Найцікавіші факти про зірки
Зірка – це небесне тіло, що представляє велику газову сферу (плазму в гідростатичній рівновазі), яка виробляє енергію шляхом термоядерного синтезу, основного перетворення водню на гелій. Ця енергія поширюється у просторі у вигляді електромагнітного випромінювання.
Зірки на нічному небі мерехтять через численні відбиття та заломлення світла, коли воно проходить через земну атмосферу. За словами астрономів, відомий Всесвіт містить щонайменше 70 секстильйонів зірок (7×1022). Найближча до Землі зірка – Сонце. Світло від нього потрапляє до нас в середньому за 8 хвилин 19 секунд. Якщо не враховувати Сонце, то найближчою зіркою є Проксима Центавра на відстані близько 40 трильйонів кілометрів. Її світло досягає Землі за 4,3 роки.
Багато зірок гравітаційно пов’язані з іншими зірками, утворюючи кратну систему (подвійні зірки або зірки з більшою кількістю компонентів). Існують також більші групи (із все більш віддаленими компонентами), які називаються зоряними скупченнями.
Зірки не рівномірно розподілені у Всесвіті, а згруповані в галактики. Типова галактика містить сотні мільярдів зірок. Зірки нашої галактики (Чумацький Шлях) розташовані у всіх напрямках щодо спостерігача з Землі. Візуально вони згруповані в областях небесної сфери, які називаються сузір’ями.
Зоряне небо завжди виглядає заворожуюче. У всі часи астрономи намагалися зрозуміти, що являють собою зірки і інші космічні тіла. Згодом їх спостереження стали систематизуватися і відкривати завісу таємниці світобудови.
Космос таїть в собі безліч таємниць. У міру розвитку астрономічної науки вчені виявляють все більше і більше фактів, що стосуються еволюції зірок. Вони мають важливе значення для нас, оскільки дають можливість вирішити енергетичну проблему і завдання мирного освоєння космосу. Цілком ймовірно, що колись ми будемо мати невичерпні джерела енергії або подорожувати в космосі.
Цікаві факти про еволюцію зірок. Основні етапи.
• З плином часу і розвитком сучасної техніки більшістю астрономів була прийнята основна теорія про те, що спочатку був великий вибух неймовірної сили, що розпорошив якусь сингулярну структуру на атоми до газоподібного стану. Після цього з хмар міжзоряного газу і космічного пилу під впливом сили гравітації почали формуватися зірки і планети. Треба однак розуміти, що на 100% цього стверджувати не можна, все це з області теорій, принаймні, з сучасною технікою і знаннями.
• Концентрація атомів в такому газі – приблизно сотні частинок на кубічний сантиметр. За рахунок поступового стиснення вони розігріваються настільки, що в них починають відбуватися термоядерні реакції. В ході таких реакцій з водню утворюється гелій. Надалі протозірка стає зіркою головної послідовності. Маса хмар міжзоряного газу може досягати мільйонів мас Сонця.
• На початку свого життя зірки містять близько 91 відсотка водню. Час життя наймасивніших зірок – кілька мільйонів років. Саме стільки часу водень буде перетворюватися на гелій. Термін життя зірок з масою, близькою до сонячної – приблизно 12 мільярдів років. Чим менше зірка, тим більше термін її життя: у самих маломасивних небесних світил він може досягати трильйонів років.
• В масивних зірках можуть синтезуватися важкі елементи: вуглець і навіть залізо. Подальший синтез елементів не відбувається через високі енергетичні витрати.
• Зірки малої маси (близько однієї десятої сонячної) в міру накопичення гелію поступово стають все гарячішими і перетворюються на блакитних карликів.
• Зірки з масою, приблизно рівною сонячній, в ході еволюції поступово перетворюються на червоних гігантів. Надалі вони стають білими карликами, втрачаючи при цьому масу. Білі карлики дуже гарячі і мають малі розміри (порівняні з розміром Землі). По суті, вони є виродженими ядрами зірок. У цих об’єктах не виробляється енергія. Вони світяться лише за рахунок високої температури.
• Супермасивні зірки, що перевищують вагу Сонця у 8 і більше разів, стають надгігантами. В кінці життя вони переходять в стадію Вольфа-Райе (клас зірок, для яких характерні дуже високі температури і світність) і продукують дуже потужні потоки сонячного (зоряного) вітру. Цей процес може тривати приблизно сотню тисяч років, після чого зірка вибухає і стає гіперновою.
