Τα αστέρια, όπως και οι άνθρωποι, μπορεί να είναι νεογέννητα, μικρά, ηλικιωμένα. Κάθε στιγμή κάποια αστέρια πεθαίνουν και άλλα σχηματίζονται. Συνήθως τα νεότερα από αυτά είναι παρόμοια με τον Ήλιο. Βρίσκονται στο στάδιο του σχηματισμού και στην πραγματικότητα αντιπροσωπεύουν πρωτοαστέρες. Οι αστρονόμοι τους αποκαλούν αστέρια T-Taurus, από το πρωτότυπο τους. Με τις ιδιότητές τους - για παράδειγμα, τη φωτεινότητα - τα πρωτάστρα είναι μεταβλητά, αφού η ύπαρξή τους δεν έχει ακόμη εισέλθει σε σταθερή φάση. Γύρω από πολλά από αυτά υπάρχει μεγάλη ποσότητα ύλης. Ισχυρά ρεύματα ανέμου προέρχονται από αστέρια τύπου Τ.
Protostar: η αρχή του κύκλου ζωής
Αν η ύλη πέσει στην επιφάνεια ενός πρωτοάστρου, γρήγορα καίγεται και μετατρέπεται σε θερμότητα. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία των πρωτοαστέρων αυξάνεται συνεχώς. Όταν ανεβαίνει τόσο πολύ που πυροδοτούνται πυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του άστρου, ο πρωτοαστέρας αποκτά την κατάσταση ενός συνηθισμένου. Με την έναρξη των πυρηνικών αντιδράσεων, το αστέρι έχει μια σταθερή πηγή ενέργειας που υποστηρίζει τη ζωτική του δραστηριότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το πόσο θα είναι ο κύκλος ζωής ενός αστεριού στο σύμπαν εξαρτάται από το αρχικό του μέγεθος. ΩστόσοΠιστεύεται ότι τα αστέρια με διάμετρο του Ήλιου έχουν αρκετή ενέργεια για να υπάρχουν άνετα για περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Παρόλα αυτά, συμβαίνει επίσης ότι ακόμη πιο ογκώδη αστέρια ζουν μόνο μερικά εκατομμύρια χρόνια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι καίνε τα καύσιμα τους πολύ πιο γρήγορα.
Αστέρια κανονικού μεγέθους
Κάθε ένα από τα αστέρια είναι ένα μάτσο ζεστό αέριο. Στα βάθη τους, η διαδικασία παραγωγής πυρηνικής ενέργειας συνεχίζεται συνεχώς. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα αστέρια σαν τον Ήλιο. Μία από τις κύριες διαφορές είναι στο χρώμα. Τα αστέρια δεν είναι μόνο κίτρινα, αλλά και μπλε, κοκκινωπά.
Φωτεινότητα και φωτεινότητα
Διαφέρουν επίσης σε χαρακτηριστικά όπως η λάμψη και η φωτεινότητα. Το πόσο φωτεινό θα είναι ένα αστέρι που παρατηρείται από την επιφάνεια της Γης εξαρτάται όχι μόνο από τη φωτεινότητά του, αλλά και από την απόσταση από τον πλανήτη μας. Δεδομένης της απόστασης από τη Γη, τα αστέρια μπορεί να έχουν εντελώς διαφορετική φωτεινότητα. Αυτός ο αριθμός κυμαίνεται από το ένα δέκατο χιλιοστό της λάμψης του Ήλιου έως μια φωτεινότητα συγκρίσιμη με περισσότερους από ένα εκατομμύριο Ήλιους.
