Как бы выглядели звёзды вместо солнца?
Содержание:
Жёлтый карлик
Находясь на различных стадиях своего эволюционного развития, звезды подразделяются на нормальные звезды, звезды карлики, звезды гиганты. Нормальные звезды, это и есть звезды главной последовательности. К таким, например, относится наше Солнце. Иногда такие нормальные звезды называются желтыми карликами.
Характеристика
Сегодня мы кратко расскажем о желтых карликах, которых еще называют желтыми звездами. Желтые карлики – это, как правило, звезды средней массы, светимости и температуры поверхности. Они являются звездами основной последовательности, располагаясь примерно в середине на диаграмме Герцшпрунга – Рассела и следуя за более холодными и менее массивными красными карликами.
По спектральной классификации Моргана-Кинана желтые карлики соответствуют в основном классу светимости G, однако в переходных вариациях соответствуют иногда классу К (оранжевые карлики) или классу F в случае с желто-белыми карликами.
Масса желтых карликов лежит зачастую в пределах от 0,8 до 1,2 массы Солнца. При этом температура их поверхности составляет в своем большинстве от 5 до 6 тысяч градусов по Кельвину.
Наиболее ярким и известным нам представителем из числа желтых карликов является наше Солнце.
Кроме Солнца, среди ближайших к Земле желтых карликов стоит отметить:
- Две компоненты в тройной системе Альфа Центавра, среди которых Альфа Центавра А по спектру светимости аналогично Солнцу, а Альфа Центавра В – типичный оранжевый карлик класса К. Расстояние до обеих компонент составляет чуть более 4-х световых лет.
- Оранжевый карлик – звезда Ран, она же Эпсилон Эридана, с классом светимости К. Расстояние до Рана астрономы оценили примерно в 10 с половиной световых лет.
- Двойная звезда 61 Лебедя, удаленная от Земли на чуть более 11 световых лет. Обе компоненты 61 Лебедя типичные оранжевые карлики класса светимости К.
- Солнцеподобная звезда Тау Кита, удаленная от Земли примерно на 12 световых лет, со спектром светимости G и интересной планетной системой, состоящей минимум из 5 экзопланет.
Образование
Эволюция желтых карликов весьма интересна. Продолжительность жизни желтого карлика составляет примерно 10 миллиардов лет.
Как и большинства звезд в их недрах протекают интенсивные термоядерные реакции, в которых в основном водород перегорает в гелий. После начала реакций с участием гелия в ядре звезды водородные реакции перемещаются все больше к поверхности. Это и становится отправной точкой в преобразовании желтого карлика в красный гигант. Результатом подобного преобразования может служить красный гигант Альдебаран.
С течением времени поверхность звезды будет постепенно остывать, а внешние слои начнут расширяться. На конечных стадиях эволюции красный гигант сбрасывает свою оболочку, которая образует планетарную туманность, а его ядро превратится в белый карлик, который далее будет сжиматься и остывать.
Подобное будущее ждет и наше Солнце, которое сейчас находится на средней стадии своего развития. Примерно через 4 миллиарда лет оно начнет свое превращение в красный гигант, фотосфера которого при расширении может поглотить не только Землю и Марс, но даже и Юпитер.
Видимый блеск
Да, знать о том, что какая-то звезда является самой яркой, но не иметь возможности видеть ее на небе – такое себе удовольствие. А вот из тех, что мы наблюдаем, какое светило чемпион?
Сириус входит в зимний треугольник
Естественно, Солнце не учитываем, так как оно тут лидер. Оказывается, это Сириус. В созвездии Большого Пса это первая звезда (альфа). Фактически, Сириус только в 25 раз ярче Солнца, но так как расположен к нам очень близко (8,6 св. лет) кажется самым ярким. И его можно наблюдать практически везде (кроме самых северных регионов планеты).
Такие вот они, чемпионы. И это далеко не весь перечень возможных рекордов (в рамках одной статьи всё не охватить).
Спасибо за внимание
Возникновение Солнца
Каких-то 5 млрд. лет назад на том месте, где мы сейчас находимся, ничего не было. Отсутствовала Земля, другие планеты, не было и Солнца. Всё пространство заполняли молекулы водорода. Они образовывали огромную туманность и свободно перемещались в пространстве. Но ничто не вечно под Луной (в данном случае под центром галактики). Под действием сил гравитации водородное облако стало постепенно закручиваться в воронку и вращаться вокруг своей оси.
