Показано с 1 по 2 из 2
  1. #1
    Модератор Аватар для Nataliya






    Post Новые и сверхновые звезды

    Окружающие нашу планету безграничные пространства манили своей загадочностью людей с незапамятных времен. Чем совершеннее становился арсенал средств исследования (от наблюдений небесного свода невооруженным глазом до телескопов и ракетной техники), тем больше раздвигалась область Вселенной, доступная исследованиям, и обогащалось наше знание. Так, наука о небесных телах стала подразделяться на три больших раздела: астрономия Солнечной системы, звездная астрономия и внегалактическая астрономия.

    Триумфальная эпоха телескопической астрономии началась в 1610 г., когда Галилей впервые направил на небо телескоп, что позволило увидеть бесчисленное множество звезд, бывших неизвестными из-за слабого блеска, а также прояснило природу Млечного Пути и принадлежность нашего Солнца к этому большому облаку звезд, называемому теперь Галактикой.

    Около столетия назад примененное фотографирование небесных светил дало возможность быстрой, документально точной и подробной регистрации астрономических явлений и объектов. В арсенал средств наблюдения вошли спектроскопия, фотоэлектроника, телевизионная и радиоастрономическая техника.

    Важнейшим средством исследования природы светил, их движения, развития и химического состава стал спектральный анализ, основанный на свойстве света разлагаться на составляющие его цветовые лучи. Строго упорядоченное расположение цветов в спектре объясняется природой света, распространяющегося в пространстве как смесь электромагнитных колебаний, каждое из которых имеет свой период и соответствующую ему длину волны. К видимым лучам примыкают невидимые: с длиной волны короче 4000 А – ультрафиолетовые и длиннее 7000 А – инфракрасные. В спектр свет разлагают спектральные приборы, важнейшая деталь которых – стеклянная призма или инфракционная решетка, а разделившиеся лучи попадают в зрительную трубу или фотокамеру. Спектральные исследования небесных тел основаны на законах излучения.

    Так, по характеру спектров звезды делятся на спектральные классы: О (цвет звезды - голубой), В (голубовато-белый) и А (белый), называемые горячими, Ф (светло-желтый) и Г (желтый) – звездами класса Солнца, а К (оранжевый) и М (красный) – холодными.

    В астрономии нет универсального способа определения расстояний. Названное астрономической единицей длины расстояние от Солнца до Земли равно 149,6 млн.км. Однако для определения расстояний до звезд используется мера длины более крупная – парсек (пс), содержащая 206 265 астрономических единиц или 30,8▪1012 км (читается: 30,8 триллиона км). Тысяча парсеков составляет килопарсек (кпс), а миллион парсеков – мегапарсек (Мпс).
    Расстояние до самой близкой от Солнца звезды – Проксимы (что в переводе с греческого означает «ближайшая») – в созвездии Центавра равно 1,32 пс, т.е. 40,7 триллиона км.

    Часто используется и еще одна астрономическая мера расстояний – световой год, т.е. путь, который свет проходит за год. Он равен 9,46▪1012 км, или 0,307 пс, другими словами, 1 пс равен 3,26 светового года.

    Для оценок расстояний до далеких звезд широко применяется метод сравнения видимого блеска и светимости звезд. Под светимостью понимают мощность всей излучаемой светилом энергии, а мерой служат так называемые абсолютные звездные величины. Существует графическая зависимость между абсолютными величинами и спектральными классами звезд, носящая название диаграммы Герцшпрунга-Рассела по имени астрономов, получивших ее впервые в начале текущего века.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sol-2.jpg 
Просмотров:	242 
Размер:	18.7 Кб 
ID:	373

    Обратимся к результатам изучения звезд и звездных систем, к их спокойной стадии жизни.
    Из спектрального анализа стало ясно, что звезды – гигантские горячие шары из газа и наше Солнце – одна из многих звезд, имеющая сходную структуру внешних слоев. Излучающая поверхность Солнца фотосфера – сравнительно небольшой по толщине слой газа, излучение из которого почти свободно выходит в космическое пространство. Наблюдение солнечных затмений позволило обнаружить еще две внешние оболочки солнечной атмосферы – хромосферу и солнечную корону, характеризующиеся высокой разреженностью и высокой температурой (10 000 К и 2 млн.кельвинов соответственно). Источник мощного излучения Солнца таится в структуре его внутренних слоев. Газовый шар находится под воздействием уравновешивающих друг друга сил: силы тяготения к своему центру и силы газового давления, стремящейся его расширить. Давление внутри Солнца растет в глубину и в центре доходит до 200 млрд.ат при температуре около 12 млн.градусов и плотности около 100 г/см3, в результате чего созданы благоприятные условия для протекания термоядерных реакций. При термоядерных реакциях энергия выделяется главным образом в виде очень жесткого рентгеновского излучения и рождающихся в ходе реакций элементарных частиц, из которых важнейшими для нас являются нейтрино. Излучение поглощается недрами звезды, а вот нейтрино, свободно проходя через них, уносят с собой около 10% выделившейся энергии.

