Чому зірки світяться? Чому деякі з них такі яскраві на нічному небі, інші ледь помітні? Від чого залежить колір зірки? Сучасній науці вдалося відповісти на всі ці та інші питання, що стосуються далеких небесних тіл. Сьогодні про це може дізнатися кожен.
Що таке зірки
Зірки – основні небесні тіла нарівні з планетами та супутниками. Від останніх вони відрізняються тим, що випромінюють світло, а не просто відбивають його. Щодня ми спостерігаємо за найбільшою зіркою у нашій системі — за Сонцем. Саме його світло і тепло уможливили життя на Землі.
Що таке зірки на небі? Величезні міжзоряні хмари з розріджених газів, що світяться, називають газовими дифузними туманностями. До їх складу входить головним чином водень, кисень, гелій та азот. Такі газові (або дифузні) туманності — колиска для молодих зірок, які народжуються так само, як народилася наша Сонячна система.
Таким чином, зірка в небі – кулясте скупчення газів, що утримує форму за допомогою сил гравітації, а також випромінює світло. Її основні складові – гази (в більшості випадків гелій та водень) з твердими мінеральними частинками.
Зірки на небі вчені класифікували та виділили такі групи:
- Коричневі карлики. Ці зірки постійно згасають, їх термоядерні реакції не здатні на компенсацію розтраченої енергії.
- Білий карлик. Для цих зірок характерна мала маса, гази поступово залишають їхню поверхню, утворюючи зірковий вітер.
- Червоні гіганти. У цих світил порівняно низька температура, але більша світність.
- Змінні зірки, що змінюють свій блиск.
- Зірки Вольфа-Рея. У них висока температура і світність, а разом із воднем та гелієм у їхньому складі є кисень, азот та вуглець.
- Нові, що періодично спалахують зірки.
- Наднові, яскравість яких змінюється різко та раптово.
- Гіпернові, народжені після вибуху масивної зірки, яка виснажила свою енергію та паливо.
Основними параметрами, якими пророкують фізичні характеристики зірок, вважаються їх маса і хімічний склад.
Чому світять зірки
Зірка народжується з накопичення газів, які стискає власна гравітація. Під час цього процесу:
- відбувається виділення тепла;
- температура поступово зростає;
- утворюється ядро зірки.
Разом із колосальним обсягом теплової енергії відбувається світлове випромінювання. Частково це світло досягає Землі, і саме це явище ми спостерігаємо коли бачимо зірки вночі.
Такою властивістю наділені виключно зірки. Коли бачимо супутник нашої планети Місяць чи планету Венеру, всі вони лише відбивають світло інших зірок. І лише останні – це самостійні об’єкти світлового випромінювання, пов’язаного з викидом енергії.
Життя зірок таке:
- Коли температура поруч із ядром становить мільйони градусів, стиск сповільнюється. Це початок повноцінного життя зірки, яке може тривати мільйони років. Протягом цього часу в її ядрі водень перетворюватиметься на гелій.
- Як тільки паливо витрачається, температура впаде, а світність зростатиме до перетворення зірки на червоного карлика.
- При дуже великій масі ядра починається процес стиснення, у результаті якого зірка стає чорною діркою.
Процес зореутворення безперервний, і зірки продовжують виникати й сьогодні.
Чому зірки не видно вдень
Ідеальним часом для спостереження за зоряним небом вважається останній літній місяць. У темні вечори прозоре серпневе повітря дозволяє насолодитися неймовірним видовищем. Крім того, у цей час часто відбуваються зорепади.
Кожна зірка має свій життєвий цикл. На різних етапах її світло змінюється. Що ближче кінець існування, то холоднішає зірка. Її можна дізнатися з пульсуючого мерехтливого світіння.
Вдень зірки теж світять так само, як і вночі. Але їхнє далеке світло затьмарюється сонячним — світлом найближчої до нас зірки. Вночі ця «завіса» ніби відкривається, і тоді ми спостерігаємо за дивовижними космічними красами: планетами, сузір’ями, туманностями та іншими елементами Всесвіту.
Цікаво, що кожна зірка має свій колір. Відомі блакитні, білі, оранжеві зірки і навіть такі, що переливаються різними відтінками. Це пояснюється різною температурою газів, що входять до їх складу. Так, найгарячіші зірки блакитні, за ними йдуть білі. Трохи менш теплі – жовті, а найхолодніші – помаранчеві та червоні.
Звідки зірки беруть енергію
Щоб відповісти на це питання, треба повернутись до того, з чого складається зірка. Більшість її — водень, який чудово горить із енергією. Але для цього потрібний кисень, якого в зірці немає. Як відбувається «зоряне горіння»?
Горіння – хімічний процес своєрідного перетасовування атомів між молекулами, у ході якого виділяється теплова енергія. Жахливий жар у зоряних надрах унеможливлює існування молекул, вони розпадаються, які складові (атоми, ядра) перетасовуються. Так відбувається освіту нових хімічних атомів з іншими хімічними властивостями. Це звані ядерні реакції.
Згідно з дослідженнями вчених-фізиків, джерело зоряної енергії полягає у безперервному утворенні атомів гелію з атомів водню:
- Кожен атом гелію має вагу вчетверо більше, ніж атома водню.
- Але отримати його шляхом простого складання чотирьох атомів водню не вдасться.
- Перш ніж це станеться, відбувається ціла низка перетворень, у процесі яких відбувається також виділення та втрата енергії.
- Тому маса нового атома гелію трохи менше, ніж маса чотирьох атомів водню. Завдяки цій різниці зірка живе.
Що ж відбувається при старінні та вигорянні зірки? Водень стає гелієм, а гелій може перетворитися на важчий елемент. Так і відбувається безперервна зміна хімічного складу Всесвіту. Звідси можна зробити висновок і про те, що в момент народження нашого Всесвіту в ньому переважав водень.
Згодом кількість важких елементів стає більшою, ніж кількість водню. Частина речовини зірки з цими елементами йде у міжзоряне газове середовище. Чим менше залишається палива, тим складніше зірці підтримувати свою життєдіяльність і так само яскраво світити. Після витрати запасів водню життєвий цикл світила завершується.
Ось ми й відповіли на запитання, чому зірки світяться. Фізики займалися цією загадкою протягом кількох століть, висували гіпотези, які потім спростовували, але все ж таки знайшли відповідь. Немає сумнівів, що в майбутньому на нас чекає ще багато цікавих астрономічних відкриттів.
Останні коментарі