Διάστημα - αστέρια και πλανήτες, γαλαξίες και νεφελώματα- ένας τεράστιος μυστηριώδης κόσμος, τον οποίο οι άνθρωποι θέλουν να καταλάβουν από την αρχαιότητα. Πρώτα, η αστρολογία και στη συνέχεια η αστρονομία, προσπάθησαν να γνωρίσουν τους νόμους της ζωής που ρέει στις τεράστιες εκτάσεις της. Σήμερα μπορούμε με ασφάλεια να πούμε ότι γνωρίζουμε πολλά, αλλά ένα εντυπωσιακό μέρος των διαδικασιών και των φαινομένων έχει μόνο μια υποθετική εξήγηση. Η φυσική φύση των άστρων είναι ένα από τα πιο ευρέως συζητημένα θέματα στην αστρονομία. Σήμερα, η συνολική εικόνα είναι σαφής, αλλά υπάρχουν επίσης κενά στη γνώση μας για τα ουράνια σώματα.
Αμέτρητος αριθμός
Κάθε αστέρι είναι μια μπάλα αερίου,εκπέμπει συνεχώς φως. Οι δυνάμεις της βαρύτητας και η εσωτερική πίεση εμποδίζουν την καταστροφή του. Η φυσική φύση των άστρων είναι τέτοια που θερμοπυρηνικές αντιδράσεις συμβαίνουν συνεχώς στα βάθη του. Σταματούν μόνο σε ορισμένα στάδια ανάπτυξης του αστεριού, τα οποία θα συζητηθούν παρακάτω.
Σε καλές καιρικές συνθήκες και όχιτεχνητό φωτισμό στον ουρανό, μπορείτε να δείτε έως 3000 χιλιάδες αστέρια σε κάθε ημισφαίριο. Ωστόσο, αυτό είναι μόνο ένα μικρό μέρος της ποσότητας που γεμίζει χώρο. Το πλησιέστερο αστέρι σε μας είναι ο Sunλιος. Μελετώντας τη συμπεριφορά του, οι επιστήμονες μαθαίνουν πολλά για τους φωτιστές γενικά. Το πλησιέστερο αστέρι έξω από το ηλιακό σύστημα είναι το Proxima Centauri. Χωρίζεται από εμάς περίπου 4,2 έτη φωτός.
Παράμετροι
Η επιστήμη των αστεριών γνωρίζει αρκετά σήμερακατανοήσουν πώς τα κύρια χαρακτηριστικά επηρεάζουν την εξέλιξή τους. Οι πιο σημαντικές παράμετροι για κάθε φωτιστικό είναι η μάζα και η σύνθεση. Καθορίζουν τη διάρκεια της ύπαρξης, τα χαρακτηριστικά της διέλευσης διαφορετικών σταδίων και όλα τα άλλα χαρακτηριστικά, για παράδειγμα, φάσμα, μέγεθος, λαμπρότητα. Ωστόσο, λόγω της τεράστιας απόστασης που μας χωρίζει από όλα τα αστέρια εκτός από τον Sunλιο, δεν είναι πάντα δυνατό να ληφθούν ακριβή δεδομένα για αυτά.
Βάρος
Σε σύγχρονες συνθήκες, λίγο πολύ ακριβήδεδομένα για τη μάζα των αστεριών μπορούν να ληφθούν μόνο εάν είναι σύντροφοι του δυαδικού συστήματος. Ωστόσο, ακόμη και τέτοιοι υπολογισμοί δίνουν ένα αρκετά μεγάλο σφάλμα - από 20 έως 60%. Για τα υπόλοιπα αστέρια, η μάζα υπολογίζεται έμμεσα. Προέρχεται από διάφορες γνωστές σχέσεις (για παράδειγμα, μάζα - φωτεινότητα).
