2.2. Звезды

Звезды – главные космические объекты, в которых сосредоточено 90% вещества Вселенной. Важнейшей задачей астрономии является исследование их происхождения и эволюции, поиски ответа на вопрос: «Почему они распределены в просторах Вселенной неравномерно, а образуют системы разного вида, массы и размеров – скопления и галактики?»

Основные характеристики

Звезды – раскаленные вращающиеся шары, состоящие из водородной и гелиевой плазмы (рис.22). Средний химический состав наружных слоев звезды в химическом отношении выглядит примерно следующим образом: на 10 тысяч атомов водорода приходится 1000 атомов гелия, 5 атомов кислорода, 2 атома азота, 1 атом углерода, 0,3 атома железа.

Звезда – это небесное тело, в котором естественным образом происходили, происходят, и будут происходить реакции термоядерного синтеза.

Таким образом, звезды – это небесные тела, испускающие энергию. Энергия звезд генерируется в их недрах ядерными процессами при температурах, достигающих десятки миллионов градусов, что сопровождается выделением особых частиц огромной проникающей способности – нейтрино.

Звезды источники света и жизни. Одной из характеристик звезды является ее светимость L. Светимость – это полное количество энергии, извлекаемое звездой в единицу времени. Светимость выражается в единицах светимости Солнца, которая равна 4 · 10³³эрг/с. По своей светимости звезды различаются в очень широких пределах. Есть звезды, светимость которых превосходит солнечную в десятки и сотни тысяч раз. Огромное количество звезд составляют карлики, светимость которых значительно меньше солнечной в тысячи раз.

Температура определяет цвет звезды и спектр. Если температура поверхностных слоев звезды – 3 – 4 тысячи градусов Кельвина, то ее цвет – красноватый (холодные звезды), 6-7 тысяч градусов – желтоватый (средняя температура), 10 – 12 тысяч градусов – белый и голубоватый (горячие звезды).

Звезду характеризует ее радиус. Существуют очень крупные звезды – красные гиганты и сверхгиганты. По своей величине они значительно превосходят Солнце. Объем одной звезды из созвездия Цефея больше объема Солнца в 14 миллиардов раз. Такие звезды получили еще одно название «пузыри», т.к. они имеют очень низкую плотность, в миллионы раз меньше, чем плотность воздуха. Существуют звезды – карлики. По размеру они значительно уступают Солнцу. Известны карлики, которые меньше Земли и даже Луны. Вещество этих звезд обладает высокой плотностью, достигающей десятков и сотен тысяч граммов на см³.

Масса звезд меняется в сравнительно узких пределах. Очень мало звезд больше или меньше солнечной массы в 10 раз (масса Солнца – 2 · 10³³г).

Магнетизм звезд. Спектроскопическим методом было обнаружено наличие мощных магнитных полей в атмосферах некоторых звезд. Напряженность этих полей в отдельных случаях достигает 10 тысяч эрстед, т.е. в 20 тысяч раз больше, чем магнитное поле Земли. В солнечных пятнах напряженность магнитных полей достигает 3 – 4 тысяч эрстед.

Звезды движутся вокруг центра галактики по сложным орбитам. Могут быть звезды, у которых меняются блеск и спектр – переменные и нестационарные (молодые) звезды, а также звездные ассоциации, возраст которых не превышает 10 млн. лет. Звездные ассоциации могут иметь «рассеянную» или «шаровую» структуру. Рассеянные звездные скопления насчитывают несколько сотен отдельных звезд, шаровые скопления – многие сотни тысяч. Ассоциации звезд не являются неизменными и вечно существующими. Через определенное количество времени, исчисляемое миллионами лет, они рассеиваются силами галактического вращения.