О звездах

 Послушайте! Ведь, если звезды зажигают -

значит - это кому-нибудь нужно?

Значит - это необходимо,

чтобы каждый вечер

над крышами

загоралась хоть одна звезда?!

И  физиков,  и лириков тянет поговорить о звездах, а  художники пытаются запечатлеть звездное небо на своих полотнах.
Но любуясь  мерцающими звездами на ночном небе, мы иногда вспоминаем, что звезды – это далекие, огромные и разнообразные миры.


Какие же бывают звезды?
Звезда  с точки зрения астрономии— массивный светящийся газовый шар той же природы, что и  Солнце.
Образуются  звезды  из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия.
Звезды  отличаются друг от друга по массе,  спектру свечения, по этапам эволюции.   
И вот какими  бывают звезды

Спектральные классы
По спектральному классу  звезды  варьируются от горячих голубых до холодных красных, по массе — от 0,0767^[3][4] до 300^[7][6] солнечных масс. Светимость и цвет звезды зависит от температуры её поверхности  и массы.  Спектральные классы - по порядку от горячих к холодным  такие: (O, B, A, F, G, K, M).

Звездная  диаграмма  
В начале XX века, Герцшпрунг и Рассел нанесли на диаграмму  «Абсолютная звёздная величина» — «спектральный класс» различные звёзды, и оказалось, что большая их часть сгруппирована вдоль узкой кривой - главной последовательности звезд.


На главной последовательности  находится и  наше Солнце — типичная звезда спектрального класса G,  желтый карлик.
Обозначение класса  звёзд:  сначала идет буквенное обозначение спектрального класса, далее арабскими цифрами   спектральный подкласс, потом римскими цифрами идет класс светимости (номер области на диаграмме).  Солнце имеет класс G2V.

Звезды главной последовательности   
Эти звезды находятся на таком этапе жизни,   при котором энергия излучения полностью компенсируется энергией,  протекающих в ее центре,  термоядерных реакций. Свечение у  таких звезд может быть различное, в зависимости от вида реакции.
В этом классе ученые выделяют такие  виды звезд:  О– голубые,  В– бело-голубые,  А- белые,  F-  бело-желтые;  G-  желтые;  К- оранжевые; М- красные.
Самую высокую температуру имеют звезды голубые, самую низкую – красные. Солнце относится к  желтым  разновидностям звезд, его возраст составляет чуть более 4,5 млрд. лет.
Гигантами считаются светила, имеющие диаметр и массу в десятки тысяч раз превосходящие Солнце.
Кстати, для запоминания классов звезд есть забавная мнемоническая фраза:  Один Бритый Англичанин Финики Жует, Как Морковь (O, B, A, F, G, K, M)..

Оказаывается,   многообразие видов звезд - это   отражение количественных характеристик звезд (масса,  химический состав) и эволюционного этапа на котором в данный момент находится звезда.
ЗВЁЗДНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ  в  астрономии — последовательность изменений, которым звезда подвергается в течение   жизни. 
Звезда за   миллионы и миллиарды  лет своей жизни  проходит  самые разные стадии эволюции…

Эволюция Солнца 


 Звезда может  из  звезды-гиганта превратиться в  Белого  карлика  или  Красного гиганта, а потом вспыхнуть Сверхновой или превратиться в страшную Черную дыру.
Как же  происходят эти превращения?

ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД 
Матерью каждого небесного тела  можно   именовать гравитацию, а отцом - сопротивление материи  сжатию.
Звезда начинает свою жизнь как   облако межзвёздного газа, сжимающееся под  действием собственного тяготения и  принимающее форму шара. При сжатии энергия гравитации переходит в тепло, и температура  возрастает.
Когда температура в центре достигает 15-20 млн  К, начинаются термоядерные реакции  и сжатие прекращается. Объект становится полноценной звездой!  
Голубой  гигант — звезда спектрального класса O или B.  Это молодые горячие массивные звёзды. Массы голубых гигантов достигают 10—20 масс Солнца, а светимость в тысячи раз  превышает солнечную.
На  первой  стадии  жизни звезды   в ней доминируют реакции водородного цикла^[1]. Когда в центре звезды весь водород превращается в гелий,   термоядерные  реакции прекращаются.

Красный гигант  -  одна  из стадий эволюции звезды.
Диаметр светила увеличивается к моменту выгорания водорода в его ядре. Свечение раскаленных газов  приобретает красный оттенок,  а  температура их сравнительно невысока.