Почему это произошло? Во всём виноваты силы гравитации. На той же Земле, к примеру, благодаря им, образуются мощные смерчи и вихри. Весь космос живёт по одним и тем же законам. Только смерчи в безвоздушном пространстве имеют значительно большие размеры, а существуют многие миллионы лет. Подобный смерч возник и 5 млрд. лет назад. Именно он и послужил причиной появления жёлтого карлика.
Огромная газовая воронка вращалась всё быстрее, а в её центре росла плотность водорода. Соответственно повышалась температура. Наконец она достигла критической величины и спровоцировала начало термоядерной реакции. Так зародилось Солнце. Полностью сформировалось оно 4,6 млрд. лет тому назад. То есть на данный момент жёлтый карлик уже прожил половину своей жизни. С каждым новым прожитым миллиардом лет он становится всё ярче и ярче. Какое же у него внутреннее строение?
Самая близкая к Земле экзопланета
Планета Proxima-b, она же Проксима Центавра b, расположена всего в 4,2 световых лет от Земли в зоне обитаемости своей звезды — красного карлика. Расположение у нее отличное, и лететь не так далеко (ну, почти недалеко), но вот год назад все надежды на ее заселение рухнули. Ученые выяснили, что звезда Проксима Центавра («Солнце» этой планеты) выбросила в космос просто колоссальную по своим размерам вспышку. Если на планете Проксима b и существовала какая-либо форма жизни, то вспышка, оказавшаяся в 10 раз мощнее и ярче самой яркой и мощной вспышки на нашем Солнце, ее просто выжгла.
Не так давно большая вспышка убила все живое на этой планете
В настоящий момент в разработке находятся новые телескопы, которые позволят нам более детально взглянуть на планету Проксима Центавра b, а также помогут выяснить, содержит ли она какую-нибудь жизнь (что при сложившихся обстоятельствах маловероятно). Астрономы считают, что эта планета в отличие от многих других может иметь магнитное поле. Правда, для эффективной защиты поверхности планеты потребуется в данном случае в 100 раз более сильное магнитное поле, чем обладает наша Земля.
Звезда Барна́рда
Нашим космическим соседом является также звезда
Барнарда, названная в честь Э́дварда Э́мерсона Барна́рда, который жил около века назад и, как говорят, был одним из самых зорких астрономов на земле.
Эта скромная маленькая звёздочка расположена в направлении созвездия Змееносца. Это ближайшая звезда, которая может быть изучена из
северного полушария с помощью телескопов, но только некоторые астрономы в настоящее время ведут подобные наблюдения. Звезда Барнарда
очень напоминает Про́ксиму Цента́вру и согласно классификации является красным карликом, самым распространенным видом звёзд в галактике.
Масса красных карликов составляет около 10-30% массы нашего Солнца. Их собственные ядерные реакции протекают медленно, поэтому
продолжительность их жизни составляет 10 млрд. лет. Эти звёзды очень интересные, и их изучение помогает лучше понять наше Солнце. Внешний слой нашего Солнца
является зоной конвективной передачи энергии, а у красных карликов эти зоны более мощные и располагаются глубже. Фактически некоторые из таких звёзд могут
быть полностью конвективными. Это приводит к генерации сильных магнитных полей. Когда эти поля возвышаются над красной поверхностью звёзд, могут возникнуть огромные взрывы.
Звёздные вспышки от звёзд-карликов намного энергети́чнее тех,
которые удается наблюдать на нашем Солнце. Эти звёзды и были обнаружены из-за того, что они ярко вспыхивали на несколько минут. Неудивительно, что они
получили название «вспыхивающих звёзд». Кроме того, было обнаружено, что эти гигантские звездные вспышки генерируют радиово́лны. Впервые
их зафиксировал профессор Манчестерского университета Бернанд Ло́велл в 1959 г., а позднее для этой цели использовался новый большой телескоп, установленный в
обсерватории «Джо́дрелл Бэнк». Много лет назад один молодой аспирант (а именно я сам) (напомню, что данную беседу ведёт Девид Уайтхаус,, прим. В.К.)
