Звездный питомник прозванный RCW 38
Молодые звезды можно найти в гигантских облаках молекулярного газа и пыли, разбросанных по всей нашей галактике. Эти регионы могут производить несколько звезд одновременно - сотни за раз одновременно. Как часто происходит такое рождение звезд ? В среднем, в нашей галактике Млечный Путь рождается одна новая звезда в год.
Но очень часто в галактике Млечный Путь с новорожденными звездами, находящимися вместе в плотных группах (далее кластеры), находятся еще не родившиеся звезды. Недавно астрономы стали тщательно анализировать инфракрасные данные того, что происходит внутри гигантского звездного питомника прозванного RCW 38, и они увидели сотни звезд на различных этапах развития. То что они обнаружили является очень значительным и интересным, так как это представляет собой первый случай, когда массовый кластер, помимо туманности Ориона, был изучен так хорошо и точно.
RCW 38 находится на расстоянии около шести тысяч световых лет и является одним из двух сравнительно близких гигантских кластеров с более чем 1000 звезд. Другая туманность - Ориона, которая в 3,5 раза ближе и гораздо легче изучается и исследуется - была до сих пор уникальным примером.
Астрономы исследовали 317 звезд в кластере на трех длинах волн. Около тридцати процентов из них были красными, что свидетельствует о присутствии околозвездных, пожалуй протопланетарных, дисков. Они также нашли следы взорвавшегося газа и нескольких еще младших протозвезд, в соответствии с этими всеми особенностями обнаруженный регион является активным звездным питомником.
За этим первоначальным исследованием, как ожидается последует более углубленное исследование для определения того, какие характеристики кластера соответствуют для всех остальных кластеров, а какие (например, пространственное распределение звезд, количество различных типов звезд, или число звезд с околозвездными дисками) являются лишь относительными или косвенными.
Будущие исследования также расскажут нам о нашей собственной Солнечной системе. Существует множество точек зрения, одна из которых заключается в том, что наше Солнце возможно, сформировалось в группе, которую оно позже рассеивало. Поскольку ультрафиолетовый свет может испарить пыль, массивные горячие звезды, которые излучают такого вида свет, возможно, сыграли определенную роль, препятствуя в формировании планет , если бы они были рядом с молодым Солнцем; аналогично, возможно существовала соседняя массивная звезда, взорванная как сверхновая звезда в течение первых лет жизни нашего Солнца - этот случай мог бы объяснить изобилие радиоактивных элементов, найденных в солнечной системе.
Звезды рождаются, когда облако, состоящее в основном из межзвездного газа
и пыли, сжимается и уплотняется под действием собственной гравитации.
Считается, что именно этот процесс приводит к образованию звезд. С помощью
оптических телескопов астрономы могут увидеть эти зоны, они похожи на
темные пятна на ярком фоне. Их называют «гигантскими комплексами
молекулярных облаков», потому что водород входит в их состав в форме
молекул. Эти комплексы, или системы, наряду с шаровыми звездными
скоплениями, представляют собой самые крупные структуры в галактике, их
диаметр иногда достигает 1300 световых лет.
Более молодые звезды, их называют «звездное население I», образовались из
остатков, получившихся в результате вспышек старых звезд, их называют
«звездное население II». Вспышка взрывного характера вызывает ударную
волну, которая доходит до ближайшей туманности и провоцирует её сжатие.
Глобулы Бока.
Итак, происходит сжатие части туманности. Одновременно с этим процессом
начинается образование плотных темных газопылевых облаков круглой формы. Их
называют «глобулы Бока». Бок – американский астроном голландского
происхождения (1906-1983) – впервые описал глобулы. Масса глобул примерно в
200 раз превышает массу нашего Солнца.
По мере того как глобула Бока продолжает сгущаться, её масса
увеличивается, притягивая к себе благодаря гравитации материю из соседних
областей. В связи с тем, что внутренняя часть глобулы сгущается быстрее,
чем внешняя, глобула начинает разогреваться и вращаться. Через несколько
сотен тысяч лет, во время которых происходит сжатие, образуется
протозвезда.
Эволюция протозвезды.
Благодаря увеличению массы к центру протозвезды притягивается все больше
материи. Энергия, высвободившаяся из сжимающегося внутри газа,
трансформируется в тепло. Давление, плотность и температура протозвезды
повышаются. Из-за повышения температуры звезда начинает светиться тёмно-
красным светом.
Протозвезда имеет очень большие размеры, и, хотя тепловая энергия
распределяется по всей её поверхности, она всё равно остаётся относительно
холодной. В ядре температура растет и достигает нескольких миллионов
градусов по Цельсию. Вращение и круглая форма протозвезды несколько
видоизменяются, она становится более плоской. Этот процесс длится миллионы
лет.