Τα περισσότερα αστέρια βρίσκονται στο χαμηλότερο άκρο αυτού του φάσματος, καθώς είναι αμυδρά. Από πολλές απόψεις, ο Ήλιος είναι ένα μέσο, τυπικό αστέρι. Ωστόσο, σε σύγκριση με άλλα, έχει πολύ μεγαλύτερη φωτεινότητα. Ένας μεγάλος αριθμός αμυδρά αστέρια μπορεί να παρατηρηθεί ακόμη και με γυμνό μάτι. Ο λόγος που τα αστέρια διαφέρουν στη φωτεινότητα είναι λόγω της μάζας τους. Το χρώμα, η λάμψη και η αλλαγή στη φωτεινότητα με την πάροδο του χρόνου καθορίζονται από την ποσότηταουσίες.
Προσπάθειες εξήγησης του κύκλου ζωής των αστεριών
Οι άνθρωποι προσπαθούσαν εδώ και καιρό να εντοπίσουν τη ζωή των αστεριών, αλλά οι πρώτες προσπάθειες των επιστημόνων ήταν μάλλον δειλές. Η πρώτη πρόοδος ήταν η εφαρμογή του νόμου του Λέιν στην υπόθεση Helmholtz-Kelvin της βαρυτικής συστολής. Αυτό έφερε μια νέα κατανόηση στην αστρονομία: θεωρητικά, η θερμοκρασία ενός άστρου θα πρέπει να αυξάνεται (η τιμή του είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ακτίνα του άστρου) έως ότου η αύξηση της πυκνότητας επιβραδύνει τις διαδικασίες συστολής. Τότε η κατανάλωση ενέργειας θα είναι μεγαλύτερη από το εισόδημά της. Σε αυτό το σημείο, το αστέρι θα αρχίσει να κρυώνει γρήγορα.
Υποθέσεις για τη ζωή των αστεριών
Μία από τις αρχικές υποθέσεις για τον κύκλο ζωής ενός άστρου προτάθηκε από τον αστρονόμο Norman Lockyer. Πίστευε ότι τα αστέρια προέρχονται από μετεωρική ύλη. Ταυτόχρονα, οι διατάξεις της υπόθεσής του βασίστηκαν όχι μόνο στα θεωρητικά συμπεράσματα που υπάρχουν στην αστρονομία, αλλά και στα δεδομένα της φασματικής ανάλυσης των άστρων. Ο Lockyer ήταν πεπεισμένος ότι τα χημικά στοιχεία που συμμετέχουν στην εξέλιξη των ουράνιων σωμάτων αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια - «πρωτοστοιχεία». Σε αντίθεση με τα σύγχρονα νετρόνια, πρωτόνια και ηλεκτρόνια, δεν έχουν γενικό, αλλά ατομικό χαρακτήρα. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον Lockyer, το υδρογόνο διασπάται σε αυτό που ονομάζεται «πρωτοϋδρογόνο». ο σίδηρος γίνεται «πρωτοσίδηρος». Άλλοι αστρονόμοι προσπάθησαν επίσης να περιγράψουν τον κύκλο ζωής ενός αστεριού, για παράδειγμα, οι James Hopwood, Yakov Zeldovich, Fred Hoyle.
Γίγαντες και νάνοι αστέρια
Τα μεγάλα αστέρια είναι τα πιο καυτά και λαμπερά. Είναι συνήθως λευκά ή γαλαζωπά στην όψη. Αν και είναι γιγάντια σε μέγεθος, το καύσιμο μέσα τους καίγεται τόσο γρήγορα που το χάνουν σε λίγα εκατομμύρια χρόνια.