    Современное Солнце состоит на три четверти из водорода, остальное приходится главным образом на гелий. По количеству гелия, образовавшегося за время существования Солнца в ходе термоядерной реакции, можно оценить его максимальный возраст. Расчеты дали около 5 млрд.лет. Пройдет еще не меньше времени, прежде чем Солнце исчерпает водородное горючее и перейдет на другой вид топлива – гелий.

    Изучение строения звезд и их изменений со временем (эволюции) показало, что есть две важнейшие характеристики звезды, которые определяют ее судьбу: возраст и срок жизни, температуру и размеры, светимость и даже поколение, к которому она принадлежит. Первая характеристика – масса звезды, от нее зависит большинство физических свойств звезды, другая – ее химический состав, т.е. процентное содержание водорода, гелия и более тяжелых элементов, оно указывает на возраст и поколение звезды и уточняет остальные свойства.

    Решающее влияние массы связано с условиями механического и теплового равновесия звезды. Чем больше масса, тем большее газовое давление нужно в ее центральной области для уравновешивания тяготения газовых масс к центру и тем выше там температура и больше вырабатывается термоядерной энергии за секунду. Если звезда излучает тепла больше, чем вырабатывает, ее радиус уменьшается, а это повышает давление в центре и увеличивает отдачу термоядерной энергии, пока она не устанавливается на уровне, обеспечивающем оба равновесия.

    Звезды, у которых при массах обычных для большинства звезд, радиусы чрезвычайно малы и поэтому чудовищно велики плотности звездного вещества (названного вырожденным газом), получили название белых карликов. Чем больше их масса, тем меньше радиус. Расчеты показывают, что для масс порядка 1,4 m радиус белого карлика уменьшается до нуля. Следовательно, столь массивные белые карлики уже не могут существовать, так как давление вырожденного газа в них не в состоянии уравновесить тяготение массы звезды.

    Касаясь начальной стадии звезд, автор приводит самую разработанную и, по-видимому, близкую к истине гипотезу образования звезд из межзвездной среды. Самые старые звезды (звезды «первого поколения») – ровесники нашей Галактики – произошли из сгустков ее газового облака, состоявшего почти целиком из водорода и некоторой примеси гелия. Звезды же последующих поколений, более молодые, формировались из межзвездного газа и пыли, содержащих уже и другие элементы, родившиеся в ходе ядерных реакций и взрывов в звездах, и выброшенных ими в межзвездную среду.
    Ранний период развития звезд в общих чертах сходен для всех звезд. Под действием тяготения к центру газового сгустка («протозвезды») потенциальная энергия газовых частиц его внутренних слоев переходит в кинетическую, и протозвезда начинает светиться за счет энергии гравитационного сжатия. Естественно, что чем массивнее звезда, тем она быстрее сжимается под действием собственного тяготения.

    Сжатие создает условия для возникновения в центральной части молодой звезды ядерных реакций. Выделяемая в результате «горения» водорода энергия повышает газовое давление в звезде, и сжатие останавливается. Таким образом, гравитационное сжатие, затопив термоядерную печь звезды, сменяется «ядерным веком» - реакциями горения водорода. Как только истощается водород на периферии звездного ядра, звезда снова начинает сжиматься, пока в ее центре не будет достигнута температура, при которой начинает идти реакция превращения гелия в углерод и изотопы кислорода, неона и магния.

    «Водородный век» сменяется «гелиевым». У самых массивных звезд – сверхгигантов – имеются еще и последующие стадии. В эволюции звезды решающую роль играет величина ее массы. После исчерпания ядерного горючего звезды с массой свыше двух солнечных масс теряют свою механическую устойчивость и начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Забегая вперёд, скажем, что если растущее внутреннее давление останавливает гравитационный коллапс, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Однако если радиус звезды уменьшился до значения гравитационного радиуса, то никакие силы не могут воспрепятствовать ее дальнейшему сжатию и превращению в черную дыру.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	gal11_13_01.jpg 
Просмотров:	1108 
Размер:	14.5 Кб 
ID:	374