Η φυσική φύση των άστρων με την αλλαγή αυτούη παράμετρος παραμένει η ίδια, αλλά πολλές διαδικασίες αρχίζουν να ρέουν σε ένα ελαφρώς διαφορετικό επίπεδο. Η μάζα επηρεάζει άμεσα τη θερμική και μηχανική ισορροπία ολόκληρου του κοσμικού σώματος. Όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο πιο σημαντική είναι η πίεση και η θερμοκρασία του αερίου στο κέντρο του άστρου, καθώς και η ποσότητα της παραγόμενης θερμοπυρηνικής ενέργειας. Για να διατηρηθεί η θερμική ισορροπία, το φωτιστικό πρέπει να εκπέμπει όσο σχηματίστηκε στα βάθη του. Για αυτό, η διάμετρος του αστεριού αλλάζει. Τέτοιες αλλαγές συνεχίζονται μέχρι να επιτευχθούν και οι δύο τύποι ισορροπίας.
Χημική σύνθεση
Η βάση του αστεριού είναι υδρογόνο και ήλιο.Εκτός από αυτά, βαρύτερα στοιχεία περιλαμβάνονται στη σύνθεση σε διαφορετικές αναλογίες. "Πλήρες σύνολο" υποδηλώνει την ηλικία και τη γενιά του αστεριού, υποδεικνύει μερικές από τις άλλες ιδιότητές του.
Το ποσοστό των βαρύτερων στοιχείωνπολύ λίγα, αλλά είναι αυτά που επηρεάζουν το ρυθμό της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Η επιβράδυνση και η επιτάχυνσή του αντανακλάται στη φωτεινότητα, το χρώμα και τη διάρκεια ζωής του αστεριού. Η γνώση της χημικής σύνθεσης ενός αστεριού σας επιτρέπει να προσδιορίσετε εύκολα τον χρόνο σχηματισμού του.
Η γέννηση ενός αστεριού
Η διαδικασία σχηματισμού των φωτιστικών δεν είναι ακόμα αρκετήμελετημένος. Η πλήρης κατανόηση της εικόνας εμποδίζεται από τεράστιες αποστάσεις και την αδυναμία άμεσης παρατήρησης. Ωστόσο, σήμερα υπάρχει μια γενικά αποδεκτή έννοια που περιγράφει τη γέννηση ενός αστεριού. Ας σταθούμε εν συντομία σε αυτό.
Προφανώς, τα φωτιστικά σχηματίζονται από το διαστρικόαέριο που συμπιέζεται από τη δική του βαρύτητα. Σε αυτή την περίπτωση, η βαρυτική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα - η θερμοκρασία της σχηματιζόμενης σφαίρας αυξάνεται. Αυτή η διαδικασία τελειώνει όταν ο πυρήνας θερμαίνεται έως και αρκετά εκατομμύρια Kelvin και ξεκινά ο σχηματισμός στοιχείων βαρύτερων από το υδρογόνο (πυρηνοσύνθεση). Ένα τέτοιο αστέρι παραμένει για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, βρίσκεται στην κύρια ακολουθία του διαγράμματος Hertzsprung-Russell.
Κόκκινος γίγαντας
Το επόμενο στάδιο της εξέλιξης ξεκινά μετάεξάντληση όλου του καυσίμου από τον πυρήνα. Όλο το υδρογόνο στο κέντρο του άστρου μετατρέπεται σε ήλιο και η καύση του συνεχίζεται στα εξωτερικά κελύφη του αστεριού. Το κοσμικό σώμα αρχίζει να αλλάζει. Η φωτεινότητά του αυξάνεται, τα εξωτερικά στρώματα επεκτείνονται και τα εσωτερικά, αντίθετα, συρρικνώνονται, η φωτεινότητα μειώνεται προσωρινά και η θερμοκρασία της επιφάνειας μειώνεται. Το αστέρι εγκαταλείπει την Κύρια Ακολουθία και γίνεται ένας κόκκινος γίγαντας. Σε αυτήν την κατάσταση, ο φωτιστικός ξοδεύει πολύ λιγότερο χρόνο από τη ζωή του από ό, τι στο προηγούμενο στάδιο.