Увидеть молодые звезды трудно, так как они еще окружены темным пылевым
облаком, из-за которого практически не виден блеск звезды. Но их можно
рассмотреть при помощи специальных инфракрасных телескопов. Горячее ядро
протозвезды окружено вращающимся диском из материи, обладающей большой
силой притяжения. Ядро настолько разогревается, что начинает выбрасывать
материю с двух полюсов, где сопротивляемость минимальна. Когда эти выбросы
сталкиваются с межзвездной средой, они замедляют движение и рассеиваются по
обеим сторонам, образуя каплевидную или аркообразную структуру, известную
под названием «объект Хербика-Харо».
Звезда или планета?
Температура протозвезды доходит до нескольких тысяч градусов. Дальнейшее
развитие событий зависит от габаритов этого небесного тела; если масса
небольшая и составляет менее 10% от массы Солнца, это значит, что нет
условий для прохождения ядерных реакций. Такая протозвезда не сможет
превратиться в настоящую звезду.
Учёные рассчитали, что для превращения сжимающегося небесного тела в
звезду его минимальная масса должна составлять не менее 0,08 от массы
нашего Солнца. Газосодержащее облако меньших размеров, сгущаясь, будет
постепенно охлаждаться и превратится в переходный объект, нечто среднее
между звездой и планетой, это так называемый «коричневый карлик».
Планета Юпитер представляет собой небесный объект слишком малых размеров,
чтобы стать звездой. Если бы он был больше, возможно, в его недрах начались
бы ядерные реакции, и он наряду с Солнцем способствовал бы появлению
системы двойных звезд.
Ядерные реакции.
Если масса протозвезды большая, она продолжает сгущаться под действием
собственной гравитации. Давление и температура в ядре растут, температура
постепенно доходит до 10 миллионов градусов. Этого достаточно для
соединения атомов водорода и гелия.
Далее активизируется «ядерный реактор» протозвезды, и она превращается в
обычную звезду. Затем выделяется сильный ветер, который разгоняет
окружающую оболочку из пыли. После этого можно видеть свет, исходящий из
образовавшейся звезды. Эта стадия называется «фаза Т-Тельцы», она может
длиться 30 миллионов лет. Из остатков газа и пыли, окружающих звезду,
возможно образование планет.
Рождение новой звезды может вызвать ударную волну. Дойдя до туманности,
она провоцирует конденсацию новой материи, и процесс звёздообразования
продолжится посредством газопылевых облаков. Небольшие по размеру звезды
слабые и холодные, крупные же – горячие и яркие. Большую часть своего
существования звезда балансирует в стадии равновесия.
Единственная известная звезда, на одной из планет которой существует жизнь. По современным представлениям, планеты образуются именно в момент рождения звезд. Поэтому, если мы поймем, как образовалась наша Солнечная система , мы сможем узнать, вокруг каких звезд есть планеты и где во Вселенной их следует искать. Тогда можно было бы начать целенаправленный поиск братьев по разуму в просторах космоса.
Согласно научным представлениям XVII века, которые считаются верными до сих пор, звезды рождаются внутри темных межзвездных облаков газа и пыли. По версии француза - Бюффонэ, предложенной им в 1745 году, вещество, из которого образовались планеты, оторвалось от Солнца в результате прохождения рядом с ним какого-то небесного тела. Но, по расчетам астрономов, такие события во Вселенной очень редки, и в таком случае вероятность образования планет из звезд, а следовательно, и разумной жизни, была бы крайне мала. По современной версии, причиной образования звёзд из межзвездных облаков являются взрывы сверхновых. Взрывная волна гонит перед собой межзвездное вещество, оно сжимается, и силы гравитации начинают образовывать плотное облако; сжатие ведет к нагреву вещества. За десять миллионов лет температура достигает 10-15 миллионов градусов. При такой температуре начинаются термоядерные реакции, то есть процесс превращения водорода в более тяжелые элементы. Газ облака начинает излучать теплоту и свет. Это излучение препятствует дальнейшему сжатию облака. Таким образом, устанавливается равновесие центростремительных гравитационных сил и центробежных сил термоядерного синтеза. Когда в плотном газовом облаке достигается это состояние, тогда и рождается звезда. В протозвезде температура и давление в центре максимальны, а на периферии минимальны.
В процессе образования звезды поверхность ее сохраняет постоянную температуру около 4000 градусов Цельсия. На этом этапе звезда очень слабо излучает в оптическом диапазоне, но сильно в инфракрасном. Затем температура поверхности поднимается выше 4000 градусов Цельсия, звезда «взрастает» и начинает ярко светить.