    Теперь – о строении нашей Галактики. Млечный Путь как бы рассекает небо на две полусферы, и это сечение представляет собой (грубо приближенно) плоскость симметрии нашей звездной системы (она называется галактической плоскостью), вблизи которой находится и наше Солнце. Большинство входящих в Галактику звезд являются ее самостоятельными членами, но некоторая часть образуют рассеянные и шаровые звездные скопления. Солнце находится от центра Галактики на расстоянии 10 кпс, в то время как от наружного края – в 13 кпс, т.е. ближе к периферии нашей звездной системы.
    Звезды участвуют во вращении Галактики, и с галактическим вращением связана и чечевицеобразная форма Галактики. Число звезд в Галактике – около трех триллионов. Вне звезд находится около 2% массы нашей звездной системы. Это межзвездный газ с незначительной примесью пыли, основная масса которого холодная, хотя есть небольшая часть газа, нагретого горячими звездами и светящегося в виде газовых туманностей. Детальное исследование межзвездного газа стало возможным благодаря открытию его радиоизлучения. Радиоизлучение межзвездной среды создано космическими лучами в магнитном поле Галактики. Космические лучи – это электроны, протоны и другие элементарные частицы, мчащиеся со скоростями, близкими к скоростям света. Попадая в магнитное поле, такой электрон начинает двигаться по спирали и расходовать свою энергию на излучение, получившее название синхротронного.

    В Галактике имеются спиральные рукава, представляющие собой распространяющиеся из центра Галактики волны уплотнения межзвездного газа. Центральное сгущение звезд Галактики – ее ядро – закрыто от нас густыми слоями межзвездной пыли, которая ослабляет его свет в 1500 и более раз. Принято считать, что население нашей Галактики образует пять подсистем, которые различаются между собой характером объектов, их размещением в Галактике, типичными скоростями движения, химическим составом и возрастом. Самая древняя подсистема – «гало» или сферическая. Следующая – промежуточная сферическая. Далее идет промежуточная подсистема, образуемая населением диска, самая массивная и многочисленная по звездам, обрисовывающая главное тело Галактики, ее «линзу». Наконец, есть две «плоские» подсистемы: старая или промежуточная плоская подсистема и молодая плоская подсистема.

    За порогом Галактики начинается удивительный мир бесчисленного множества звездных систем, одной из которых – не самой маленькой, но и не самой большой – и является наша Галактика.

    По наиболее характерным признакам все галактики подразделяются на несколько основных типов: эллиптические (около 25%, их символ – Е), спиральные (50%, символ С), неправильные (всего 5%, символ 1); примерно 20% галактик относится к типу С0, промежуточному между эллиптическими и спиральными. Богатство форм звездных систем объясняется разнообразием условий, в каких они рождались. Возникновение галактик было, в конечном счете, этапом развития Вселенной.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	big.jpg 
Просмотров:	184 
Размер:	17.5 Кб 
ID:	375

    Впечатляюща картина расширения Вселенной. Согласно выводам ядерной физики, на ранней стадии развития все вещество Вселенной находилось в горячем состоянии, имело огромную плотность и было равномерно сосредоточено в небольшом пространстве. После взрыва этого сверхплотного объекта начался разлет вещества, расширение Вселенной. С этого момента начался отсчет ее возраста. Расширение сопровождалось понижением плотности вещества и температуры. В первую секунду шло взаимодействие частиц и античастиц, рождавшихся и погибавших с образованием нейтрино и световых квантов. В стосекундную эпоху ядерных реакций образовались ядра водорода (70% массы вещества Вселенной) и гелий (30%), их смесь, представлявшая собой горячую плазму, стала медленно остывать. Последующие эпохи длились миллионы лет. Когда температура вещества снизилась до 3500 К, образовались нейтральные атомы гелия и водорода. Это разреженное газовое облако распалось на отдельные облака различной массы. Из них получились галактики. Первоначальные газовые облака, быстро охлаждаясь, в свою очередь также распадались на отдельные сгущения, из которых образовались звезды первого поколения и шаровые звездные скопления.

    Вся совокупность галактик, квазаров и объектов межгалактической среды составляет так называемую Метагалактику.