Μη αναστρέψιμες αλλαγές
Σύντομα (με κοσμικά πρότυπα) και πάλι ο πυρήναςαρχίζει να συρρικνώνεται, μη υποστηρίζοντας το δικό του βάρος. Ταυτόχρονα, η αυξανόμενη θερμοκρασία διεγείρει την αρχή της σύνθεσης βαρύτερων στοιχείων από ήλιο. Ένα αστέρι μπορεί επίσης να υπάρχει σε τέτοιο καύσιμο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα περαιτέρω γεγονότα εξαρτώνται από τις αρχικές παραμέτρους του αστεριού. Τα τεράστια αστέρια περνούν πολλά ακόμη στάδια, όταν ο άνθρακας (που σχηματίζεται από ήλιο) και στη συνέχεια το πυρίτιο (που σχηματίζεται από άνθρακα) αρχίζει να λειτουργεί ως καύσιμο. Ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας του τελευταίου, σχηματίζεται σίδηρος. Μέχρι τότε, ξεκινά το τελευταίο στάδιο της ζωής του αστέρα, όταν μπορεί να μετατραπεί σε νετρόνιο. Ωστόσο, αφού κάψει όλο το υδρογόνο στον κόκκινο γίγαντα, οι περισσότεροι φωτισμοί μετατρέπονται σε λευκούς νάνους.
Όχι τόσο καινούργιο
Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν είναι κάθε φωτεινό αστέριξαφνικά φωτίστηκε στον ουρανό, είναι ένα "νεογέννητο". Κατά κανόνα, αυτή είναι η λεγόμενη μεταβλητή - ένα φωτιστικό, του οποίου η φωτεινότητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Τα αντικείμενα που χαρακτηρίζονται στην αστρονομία ως "νέο αστέρι" επίσης δεν αναφέρονται σε νεοεμφανιζόμενα σώματα. Ανήκουν σε κατακλυσμικές μεταβλητές που αλλάζουν τη λάμψη τους αρκετά απότομα. Ωστόσο, οι σουπερνόβα είναι πολύ μπροστά τους σε αυτό: το πλάτος της αλλαγής τους μπορεί να είναι έως και 9 μεγέθη. Ωστόσο, και οι δύο αυτοί τύποι φωτιστικών αποτελούν θέματα για ξεχωριστά άρθρα.
Η φυσική φύση των αστεριών είναι σε μεγάλο βαθμό σήμερακατανοητό, αν και δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι τα νέα δεδομένα δεν θα διαψεύσουν τις καθιερωμένες θεωρίες. Οι αποδεκτές υποθέσεις και ιδέες κυριαρχούν στην επιστήμη μόνο μέχρι να μπορέσουν να εξηγήσουν τα παρατηρούμενα φαινόμενα. Κάθε νέο αστέρι που ανακαλύπτεται στην απεραντοσύνη του Σύμπαντος αποκαλύπτει άλυτα προβλήματα στην αστρονομία. Η υπάρχουσα κατανόηση των κοσμικών διαδικασιών δεν είναι καθόλου ολοκληρωμένη · υπάρχουν αρκετά εκτεταμένα κενά σε αυτό, που αφορούν, για παράδειγμα, τη διαδικασία σχηματισμού μαύρων οπών, σουπερνόβα κ.ο.κ. Ωστόσο, ανεξάρτητα από την κατάσταση της θεωρίας, τα ουράνια σώματα συνεχίζουν να μας χαροποιούν τη νύχτα. Στην πραγματικότητα, ένα φωτεινό αστέρι δεν θα πάψει να είναι όμορφο αν κατανοήσουμε πλήρως τη φύση του. Or, αντίθετα, θα σταματήσουμε κάθε μελέτη.
