11 Звезды ,Основные физико-химические характеристики

Астрономия
11класс

Учитель Конюшенко Т.Л.
Сосновская СШ

тема:  Звезды. Разнообразие звездных характеристик и их закономерности. (§22)

Что такое звезда?

Звезда-это пространственно обособленный, гравитационно связанный, непрозрачный для излучения космический объект, в котором в значительных масштабах происходили, происходят и будут происходить термоядерные реакции.

Солнце существует уже несколько миллиардов лет и мало что изменилось за это время. Но есть более массивные звезды, которые расходуют запасы водорода значительно быстрее (за десятки миллионов лет).

У наиболее массивных звезд прекращение всех возможных термоядерных реакций сопровождается мощным взрывом, который наблюдается как вспышка сверхновой звезды.
Именно термоядерные реакции являются характерной отличительной особенностью звезд от планет.
Чем больше массы звезды, тем быстрее она эволюционирует

Звезды имеют различную светимость. Солнце кажется самым ярким объектом на небе только потому, что оно находится гораздо ближе всех остальных звезд.
Светимость- полная энергия, излучаемая звездой в единицу времени.
Видимая звездная величина-блеск звезды.
Абсолютная звездная величина-видимая звездная величина, которую имела бы звезда, если бы находилась от нас на расстоянии 𝐷 0 𝐷𝐷 𝐷 0 0 𝐷 0 =10пк

По светимости(мощности излучения) звезды значительно отличаются друг от друга: некоторые излучают энергию в сотни тысяч раз больше, чем Солнце, другие-в десятки тысяч раз меньше.
Абсолютная звездная величина Солнца М ◌ М М ◌ ◌ М ◌ = 5 𝑚 5 5 𝑚 𝑚𝑚 5 𝑚 . Иначе говоря, с расстояния 10 пк наше Солнце выглядело бы как звезда пятой величины.
АЗВ сверхгигантов достигают М = −9 𝑚 −9 −9 𝑚 𝑚𝑚 −9 𝑚 , АЗВ карликов М= +17 𝑚 +17 +17 𝑚 𝑚𝑚 +17 𝑚 /

В 1886 году были получены спектры большинства звезд, и сходные между собой спектры сгруппировали в 7 классов. Каждому присвоили букву латинского алфавита
O-B-A-F-G-K-M
Чтобы запомнить последовательность обозначения спектральных классов, следует повторить фразу: «Один бритый англичанин финики жевал как морковку»

Спектры, цвет и температура звезд.

Спектры большинства звезд представляют собой спектры поглощения: на фоне непрерывного спектра видны темные линии. Проанализировав их, астрономы пришли к выводу, что химический состав звезд примерно одинаков, различия связаны с температурой.
У звезд класса O-A присутствуют интенсивные линии водорода.
Значит, это горячие звезды (30000-10000°С).
У звезд класса G-M характерными линиями являются полосы оксидов металлов. Такая особенность говорит о том, что это холодные звезды (6000-3000°С).
Горячие звезды кажутся голубовато-белыми, а холодные имеют красноватый оттенок.

Все звезды рождаются из газопылевого облака. Под действием силы тяготения облако начинает сжиматься. В центральной части повышается давление и температура. Эта стадия в эволюции звёзд называется протозвезда. Обнаружить такое облако можно по идущему от него инфракрасному излучению.

Когда температура в недрах протозвезды повышается до нескольких миллионов градусов, в них начинаются термоядерные реакции. Происходит превращение водорода в гелий. Наступает равновесие между силой всемирного тяготения и силой газового давления.
Образуется звезда главной последовательности. Продолжительность пребывания звезд на главной последовательности определяется мощностью излучения звезды (светимостью) и запасами ядерной энергии.

После выгорания водорода в недрах звезды она раздувается и становится красным гигантом или сверхгигантом в зависимости от массы.

Раздувшаяся оболочка звезды небольшой массы уже слабо притягивается ее ядром и, постепенно удаляясь от него, образует планетарную туманность (рис. X на цветной вклейке). После окончательного рассеяния оболочки остается лишь горячее ядро звезды — белый карлик. От звезды типа Солнца останется углеродный белый карлик.

Эволюция массивных звезд происходит более бурно. В конце своей жизни такая звезда может взорваться сверхновой звездой, а ее ядро, резко сжавшись, превратиться в сверхплотный объект — нейтронную звезду или даже в черную дыру.
Сброшенная оболочка, обогащенная гелием и другими тяжелыми элементами, образовавшимися в недрах звезды, рассеивается в пространстве и служит материалом для формирования звезд нового поколения.
В частности, есть основания полагать, что Солнце — звезда второго поколения.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Главными факторами, определяющими свойства звезды, являются её масса, химический состав и возраст. Звезды должны меняться со временем, так как они излучают энергию в окружающее пространство. Информация о звездной эволюции может быть получена из диаграммы Герцшпрунга-Рассела

 На диаграмме Герцшпрунга-Рассела звезды распределены неравномерно. Около 90% звезд сконцентрировано в узкой полосе, пересекающей диаграмму по диагонали. Эту полосу называют главной последовательностью.
Её верхний конец расположен в области ярких голубых звезд. Различие в заселенности звезд, находящихся на главной последовательности и областей, примыкающих к главной последовательности, составляет несколько порядков величины. Причина в том, что на главной последовательности находятся звезды на стадии горения водорода, которая составляет основную часть времени жизни звезды. Солнце находится на главной последовательности.     Следующие по населенности области после главной последовательности - белые карлики, красные гиганты и красные сверх-гиганты. Красные гиганты и сверхгиганты - это в основном звезды на стадии горения гелия и более тяжелых ядер. 

Домашнее задание

составить презентацию по одной из характеристик звезд.

Спасибо  за внимание