Считается, что Солнце родилось приблизительно 4,5 миллиарда лет назад. Современная теория строения звезд основана на четырех уравнениях английского ученого Артура Стенли Эддингтона (1882 - 1944 г.). Он первым объяснил, какие источники энергии питают звезды, и почему они светят. Это та энергия, которая содержится внутри атомного ядра. Он показал, что при температуре в миллионы градусов становится возможным синтез атомных ядер, В этом процессе выделяется энергия.
При синтезе гелия из водорода семь тысячных долей массы Солнца превращается в энергию. Эта энергия и питает Солнце и дает ему возможность светить в течение миллиардов лет. Именно этой энергии мы обязаны своей жизнью. Звезды, в том числе и Солнце, это газовые шары, находящиеся в равновесии. Газ звезд состоит в основном из водорода (70-75%) и гелия (7%), а также содержит примеси более тяжелых элементов. Когда образовалось Солнце, оно было окружено громадным вращающимся облаком, состоявшим из частиц графита и кремния, а также частиц более тяжелых элементов. Столкновения мелких частиц привели к образованию песчинок, затем камешков. На ранних стадиях образования Солнечной системы они объединялись в тела типа астероидов и уже имели диаметр несколько километров. Эти системы астероидов были нестабильны и объединялись в группы, которые под действием сил взаимного притяжения и образовали планеты. Их образованию способствовало также магнитное поле вокруг Солнца.
Сначала состояла из множества астероидов и планет, вращавшихся вокруг Солнца по очень сложным орбитам. Во времена, когда Солнечная система была еще молода, то есть три миллиарда лет назад, бомбардировали планеты. Следы этих жестоких ударов о поверхность до сих пор видны на планетах, лишенных атмосферы. На Земле следы этих ударов стерло влияние атмосферы, но некоторые можно видеть до сих пор (например, кратер, образовавшийся в результате удара астероида в штате Аризона, США).
Вскоре после рождения Солнце пережило стадию повышенной активности, когда его масса быстро уносилась солнечным ветром и за несколько миллионов лет уменьшилась вдвое. В этой стадии газы и пыль, из которых образовались Солнце и планеты, были отброшены на периферию Солнечной системы.
По представлениям современной науки, большинство звезд должны образовывать планетные системы и механизм их образования похож на вышеописанный. К сожалению, планеты, в отличие от звезд, не светят, поэтому мы не можем их увидеть даже в телескоп. Но современные астрономические наблюдения смогли зафиксировать планетарные диски вокруг звезд, в которых проходит стадия образования планет. Например, в современную эпоху идет интенсивный процесс планетообразования у звезды Вега. Она в пять раз моложе Солнца, и именно в этом возрасте у звезд образуются планеты. В Ориона в современную эпоху происходит процесс бурного звездообразования и образования планет. Помимо наличия планет, для зарождения на них жизни необходим еще ряд условий, в том числе тот же спектральный состав, температура и размер, что и у Солнца. Радиус Солнца составляет примерно 700 миллионов метров, температура на его поверхности 5,5-6 тысяч градусов Цельсия, оно имеет желтый цвет. Вега, например, звезда голубая, то есть она имеет иной спектральный состав. У таких известных звезд, как Альфа Центавра, Сириус и Арктур, есть планеты, но жизнь на них не может существовать, во всяком случае, в привычной для нас форме, так как эти звезды имеют параметры, отличные от параметров Солнца.
Учитывая все эти факторы, можно сказать, что вероятность жизни во Вселенной равна приблизительно одной десятимиллиардной, то есть на планетах одной из десяти миллиардов звезд может существовать жизнь. Вы представляете, как нам повезло, ведь жители Земли вытащили единственный из десяти миллиардов гарантирующий жизнь лотерейный билет!
Звезды были всегда привлекательны для человека. Когда-то в древние времена они были объектом поклонения. А современные исследователи на основании изучения этих небесных тел смогли предсказать, как Вселенная будет существовать в будущем. Звезды привлекают человека своей красотой, таинственностью.
Ближайшая звезда
В настоящее время уже собрано большое количество интересных фактов о звездах. Пожалуй, каждому читателю будет любопытно узнать, что ближайшим небесным телом данной категории по отношению к Земле является Солнце. Звезда находится на расстоянии в 150 млн км от нас. Солнце классифицируется астрономами как желтый карлик, по научным меркам оно является звездой средней величины. Ученые предполагают, что солнечного топлива хватит еще на 7 млрд лет. А вот когда оно закончится, то наша звезда быстро превратится в красного гиганта. Размеры Солнца будут увеличены во много раз. Оно поглотит ближайшие планеты - Венеру, Меркурий, а возможно и Землю.