Без давления, возникавшего в ходе реакций и уравновешивавшего собственное гравитационное притяжение звезды, звезда снова начинает сжатие. Температура и давление повышаются. 
Коллапс продолжается до тех пор, пока при температуре около  100 млн  К не начнутся термоядерные реакции с участием гелия.
Возобновившееся   термоядерное горение вещества, гелия,  становится причиной чудовищного расширения звезды, её размер увеличивается в 100 раз!  Звезда становится красным гигантом, а фаза горения гелия продолжается   несколько  миллионов лет.

Красные гиганты и сверхгиганты—звёзды с  низкой  температурой (3000 — 5000 К), однако с огромной светимостью. Абсолютная звёздная величина таких объектов −3m—0m, а максимум их излучения в  инфракрасном  диапазоне.
Практически все красные гиганты являются переменными звёздами.
Происходит  дальнейшее термоядерное превращение гелия (гелий — в углерод, углерод — в кислород, кислород — в кремний, и наконец — кремний в железо).
Красный карлик
Маленькие, холодные красные карлики  медленно сжигают запасы водорода и остаются такими  миллиарды лет, а  массивные сверхгиганты  изменятся  уже через несколько миллионов лет после формирования.
Звёзды среднего размера, как Солнце, остаются на главной последовательности около  10 миллиардов лет. 
После гелиевой вспышки «загораются» углерод и кислород;  это  вызывает сильную перестройку звезды. Размер атмосферы звезды увеличивается, и  она начинает терять газ в виде  потоков звёздного ветра.

Белый карлик или черная дыра?
Судьба   звезды   зависит от её исходной массы.
Ядро звезды может закончить   эволюцию:  
как  белый карлик (маломассивные  звёзды), 
как нейтронная звезда (пульсар) — если её масса   превышает предел Чандрасекара,  
и как чёрная дыра  — если  масса превышает предел Оппенгеймера — Волкова.
В двух последних случаях завершение эволюции звёзд сопровождается катастрофическими событиями — вспышками сверхновых.

Белые карлики
Подавляющее большинство звёзд, и Солнце в том числе, заканчивают эволюцию, сжимаясь до тех пор, пока давление вырожденного  ядра не уравновесит гравитацию. 

В этом состоянии, когда размер звезды уменьшается в сотню раз, а плотность становится в миллион раз выше плотности воды, звезду называют белым карликом. Она лишена источников энергии и,  остывая, становится тёмной и невидимой.

Новая звезда — тип катаклизмических переменных. Блеск у них меняется не так резко, как у сверхновых (хотя амплитуда может составлять 9m).


Сверхновые звёзды— звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Термином «сверхновые» были названы звёзды, которые вспыхивали  сильнее  «новых звёзд». На самом деле  все они  новыми не являются, вспыхивают уже существующие звёзды. Но иногда вспыхивали   звёзды, которые ранее были на небе не  видны, что и создавало эффект появления новой звезды.


Гиперновая— коллапс  тяжёлой звезды после того, как в ней больше не осталось источников для поддержания термоядерных реакций; очень большая сверхновая.  Термин используется для описания взрывов звёзд с массой от 100  и более масс Солнца.

Переменная звезда — это звезда, за всю историю наблюдения которой  хоть один раз менялся блеск. Причин переменности много.  Например, если звезда двойная, то одна звезда, проходя по диску другой  звезды, будет его затмевать.

Но в большинстве случаев переменность связана с нестабильными внутренними процессами

Чёрная дыра— область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). 

Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом.  В простейшем случае он равен радиусу Шварцшильда.
R ш=2G M/с²
где c — скорость света, M — масса тела, G — гравитационная постоянная.
………………………
Нейтронная звезда — астрономический объект, состоящий из нейтронной сердцевины и  тонкой (∼1 км) коры вырожденного вещества, содержащей тяжёлые атомные ядра. Массы нейтронных звёзд сравнимы с массой Солнца, но радиусы составляют лишь   десятки  километров. Считается, что нейтронные звезды рождаются во время вспышек сверхновых.


Так Крабовидная  туманность в созвездии Тельца, является  остатками сверхновой, взрыв которой наблюдался, согласно записям арабских и китайских астрономов, 4 июля 1054 года. Вспышка была видна на протяжении 23 дней  невооружённым глазом даже в дневное время. 
Крабовидная  туманность  в условных цветах (синий — рентгеновский, красный — оптический диапазон).  В  центре — пульсар.