Τα μικρά αστέρια, σε αντίθεση με τα γιγάντια, συνήθως δεν είναι τόσο φωτεινά. Έχουν κόκκινο χρώμα, ζουν αρκετά - για δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά ανάμεσα στα φωτεινότερα αστέρια στον ουρανό υπάρχουν επίσης κόκκινα και πορτοκαλί. Ένα παράδειγμα είναι το αστέρι Aldebaran - το λεγόμενο "μάτι του ταύρου", που βρίσκεται στον αστερισμό του Ταύρου. καθώς και το αστέρι Antares στον αστερισμό του Σκορπιού. Γιατί αυτά τα δροσερά αστέρια μπορούν να ανταγωνιστούν σε φωτεινότητα με καυτά αστέρια όπως ο Σείριος;
Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κάποτε επεκτάθηκαν πολύ και η διάμετρός τους άρχισε να ξεπερνά τα τεράστια κόκκινα αστέρια (υπεργίγαντες). Η τεράστια περιοχή επιτρέπει σε αυτά τα αστέρια να εκπέμπουν μια τάξη μεγέθους περισσότερη ενέργεια από τον Ήλιο. Και αυτό παρά το γεγονός ότι η θερμοκρασία τους είναι πολύ χαμηλότερη. Για παράδειγμα, η διάμετρος του Betelgeuse, που βρίσκεται στον αστερισμό του Ωρίωνα, είναι αρκετές εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο του Ήλιου. Και η διάμετρος των συνηθισμένων κόκκινων αστεριών συνήθως δεν είναι ούτε το ένα δέκατο του μεγέθους του Ήλιου. Τέτοια αστέρια ονομάζονται νάνοι. Κάθε ουράνιο σώμα μπορεί να περάσει από αυτούς τους τύπους του κύκλου ζωής των άστρων - το ίδιο αστέρι σε διαφορετικά τμήματα της ζωής του μπορεί να είναι και κόκκινος γίγαντας και νάνος.
Κατά κανόνα, τα φωτιστικά όπως ο Ήλιοςδιατηρούν την ύπαρξή τους λόγω του υδρογόνου μέσα. Μετατρέπεται σε ήλιο μέσα στον πυρηνικό πυρήνα του άστρου. Ο ήλιος έχει τεράστια ποσότητα καυσίμου, αλλά ακόμα και αυτή δεν είναι άπειρη - το μισό απόθεμα έχει εξαντληθεί τα τελευταία πέντε δισεκατομμύρια χρόνια.
Ζωή των αστεριών. Κύκλος ζωής των αστεριών
Μετά την εξάντληση της παροχής υδρογόνου μέσα σε ένα αστέρι, έρχονται σοβαρές αλλαγές. Το υπόλοιπο υδρογόνο αρχίζει να καίγεται όχι μέσα στον πυρήνα του, αλλά στην επιφάνεια. Σε αυτή την περίπτωση, η διάρκεια ζωής του αστεριού μειώνεται όλο και περισσότερο. Ο κύκλος των αστεριών, τουλάχιστον τα περισσότερα από αυτά, σε αυτό το τμήμα περνά στο στάδιο ενός κόκκινου γίγαντα. Το μέγεθος του αστεριού γίνεται μεγαλύτερο και η θερμοκρασία του, αντίθετα, μειώνεται. Έτσι εμφανίζονται οι περισσότεροι κόκκινοι γίγαντες, αλλά και οι υπεργίγαντες. Αυτή η διαδικασία είναι μέρος της συνολικής ακολουθίας αλλαγών που συμβαίνουν με τα αστέρια, την οποία οι επιστήμονες ονόμασαν εξέλιξη των άστρων. Ο κύκλος ζωής ενός αστεριού περιλαμβάνει όλα τα στάδια του: στο τέλος, όλα τα αστέρια γερνούν και πεθαίνουν και η διάρκεια της ύπαρξής τους καθορίζεται άμεσα από την ποσότητα του καυσίμου. Μεγάλα αστέρια δίνουν τέλος στη ζωή τους με μια τεράστια, θεαματική έκρηξη. Οι πιο μετριοπαθείς, αντίθετα, πεθαίνουν, συρρικνώνοντας σταδιακά στο μέγεθος των λευκών νάνων. Μετά απλά ξεθωριάζουν.