Формирование светил
Еще один интересный факт о звездах заключается в том, что все светила имеют одинаковый химический состав. Все звезды содержат в себе те же вещества, из которых состоит вся Вселенная. В значительной степени они созданы из одного и того же материала. Например, Солнце на 70 % состоит из водорода и на 29 % из гелия. С вопросом о составе светил тесно связано и то, как рождаются звезды. Как правило, процесс появления звезды начинается в газовом облаке, состоящем из холодного молекулярного водорода.
Постепенно оно начинает все больше сжиматься. Когда сжатие происходит по частям, фрагментированно, из этих кусков и образуются звезды. Материал все больше уплотняется, собираясь в шар. При этом он продолжает сжиматься, ведь на него действуют силы собственной гравитации. Этот процесс происходит до той поры, пока температура в центре не станет способна запустить процесс ядерного синтеза. Исходный газ, из которого состоят все звезды, был изначально сформирован во время Большого Взрыва. На 74 % это водород, а на 29 % - гелий.
Влияние противоположных сил в звездах
Мы рассмотрели, как рождаются звезды, однако не менее интересны и те законы, которые управляют их жизнью. Каждое из светил будто находится в конфликте с самим собой. С одной стороны, они обладают гигантскими массами, вследствие чего звезда постоянно сжимается под силой тяжести. С другой стороны, внутри светила находится раскаленный газ, который оказывает огромное давление. Процессы ядерного синтеза вырабатывают огромное количество энергии. Прежде чем попасть на поверхность звезды, фотоны должны пройти через все ее слои - иногда этот процесс занимает до 100 тыс. лет.
Те, кто хотят знать все о звездах, наверняка заинтересуются, что происходит со светилом в течение его жизни. Когда оно становится более ярким, то постепенно превращается в красного гиганта. Когда же процессы ядерного синтеза внутри светила прекращаются, то уже ничто не может сдержать давление тех слоев газа, которые ближе к поверхности. Звезда разрушается, преобразуюсь в белого карлика или черную дыру. Вполне возможно, что те светила, которые мы имеем возможность наблюдать на ночном небосклоне, уже давно не существуют. Ведь они расположены очень далеко от нас, и чтобы свет достиг Земли, требуются миллиарды лет.
Самая большая звезда
Немало интересных фактов о звездах можно узнать, изучая загадочный мир Вселенной. Глядя на ночное небо, усыпанное яркими светилами, легко почувствовать себя крошечным. Самая большая звезда находится в Она называется UY Щита. С самого момента своего открытия она считается самой большой, превзойдя таких гигантов, как Бетельгейзе, VY Большого Пса. Размер ее радиуса в 1700 раз превышает солнечный и составляет 1 321 450 000 миль.
Если поставить это светило вместо Солнца, то первое, что оно сделает - это уничтожит пять ближайших планет и выйдет за пределы орбиты Юпитера. Этот факт может положить в свою копилку знаний каждый, кто хотел бы знать все о звездах. Есть астрономы, которые считают, что UY Щита могла бы добраться даже до Сатурна. Можно только порадоваться тому, что расположена она на расстоянии в 9500 световых лет от Солнечной системы.
Двойные системы звезд
Светила на небосклоне образовывают между собой различные скопления. Они могут быть густыми или же, наоборот, рассеянными. Одним из первых достижений в астрономии, которое произошло после изобретения было открытие двойных звезд. Оказывается, светила, как и люди, предпочитают образовывать между собой пары. Первым из таких дуэтов была пара Мицар в созвездии Большой Медведицы. Открытие принадлежит итальянскому астроному Ричолли. В 1804 году астроном В. Гершель составил каталог с описанием 700 двойных звезд. Считается, что большая часть таких светил расположена в галактике Млечный путь.
Желающие узнать все о звездах могут заинтересовать определением двойной звезды. По сути это два светила, которые обращаются по одной и той же орбите. У них один центр масс, и эти звезды связаны между собой гравитационными силами. Интересно, что помимо двойных, во Вселенной существуют системы из трех, четырех, пяти и даже шести членов. Последние встречаются очень редко. Пример - это Кастор, основная Состоит он из 6 объектов. Двойной спутник вращается по орбите вокруг пары светил, также являющихся парными.