Пульсар— космический источник периодического радио- (радиопульсар), оптического,  рентгеновского   или  гамма  излучений, приходящих на Землю в виде периодических импульсов.
Первый пульсар, нейтронная звезда,   был открыт в июне 1967 г. Джоселин Белл, аспиранткой Э. Хьюиша.  Она открыла объекты, излучающие регулярные импульсы радиоволн.  Феномен позже был объяснён,  как  направленный радиолуч от вращающегося объекта — своеобразный «космический маяк». Но обычные звёзды разрушились бы от столь высокой скорости вращения, на роль «маяков»  подходили  только нейтронные звезды.
За этот  результат Хьюиш получил в 1974 году Нобелевскую премию.
Интересно, что сначала  пульсару присвоили имя LGM-1 (от Little Green Men — маленькие зелёные человечки).  Такое название было связано с предположением, что эти  периодические импульсы радиоизлучения имеют искусственное происхождение. Потом  гипотеза о сигналах внеземной цивилизации отпала.

Цефеиды — класс пульсирующих переменных звёзд с   точной зависимостью период—светимость, названный по  звезде  δ Цефея.  Одной из наиболее известных цефеид является Полярная звезда.
Коричневые карлики это тип звезд, в которых ядерные реакции  не   компенсировали  потери энергии на излучение. Их существование предсказали в середине XX в, а в 2004 году коричневый карлик впервые был обнаружен.

На сегодняшний день открыто достаточно   таких звезд,  их  спектральный класс М — T.

Черный карлик-конечная стадия эволюции звезды с небольшой массой,  остывшая и безжизненная.
......................
Другие Космические объекты

Белая дыра
Это гипотетический физический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Белая дыра является временной противоположностью чёрной дыры.
Квазары 
Квазар— это чрезвычайно далекий, внегалактический объект с   высокой светимостью и малым угловым размером,  далёкое активное ядро галактики. По одной из теорий, квазары -  галактики на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная чёрная дыра поглощает окружающее вещество.
От слов quasistellar(«квазизвёздный», «похожий на звезду») и («радиоисточник»),  дословно  «квазизвёздный радиоисточник». 

Галактика (др.-греч. молочный) — гигантская  система из звёзд,  звёздных скоплений, межзвёздного газа.  Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс.
Наша галактика – Млечный путь.

Галактики — чрезвычайно далёкие астрономические объекты. На небе невооружённым глазом видны   лишь три из них: туманность Андромеды (в северном полушарии), Большое и Малое Магеллановы Облака (в южном).

Туманность — участок межзвёздной среды, выделяющейся своим излучением или поглощением излучения на общем фоне неба. Туманности состоят из пыли, газа и плазмы.
Туманность Ориона

………………………
Звездные величины
Для обозначения яркости звезд принята шкала   видимых звездных величин.Ещё во II веке до н. э.  греческий астроном Гиппарх разделил  звёзды на шесть величин. Самые яркие  назвал звёздами первой величины, самые тусклые —шестой величины.
В качестве 0^m был принят блеск Веги.  Разница   в одну звездную величину означает, что одна из звезд ярче другой приблизительно в 2.5 раза. Невооруженным глазом человек видит звезды до шестой величины.
Звёздная величина самых ярких объектов отрицательна. Блеск Луны в полной фазе достигает −12,7^m, а блеск Солнца равен −26,7^m.
Наблюдающаяся с Земли звёздная величина называется видимой (m).
Есть  и понятие абсолютной звёздной величины (M). Это звёздная величина объекта, которую он имел бы, если бы был на расстоянии 10 парсек от наблюдателя. Она  позволяет сравнивать светимость разных звёзд.
Абсолютная  звёздная величина Солнца   +4,8^m, а видимая  −26,7^m .
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Самые яркие звёзды, наблюдаемые с Земли 

1.Сириус из созвездия Большого Пса — ярчайшая звезда ночного неба(−1,46).
2.Канопус – альфа  созвездия  Киля и вторая по яркости (−0,72).
3.Альфа Центавра — ближайшая к Солнцу звезда (−0,27).
4.Арктур - альфа  Волопаса – самая яркая звезда в северном полушарии (−0,04)и четвёртая по яркости звезда ночного неба после Сириуса, Канопуса и Альфа Центавра.
5.Вега – альфа  Лиры - вторая (после Арктура) — в Северном полушарии, третья по яркости звезда (после Сириуса и Арктура), которая может наблюдаться в России(0,03перем.).
Далее идут звезды  Капелла, Ригель Процион Бетельгейзе.
................

Еще у меня на звездную тему:

 Созвездия и звезды в мифах и легендах
http://www.liveinternet.ru/users/3109898/post267760642/
Как найти звезды на небе
http://www.liveinternet.ru/users/3109898/post273451768/
...............

Источники
http://sevengalaxy.ru/zvjozdy/evolyutsiya-zvezd.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/Категория:Звёздная_эволюция 
.....................