провёл много бессонных ночей, изучая элементы управления этого радиотелескопа для того, чтобы с помощью новых методик выявить звёздные вспышки красных
карликов в близлежащем космическом пространстве. Материалы по этой работе хранятся в библиотеке в «Джо́дрелл Бэнк».
Одна из изучаемых нами звёзд не хотела раскрывать свои тайны. В течение одного года наблюдений вспышек было много, а на следующий год они
практически отсутствовали. Я помню, как записал в своем блокноте: «Подобна ли активность этой звезды 11-летнему циклу Солнца?». Может быть.
Звезда Барна́рда движется в космическом пространстве, и её видимое перемещение по небу — самое быстрое из всех. Однако,
поскольку эта звезда слишком мала, её перемещение не влияет на форму созвездий. Созвездия кажутся неизменными, и, с точки зрения человека и длительности его
жизни, они таковыми и являются. Однако в течение столетий звёзды медленно изменяют своё положение в космосе. К примеру, период обращения нашего Солнца и
планет Солнечной системы вокруг центра галактики составляет 200 млн. лет. Процесс происходит настолько медленно, что созвездия, имеющие возраст 10 тыс.
лет, вполне узнаваемы. Однако если бы современный астроном каким-то образом перенёсся в прошлое на миллион лет, то, глядя на звёздное небо, он бы
растерялся. Звезда Барна́рда движется по небу со скоростью полградуса каждые 175 лет. Она приближается и ориентировочно в 11800 году окажется
недалеко от Земли, на расстоянии всего лишь четырех световых лет (ближе, чем Про́ксима Центавра).
Звезда ван Маанена
Звезда ван Маанена
«Одиссей» выходит на орбиту Звезды ван Маанена, ближайшего белого карлика в 14,1 световых годах от Солнца. Удручающее зрелище. Мы видим своего рода «труп» — остатки проэволюционировавшего светила. Размеры белых карликов не превышают одной сотой Солнечной, а масса сопоставима с ним. Белый карлик — это тусклое ядро погибшей звезды, которое светит лишь за счет остывания своего плазменного вещества. Между белыми карликами и нашим Солнцем есть один из самых крупных по численности составляющих звезд класс — красные карлики. Команда компьютеру, и мы в мгновение оказываемся на орбите Проксимы Центавра.
Проксима Центавра
Небольшой красной звезде, понуро светящейся в безграничном космосе. Размеры и масса таких звезд не превышает лишь трети, а светимость в тысячи раз меньше Солнечной.
Сравнительные размеры
По мнению многих астрономов красные карлики составляют самый многочисленный класс «настоящих» звезд во Вселенной. Дело в том, что все вышеперечисленные звезды, на самом деле по-настоящему ими не являются. Только в красных карликах проходят классические протонные термоядерные реакции, позволяющие им существовать сотни миллиардов лет.
Эта невзрачная звезда, очень вероятно, намного переживет Солнце, и если человечество захочет найти в космосе звезду, что сможет нас приютить после гибели родной звезды, то далеко ходить не придется. По меркам космоса, конечно.
Месторасположение звезды Солнце в Галактике
Если для Солнечной системы наша звезда является главным и центральным объектом, определяющим движение планет и других космических объектов, то в масштабах галактики Солнце является всего лишь маленькой пылинкой.
Позиция, которую занимает звезда Солнце в масштабах галактики Млечный Путь
Галактика Млечный Путь представляет собой плоский спиралевидный диск диаметром 100 тыс. – 120 тыс. световых лет. Толщина этого колоссального образования составляет 1000 световых лет. После того как ученым удалось более детально изучить строение родной галактики, оказалось, что у нее имеется четыре огромных рукава. В одном из ответвлений рукава Стрельца и располагается Солнце со своей звездной свитой. Ориентировочно звезда находится на расстоянии 26 тыс. световых лет от центра галактики.
https://youtube.com/watch?v=GqkIok1aRC0
По мнению ученых, эта галактическая область отличается достаточным спокойствием, чего не скажешь о центральных областях Млечного Пути. Звездные скопления, в которых пребывает родная для нас звезда, не достаточно плотны. Силы гравитации на данном участке Млечного Пути действуют сбалансировано и размерено, о чем свидетельствует довольно спокойное существование Солнечной системы на протяжении миллиардов лет. В масштабах космоса Солнце — сравнительно небольшое небесное тело. Звезда относится к классу желтых карликов, которым уготована спокойная и размеренная долгая звездная жизнь. Что касается видимого спектра, то Солнце относится к звездам спектрального класса G2V.