Зачем нужно группировать светила в созвездия
Продолжаем рассматривать самые интересные факты о звездах. Вся разбита на особые участки. Они и называются созвездиями. В древности люди называли созвездия названиями животных - например, Лев, Рыба, Змея. Также были распространены и названия различных мифологических героев (Орион). В настоящее время астрономы также используют данные названия для того, чтобы обозначить один из 88 участков огромного неба.
Созвездия и звезды на небе нужны для того, чтобы облегчить поиск различных объектов. Также на картах созвездий обычно обозначается и эклиптика - пунктирная линия, которая обозначает траекторию движения Солнца. 12 созвездий, которые расположены вдоль этой линии, получили название Зодиакальных.
Самая близкая звезда к Солнечной системе
Ближайшее к нам светило - это альфа Центавра. Данная звезда очень яркая, она похожа на наше Солнце. По размерам она немного уступает ему, и ее свет имеет слегка оранжевый оттенок. Это обусловлено тем, что температура на ее поверхности немного ниже - порядка 4800 о С, в то время как температура нашего светила достигает 5800 о С.
Другие светила-соседи
Еще одним нашим соседом является звезда под названием Барнарда. Она была названа в честь астронома Эдварда Барнарда, о котором ходили слухи, что он является самым зорким наблюдателем на земле. Это скромное светило находится в созвездии Змееносца. Согласно классификации, эта звезда является красным карликом, одним из самых распространенных в космосе типов звезд. Недалеко от Земли также расположено немало красных карликов, например, Лаланд 21 185, а также UV Кита.
Около Солнечной системы расположена еще одна звезда - Вольф 359. Находится она в созвездии Льва, ученые относят ее к красным гигантам. Недалеко от Солнца также расположен и яркий Сириус, который иногда называют «Собачьей звездой» (находится он в созвездии Большого Пса). В 1862 г. астрономы обнаружили, что Сириус является двойным светилом. Звезды Сириус А и Сириус В вращаются относительно друг друга с периодом в 50 лет. Среднее расстояние между светилами примерно в 20 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца.
Когда мы слышим слово звезда, мы зачастую представляем себе различные небесные тела, видимые в небе. Но отнюдь не все из них являются звездами, это могут планеты, группы звезд или попросту облака газа.
Звезда - это шар, состоящий из газа. Светиться же она за счет очень высокой температуры. Температура звезд варьируется в диапазоне от 2100 до 50000 градусов по Цельсию. Температура звезды непосредственным образом влияет на ее цвет. Это можно сравнить с раскаленным металлом, который меняет цвет в зависимости от температуры. Самые горячие звезды окрашиваются в голубой цвет.
Появление звезды
Издавна ученые пытались выяснить, как образуются звезды. Звезды могут иметь разные габариты. От ее размеров зависят многие другие ее характеристики, такие как ее температура, цвет и продолжительность жизни. Звезды состоят из космической пыли и газа. Силы тяготения уплотняют эти составляющие. Повышают скорость их вращения и температуру, что приводит к образованию протозвезды. Когда газ в ядре протозвезды нагревается до 12 000 000 градусов, внутри нее водород начнет превращаться в гелий. В ходе этого процесса протозвезда излучает много энергии, вследствие чего перестает сжиматься.
Жизненный путь
Энергия, излучаемая звездой, делает ее яркой на долгие годы. К примеру, звезда, подобная Солнцу, живет и светит в среднем 10 млрд. лет. У звезд по больше жизненный путь короче и составляет всего несколько миллионов лет. Это обусловлено тем, что газ в их недрах перерабатывается быстрее. Звезды же меньших размеров, чем наше Солнце вырабатывают меньше тепла и света и живут 50 млрд. лет или более.
Группы звезд
В некоторых случаях из одного исходного материала в виде газа и пыли, образуются две или целая группа звезд. Они называются кратными. Ученые, наблюдая за такими звездами, заметили, что иногда свет одной звезды затмевает другую, а иногда свет, излучаемый ими, суммируется.
- В ходе превращения водорода в гелий в ядре звезды выделяется большое количество энергии, что прекращает дальнейшее сжатие звезды.
- Так называемые плеяды, группы звезд, расположенные довольно далеко от земли, не вооруженным глазом могут восприниматься как туманное пятно.
- Звезда зарождается из облака газа и пыли. Сила тяготения уплотняет это облако. Температура газа растет, что приводит к выбросу энергии, в частности световой.
- Температура газа все время растет, свет излучаемый звездой, становится ярче.
- Наше солнце в данный момент находится посередине своего жизненного пути. По оценкам ученых, газа в нем хватит, чтоб прожить еще 5 млрд. лет.
Много интересных и научных статей и новостей о космосе, вы можете найти на сайте