Πόσο καιρό ζει ένα μέσο αστέρι; Ο κύκλος ζωής ενός αστεριού μπορεί να διαρκέσει από λιγότερο από 1,5 εκατομμύρια χρόνια έως 1 δισεκατομμύριο χρόνια ή περισσότερο. Όλα αυτά, όπως ειπώθηκε, εξαρτώνται από τη σύνθεση και το μέγεθός του. Αστέρια όπως ο Ήλιος ζουν μεταξύ 10 και 16 δισεκατομμυρίων ετών. Πολύ φωτεινά αστέριαόπως ο Σείριος, ζήστε για σχετικά μικρό χρονικό διάστημα - μόνο μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Το διάγραμμα κύκλου ζωής ενός αστεριού περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια. Αυτό είναι ένα μοριακό νέφος - η βαρυτική κατάρρευση του νέφους - η γέννηση ενός σουπερνόβα - η εξέλιξη ενός πρωτοάστρου - το τέλος της πρωτοαστρικής φάσης. Στη συνέχεια ακολουθούν τα στάδια: η αρχή του σταδίου ενός νεαρού άστρου - η μέση της ζωής - ωριμότητα - το στάδιο ενός κόκκινου γίγαντα - ενός πλανητικού νεφελώματος - το στάδιο ενός λευκού νάνου. Οι δύο τελευταίες φάσεις είναι χαρακτηριστικές των μικρών αστεριών.
Φύση των πλανητικών νεφελωμάτων
Λοιπόν, εξετάσαμε εν συντομία τον κύκλο ζωής ενός αστεριού. Τι είναι όμως ένα πλανητικό νεφέλωμα; Τα αστέρια μερικές φορές ρίχνουν τα εξωτερικά τους στρώματα καθώς μετατρέπονται από τεράστιος κόκκινος γίγαντας σε λευκό νάνο, αφήνοντας εκτεθειμένο τον πυρήνα του αστεριού. Το περίβλημα του αερίου αρχίζει να λάμπει υπό την επίδραση της ενέργειας που εκπέμπεται από το αστέρι. Αυτό το στάδιο πήρε το όνομά του λόγω του γεγονότος ότι οι φωτεινές φυσαλίδες αερίου σε αυτό το κέλυφος συχνά μοιάζουν με δίσκους γύρω από πλανήτες. Αλλά στην πραγματικότητα, δεν έχουν καμία σχέση με τους πλανήτες. Ο κύκλος ζωής των αστεριών για τα παιδιά μπορεί να μην περιλαμβάνει όλες τις επιστημονικές λεπτομέρειες. Μπορεί κανείς να περιγράψει μόνο τις κύριες φάσεις της εξέλιξης των ουράνιων σωμάτων.
Σμήνη αστεριών
Οι αστρονόμοι λατρεύουν να εξερευνούν αστρικά σμήνη. Υπάρχει μια υπόθεση ότι όλοι οι φωτιστές γεννιούνται ακριβώς σε ομάδες, και όχι ένας προς έναν. Δεδομένου ότι τα αστέρια που ανήκουν στο ίδιο σμήνος έχουν παρόμοιες ιδιότητες, οι διαφορές μεταξύ τους είναι αληθινές και όχι λόγω της απόστασης από τη Γη. Τι είδους αλλαγέςδεν έπεσαν στο μερίδιο αυτών των αστεριών, παίρνουν την αρχή τους ταυτόχρονα και υπό ίσους όρους. Ιδιαίτερα πολλές γνώσεις μπορούν να αποκτηθούν μελετώντας την εξάρτηση των ιδιοτήτων τους από τη μάζα. Εξάλλου, η ηλικία των αστεριών σε σμήνη και η απόστασή τους από τη Γη είναι περίπου ίσες, επομένως διαφέρουν μόνο σε αυτόν τον δείκτη. Τα σμήνη θα ενδιαφέρουν όχι μόνο επαγγελματίες αστρονόμους - κάθε ερασιτέχνης θα χαρεί να τραβήξει μια όμορφη φωτογραφία, να θαυμάσει την εξαιρετικά όμορφη θέα τους στο πλανητάριο.