• Коричневі карлики здатні підтримувати термоядерне горіння дейтерію, а наймасивніші з них – і літію. Це єдині можливі термоядерні реакції в подібних об’єктах з настільки малою масою. А оскільки частка дейтерію (як і літію) у протозоряній речовині дуже невелика, таке термоядерне пальне порівняно швидко витрачається (менше, ніж за 1 мільярд років). Крім того, це не єдине джерело енергії – іншим є гравітаційне стисненя коричневого карлика.
• Нейтронні зірки мають величезну щільність. Так, при радіусі близько 10 кілометрів(!) такий об’єкт в 2 рази важче Сонця!
• Кінцевий етап еволюції зірок – чорна діра, ядро якої у 2,5 рази перевищує масу Сонця. Радіус цього об’єкта стискається настільки, що друга космічна швидкість тут дорівнює швидкості світла. Чорна діра також може утворюватися при колапсі наднової.
• Надмасивні чорні діри важчі за Сонце в мільйони і навіть мільярди разів. Один з таких об’єктів виявлений в центрі нашої галактики. Найбільш масивна чорна діра входить до складу квазара TON 618, що знаходиться в сузір’ї Гончих Псів. Її відстань від Землі становить близько 10 мільярдів світлових років. Такий об’єкт важить в 66 мільярдів разів більше, ніж Сонце.
• Квазари – це найбільш яскраві об’єкти в спостережуваній частині Всесвіту. Це активні ядра галактик, в яких масивна чорна діра поглинає речовину. Квазари мають велике практичне значення, оскільки по ним астрономи вивчають структуру Всесвіту і його походження. Світло найбільш віддаленого від нас квазара почало поширюватися приблизно через 690 мільйонів років після Великого вибуху.
Що буде з зірками і космосом далі?
• У Всесвіті ніщо не вічне. Залежно від ваги зірка перетворюється в кінцевій стадії своєї еволюції на білого карлика, нейтронну зірку або чорну діру. Чорні діри за рахунок випаровування фотонів (випромінювання Хокінга) поступово зменшуються і зникають.
• Десь приблизно через 7,6 мільярда років зовнішня оболонка нашого Сонця зірветься, і з неї утвориться туманність, в центрі якої буде білий карлик.
• Гравітація чорних дір настільки потужна, що ніщо не може вирватися з їх тяжіння, навіть кванти світла. Тому вони й чорні, оскільки світло не відбивається від них, а утримується всередині.
• Існує гіпотеза, що через певний відрізок часу відбудеться великий розрив Всесвіту, і станеться це через 22 мільярди років.
• Через 100 мільярдів років розширення Всесвіту прибере всі докази Великого вибуху. Всі вони опиняться за так званим горизонтом подій. Якщо, звичайно, вірна гіпотеза про постійне розширення Всесвіту, а гіпотеза про так званий великий розрив буде помилковою.
• Імовірно, через 100 трильйонів років зореутворення повністю припиниться, і Всесвіт перейде в епоху розпаду. Єдиними космічними об’єктами стануть білі карлики, нейтронні зірки і чорні діри, а також коричневі карлики – останні «продукти» розвитку зірок. Джерел же світла в космосі не залишиться зовсім.
• Далі у Всесвіті почнуть домінувати чорні діри. Передбачається, що найбільша з них матиме масу, що в 20 трильйонів разів перевищує масу Сонця. Приблизно за 1,7×10100 років ця надважка чорна діра випарується в результаті випромінювання Хокінга. За умови, що ще розпадуться і протони, космос увійде в епоху вічної темряви.
• Однак до цього часу людство, швидше за все, вже зможе освоїти ближній космос і почне освоювати дальній. Життя на Марсі стане звичним, і на околицях Галактики виявляться нові земліподібні планети. Так чи інакше, але прогрес не зупинити, в тому числі – і в космічній галузі. Нам всього лише потрібно навчитися змусити літати космічні кораблі зі швидкістю, близькою до світлової.
*На верхньому фото: Розсіяне зоряне скупчення Плеяди (або М45, NGC 1432/35, Стожари, Сім Сестер), що складається приблизно з 3000 зірок, на відстані 400 світлових років (120 парсек) від Землі в сузір’ї Тельця. Видно пил та газ навколо зірок.
