряний газ досліджувався головним чином шляхом аналізу утворюються в ньому ліній поглинання. З'ясувалося, наприклад, що досить часто ці лінії мають складну структуру, тобто складаються з кількох близько розташованих один до одного компонент.

Кожна така компонента виникає при поглинанні світла зірки в якому-небудь певному хмарі міжзоряної середовища, причому хмари рухаються один щодо одного зі швидкістю, близькою до 10 км / сек. Це і призводить до незначного зміщення довжин хвиль ліній поглинання.

На думку І.С. Шкловського, зірки народжуються рідко. У нашій вельми великої Галактиці за рік формування всього близько дюжини нових світил. Як правило, невеликі групи виникли зірочок ховаються в глибині непрозорих газопилових хмар, приховуючи від астрономів перші, можливо, найцікавіші, етапи свого розвитку. На щастя, зірки гинуть поодинці, а народжуються разом. Зрідка поява зірок «в одному місці і в один час» відбувається настільки інтенсивно, що нагадує вибух, що руйнує темне батьківське хмара та оголює початковий момент формування зірок. Однак області вибухового зореутворення теж зустрічаються не часто. Астрономам відомі лише дві, розташовані у відносній близькості від Сонця. Їх детальним дослідженням астрономи Європейської південної обсерваторії зайнялися відразу після того, як дуже великий телескоп (VLT) відкрив свій перший 8-метровий «око». Новий проект мав на меті дозволити давно мучила астрономів загадку. Справа в тому, що зірки досить значно різняться за своєю масою; в одних вона в десятки разів більша, ніж у Сонця, в інших – у багато разів менше. Тим часом від маси залежить потужність випромінювання, його спектральний склад, термін життя зірки і сила її впливу на навколишню речовину. На жаль, до цих пір астрономи не розуміють, від чого залежить маса народжуваної зірки. Відомо тільки, що маленькі з'являються набагато частіше великих. Біолога такий факт нітрохи б не здивував: якщо великих буде більше, ніж маленьких, порушаться харчові ланцюги. Проте зірки (за рідкісними винятками) не «харчуються» один одним. Щоб зрозуміти їх розподіл за масою, астрономи перевіряють деякі теоретичні ідеї. Одна, досить популярна, полягає в тому, що маса зірки залежить від умов формування, перш за все – від щільності і температури вихідного газу. А це означає, що в різних хмарах повинні формуватися зірки різної маси. Можлива й інша гіпотеза: у міру зміни умов у хмарі буде мінятися і характерна маса формуються в ньому зірок, отже, зірки різної маси в межах одного вогнища зореутворення повинні мати різний вік. Перевірити ці припущення виявилося нелегко: близькі області зореутворення не містять настільки рідко народжуються масивних об'єктів, а ті нечисленні великі вогнища, де вони з'являються, знаходяться так далеко від Сонця, що нормальній телескопу не розглянути в них бляклі маломасивні зірки. Саме тому гігантський телескоп VLT Анту вирішено використовувати для пошуку слабких об'єктів в найбільших осередках зореутворення. Комплекс NGC 3603 – один з найбільших в Галактиці. Сумарна маса його найбільш масивних зірок спектральних класів О і В перевищує 2 тисячі сонячних мас. П'ятдесят його найяскравіших Про зірок дають потік в 100 разів потужніший, ніж добре відоме скупчення молодих зірок у нашій Галактиці. Порівнянне з ним поки знайдено тільки в сусідній системі – туманності Тарантул. Що знаходиться в її центрі зоряне скупчення NGC 2070 віддалене від нас у 8 разів далі, ніж комплекс NGC 3603. Але багато в чому ці області схожі між собою. До цих пір випромінювання зоряного скупчення NGC 3603 було надзвичайно ускладнено сильним поглинанням світла міжзоряним пилом: на величезній відстані від об'єкта до Землі пил послаблює випромінювання в оптичному діапазоні в 80 разів. Поява телескопа Анту з його «приладом нічного бачення» – інфрачервоною камерою-спектрометром ISAAC-зробило проблему можливо розв'язати: у цьому діапазоні поглинання пилом послаблює випромінювання всього в 2 рази. Щоб мати можливість виміряти окремо яскравість кожної зірки в цьому надщільним конгломераті, необхідно було отримати гранично чітке зображення скупчення. Чилійський небо і європейська техніка дали таку можливість: діаметр зображень склав 0.4 кут. сек. Щоб «витягнути» слабкі зірки і не отримати «перетримки» у яскравих зірок, був використаний хитромудрий прийом короткої багаторазової експозиції з наступним складанням окремих кадрів в пам'ять комп'ютера. У результаті цієї роботи вдалося надійно виміряти яскравість і колір близько 7 тисяч зірок скупчення NGC 3603. Вперше підраховані й виміряні всі зірки в активному вогнищі їх формування аж до карликів з масою в 1 / 10 сонячною. Для порівняння: в туманності Тарантул нижня межа маси випроменених зірочок становить 1 масу Сонця. Все це дуже молоді зірки з віком від 300 тисяч до 1 мільйона років; деякі з них ще в процесі формування. При цьому більшість зірок має малу масу. Найважливіший висновок роботи міжнародної команди астрономів такий: всупереч теоретичним прогнозами маломасивні зірки формуються разом з масивними в єдиному епізоді зореутворення. Ймовірно, кожен хоча б раз бачив дивовижне астрономічне явище – «падаючі зірки».Вони з'являються несподівано, майже миттєво зникають і зазвичай бувають не дуже яскравими. Але іноді навіть дух захоплює, до чого красиво і яскраво спалахує зірка. Вона згасає не миттєво, а деякий час залишає за собою слід, що світиться. І вже зовсім рідко можна побачити «зоряний дощ» справжня злива з «падаючих зірок». Так було, наприклад, 12 листопада 1833 року, «зірки» падали, немов лапатий сніг. Кожну секунду їх з'являлося по 20, за годину – більше 70 тисяч. Можна було подумати, що всі зірки впали з неба. Але коли «зоряний дощ» закінчився, виявилося, що всі 3000 зірок, які ми зазвичай бачимо неозброєним оком, залишилися на своїх місцях. Наукова назва «падаючих зірок» – метеорити. У свій час учені сперечалися, чи мають метеорити взагалі якесь відношення до астрономії. Астрономи з'ясували, що метеорити виникають, коли крихітна космічна частинка або камінчик, з великою швидкістю врізаються в земну атмосферу, розігрівається в ній і згорає, спалахнувши на висоті близько 100 кілометрів. До зустрічі з Землею метеоритні тіла довго носилися в космічному просторі. Ці частинки, дійсно, дуже малі і важать не більше ніж кілька крапель води. Яскраві метеорити породжуються частинками розміром з кедровий горішок. Так, що «падаючі зірки» зовсім не схожі на справжні зірки, багато з яких навіть більше Сонця. А чому ж бувають «зоряні дощі»? Відбуваються вони, коли Земля зустрічається не з окремими метеоритними частинками, а з їх скупченням або роєм. А щоб зрозуміти, звідки ці скупчення я розповім одну історію…


Случайные файлы

Файл
2483.rtf
К2 вар 10.doc
32777.rtf
147374.rtf
~$P_lectures.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.