Солнце в окружении других небесных объектов, которые населяют рукава Стрельца-Лебедя
На детальной модели хорошо видны окрестности нашей звезды и ее окружение. Ближайшей соседкой Солнца является красный карлик Проксима, входящий в тройную звездную систему Альфа Центавра. Лететь до этой звезды придется четыре световых года. Хорошо знакомый астрономам Сириус расположился в два раз дальше, в 8 световых годах от нашей Солнечной системы. Ближайшей крупной звездой сегодня считается красный сверхгигант Бетельгейзе, который находится от нас на расстоянии 570 световых лет.
Скоростные и орбитальные параметры звезды Солнце следующие:
- скорость движения Солнца вокруг центральной части галактики Млечный Путь составляет 217 км/с;
- период полного оборота нашей звезды вокруг центра галактики составляет 226 млн. лет;
- за время своего существования Солнце только 20 раз совершило полный оборот вокруг центра галактики.
Что касается возраста Солнца, то наша звезда сейчас пребывает в середине главной последовательности, находясь в зрелом возрасте. На финальном этапе своей карьеры, через 4-5 млрд. лет Солнце превратится в красный гигант, который будет медленно затухать и станет в дальнейшем белым карликом. Вероятно, что через десятки млрд. лет Вселенная озарится вспышкой сверхновой, после которой со звездной карты исчезнет звезда под именем Солнце.
Месторасположение Солнца в главной последовательности, соответствующее спектральному классу светимости G
Обманчивые точки на небе
«Одиссей» — корабль на котором мы будем исследовать звезды
Взглянув на ночное небо каждый из нас может поразиться бесчисленному количеству светящихся точек. Будто на черной небесной глазури рассыпали мириады различных по размеру, светимости и цвету жемчугов. Смотря на верх ночью кажется, что все звездочки одного размера, за исключением планет, естественно. Условимся, что мы имеем некий компактный космический корабль, внешне похожий на истребитель. Он будет оснащен двигателем будущего, которому для работы хватит обычных по объему баков самолета и имя мы ему дадим незамысловатое — «Одиссей».
Особенности нашей звезды
Как и все нормальные звезды, которых во Вселенной большинство, Солнце является основным объектом нашей планетарной системы. Огромная масса звезды и ее размеры обеспечивают баланс гравитационных сил, обеспечивая упорядоченное движение небесных тел вокруг нее. На первый взгляд наше светило ничем особенным не отличается. Однако за последние годы сделан ряд открытий, которые позволяют утверждать об уникальности Солнца. К примеру, Солнце дает на порядок меньше излучения в ультрафиолетовом диапазоне, чем другие однотипные звезды. Другая особенность заключается в состоянии нашей звезды. Солнце относится к переменным звездам, однако в отличие от своих сестер по космосу, которые меняются интенсивность и яркость света, наше светило продолжает светить ровным светом.
Также оно выделяет огромное количество энергии, при этом видимыми являются только 48% этого количества. Невидимое человеческому глазу инфракрасное излучение составляет 45% энергии Солнца. Из всего того огромного количества солнечного излучения наша планета получает совсем крохи, около половины миллиардной доли, однако этого вполне хватает для поддержания баланса, создавшихся на Земле условий.
Солнце в инфракрасном излучении
Сколько планет вокруг звезд?
Хотя миссия “Кеплера” обнаружила тысячи маленьких планет, большинство из них находятся так далеко, что астрономам трудно узнать подробности об их составе и атмосферах. При этом, основываясь на приблизительном моделировании, исследователи подсчитали, что планеты, являющиеся близкими Земле по размеру и массе, с орбитальными периодами от 237 до 500 дней, существуют рядом с одной из четырех звезд
Если принять во внимание, что в среднем у каждой из звезд имеется примерно 3 планеты, то мы можем считать, что наша галактика содержит огромное количество еще неизученных миров
В любом случае, поиск доказательств существования жизни в чужих звездных системах потребует новой космической миссии. Ну а пока нам остается лишь ждать вывода на орбиту “Джеймса Уэбба”, который сможет приоткрыть завесу тайны далеких экзопланет.