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	sverxnovaya-zvezda.jpg 
Просмотров:	1068 
Размер:	58.6 Кб 
ID:	376


    Перейдём к рассказу о новых и сверхновых звездах.
    Почему вспышки сверхновых так интересуют астрономов? Наблюдаемое гигантское увеличение блеска (некоторые из сверхновых иногда превосходят по блеску галактику, в которой они вспыхнули!), а также тщательный анализ спектров сверхновых и непрерывно расширяющихся оболочек, выброшенных этими звездами, свидетельствуют о том, что сверхновые – это взрывающиеся звезды. Вспышки сверхновых относятся к одному из самых грандиозных явлений, происходящих сейчас во Вселенной, уступая, пожалуй, лишь загадочным процессам в ядрах галактик и квазаров. Астрономы имеют серьезные основания думать, что исследование далеко еще не ясных процессов, вызывающих и сопровождающих вспышки сверхновых, окажет существенное влияние на наши представления о происхождении и развитии звезд, о синтезе химических элементов во Вселенной, о происхождении космических лучей, о природе нетеплового оптического, рентгеновского, гамма- и радиоизлучений.

    Вспышка сверхновых – очень редкое явление. В нашей Галактике последнюю вспышку сверхновой наблюдали Кеплер и его современники в 1604 году. Конечно, это не означает, что с тех пор в Галактике не вспыхивали сверхновые, так как некоторые из них астрономы могли случайно не заметить, а другие не были видны с наблюдательного пункта. Но астрономия 20 века далеко шагнула за пределы нашей Галактики. В беспредельном мире галактик астрономы регулярно открывают сверхновые: с 1885 г. число сверхновых, зарегистрированных в других галактиках, превысило 100. Уже налажено патрулирование галактик с целью открытия в них сверхновых. В эту работу включились астрономы многих стран.

    Если рассказывать о пульсарной эпопее, то английские радиоастрономы во главе с профессором А.Хьюишем открыли пульсары по поразительно строгой периодичности всплесков их радиоизлучения. Ученые пришли к мысли о том, что пульсары – это быстровращающиеся нейтронные звезды. Те самые нейтронные звезды, которые около сорока лет назад были предсказаны академиком Л.Д.Ландау и некоторыми другими физиками-теоретиками, но до сих пор оставались неоткрытыми, несмотря на многочисленные титанические попытки астрономов-наблюдателей, мечтавших обнаружить нейтронные звезды во Вселенной.

    Открытие пульсаров позволило астрономам "увидеть" финальную стадию эволюции некоторых звезд. Такие звезды в конце своего жизненного пути должны стремительно сжиматься. Начинают разрушаться и дробиться на нейтроны и протоны ядра атомов вещества звезды. Образовавшиеся протоны поглощают электроны и, выделяя энергию, тоже превращаются в нейтроны. Образование нейтронной звезды – катастрофический взрывной процесс с бурным выделением энергии. При взрыве возникает ударная волна, выбрасывающая наружные слои звезды и порождающая расширяющуюся газовую оболочку. Все это мы и видим как вспышку далекой сверхновой.

    Автор книги "Новые и сверхновые звезды" астрофизик Ю.П.Псковский гипотетически обрисовывает последствия вспышки сверхновой звезды неподалеку от нас, скажем, на расстоянии каких-нибудь 10 пс. Так, по предположению И.С.Шкловского и В.И.Красовского, исчезновение динозавров, полностью господствовавших на Земле в юрский период и вдруг быстро вымерших в конце мелового периода, могло быть связано со вспышкой близкой сверхновой, вызвавшей повышение уровня космического излучения на сотню тысяч лет. По мнению И.С.Шкловского, не исключено, что и сама жизнь могла зародиться в океане вследствие длительного повышения уровня радиации, вызванного такой вспышкой примерно 2-3 млрд. лет назад. Возможно, таким ближайшим к нам остатком сверхновой является объект Паруса икс, находящийся на расстоянии 500 пс.
    Кроме того, для нас очень существенен факт, несомненный для астрономов, что наше Солнце не принадлежит и не будет принадлежать к классу звезд, из которых образуются новые.

    (по материалам книги Ю.П.Псковского "Новые и сверхновые звезды", 1985 г.)

  2. #2
    Администатор Аватар для Imhotep






    Спасибо за познавательную статью!

    ИМХО

Информация о теме

Пользователи, просматривающие эту тему

Эту тему просматривают: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)

Похожие темы

  1. Фракталы. Поиски новых размерностей
    от Nataliya в разделе Теории мироздания
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 04.06.2012, 17:09
  2. Наш новый канал голосовой конференции TeamSpeak
    от Imhotep в разделе Технический раздел
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 09.02.2012, 23:34
  3. Ответов: 0
    Последнее сообщение: 11.08.2011, 18:24
  4. Ответов: 4
    Последнее сообщение: 08.09.2010, 14:19
  5. Новый Чат. Вопрос - Ответ
    от chatislamonline в разделе Ислам
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 01.09.2010, 05:22

Метки этой темы

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •  

 

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player


Powered by vBulletin® Version 4.2.5
Copyright © 2019 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved.
Перевод: zCarot