Звезды Вселенной

Тайны звездных россыпей глубин великого Мироздания

Огромна, беспредельна и прекрасна Вселенная, в которой движется и живет наша чудесная голубая планета Земля, воистину, драгоценная жемчужина Божиего Творения.
Посмотрим в глубокую темную ночь на небо. Сколько мы там увидим звезд, усеянных по нему. Их несметное число! Всё это отдельные миры. Многие из звезд такие же, как наше Солнце или Луна, а есть и такие, которые во много раз больше их, но находятся так далеко от Земли, что кажутся нам маленькими светящимися точками. Все они стройно и согласно движутся по определенным путям и законам друг около друга. И наша Земля в этом небесном пространстве кажется маленькой светлой точкой.

           

Фото от  Бена Коффмана (Ben Coffman)  http://www.kulturologia.ru/blogs/081214/22455/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&

 Велик и необъятен мир Божий! Нельзя ни сосчитать, ни измерить его, а знает всему меру, вес и число только сам Бог, сотворивший все.

Алексей Хомяков
Звезды
В час полночный, близ потока
Ты взгляни на небеса:
Совершаются далеко
В горнем мире чудеса.
Ночи вечные лампады,
Невидимы в блеске дня,
Стройно ходят там громады
Негасимого огня…

Но впивайся в них очами -
И увидишь, что вдали
За ближайшими звездами
Тьмами звезды в ночь ушли.
Вновь вглядись - и тьмы за тьмами
Утомят твой робкий взгляд:
Все звездами, все огнями
Бездны синие горят.

В час полночного молчанья,
Отогнав обманы снов,
Ты вглядись душой в писанья
Галилейских рыбаков, -
И в объеме книги тесной
Развернется пред тобой
Бесконечный свод небесный
С лучезарною красой.

Узришь - звезды мысли водят
Тайный хор свой вкруг земли.
Вновь вглядись - другие всходят;
Вновь вглядись - и там вдали
Звезды мысли, тьмы за тьмами,
Всходят, всходят без числа, -
И зажжется их огнями
Сердца дремлющая мгла. 1856

Велика планета Земля. Но Солнце по сравнению с ней — гигант. Внутри же нашей звёздной системы — Галактики — и Солнце всего лишь малозаметная звёздочка. Известны ещё другие сотни тысяч галактик. И все они только крохотные островки в громадном океане, имя которому Вселенная. Вот её уже сравнивать не с чем. Размеры её невозможно представить, потому что ни конца, ни края у неё нет. Ничтожными пылинками затерялись в ней Солнце, звезды, галактики и туманности. Но не только размеров не знает Вселенная, у неё нет и возраста. Она не молодая и не старая.
Немыслимые расстояния разделяют звёздные миры. А что между ними? Пустота? Вовсе нет. Космическое пространство заполняют пылевые и газовые облака, различные излучения.

Звездопад в августе http://wi-fi.ru/desktop/news/1/1264049?surf_redir=1&surf_redir=1&

Вселенная живёт сложной, разнообразной жизнью.
Современные приборы позволили нам заглянуть в невероятную даль — на расстояние в 6 миллиардов световых лет.
Вселенная пока хранит бесчисленные свои тайны. Но люди с каждым годом все глубже проникают в космические дали. Веками человек мечтал оторваться от Земли. В сказках добрых молодцов поднимали ковры-самолёты, крылатые кони. Сейчас могучие корабли устремились в космическое пространство, мощные приборы передали нам сведения из глубин Вселенной. Сделан трудный шаг на пути к далёким неведомым мирам, на пути, у которого нет конца.

Сколько звезд на небе?

https://hozaykavdome.online/poleznaya-informatsiya/ckolko-zvezd-na-nebe

Когда в ясную ночь с открытого места за городом вы смотрите на небо, вам кажется, что оно усыпано бесчисленными звездами. Как будто по темному бархату кто-то разбросал великое множество бриллиантов — так искрятся и переливаются разноцветными огоньками звезды.

В самую ясную безлунную ночь за городом, где не мешает городской свет, на небе невооруженному глазу видно всего лишь около 3000 звезд.

Число звезд кажется преувеличенным, пока мы еще не разбираемся в узоре созвездий. Впечатление бесчисленности звезд усиливается их мерцанием — одни и те же звездочки кажутся то ярче, то слабее из-за того, что между ними и нами протекают струйки воздуха различной плотности.

Самые яркие звезды условились называть звездами 1-й величины, а самые слабые из видимых невооруженным глазом — звездами 6-й величины. Звезды 1-й величины ярче звезд 6-й величины в 100 раз. В бинокль видны звезды до 8-й—9-й величины, а в телескоп—еще более слабые.

Звезд 1-й величины, особенно ярких, на всем небе около 20, звезд 2-й величины, таких, как главные звезды созвездия Большой Медведицы, около 70, а всех звезд ярче 6-й величины около 6000; но над горизонтом видна только половина всего неба.

Астрономы при помощи сильных телескопов сосчитали много звезд. Более того, для множества звезд они определили очень точно их положение на небе и установили их видимую звездную величину. Еще более двух тысяч лет назад греческие ученые составили первые списки звезд, в которых указали точное положение сотен звезд на небе. Такие большие списки с обозначением положений звезд получили название звездных каталогов.

Положение звезд на небе определяют при помощи различных специальных инструментов. В наше время для этого служат небольшие телескопы, снабженные металлическими кругами, разделенными на градусы и их доли. По этим кругам можно точно отсчитать в угловой мере направление телескопа, когда в него видна данная звезда.

Положение на небе более ярких звезд определено с большей точностью, чем положение многочисленных слабых звезд. В общей сложности усилиями ученых разных стран и в разное время занесены в каталоги положения почти миллион звезд. Это примерно в полтораста раз больше числа звезд, которые мы видим невооруженным глазом в обоих полушариях Земли, и раз в пять больше числа волос на голове у человека с густой шевелюрой.

Итак, около миллиона звезд находится уже на строгом учете.

Видимое и действительное. Светимости звезд

https://myslide.ru/documents_3/2628c6fc44aadcc811cf8c4198cbc1de/img29.jpg

В астрономии всегда нужно ясно отличать видимое от действительного. Мы говорим: «Солнце коснулось горизонта»,— и мы это видим. Но ведь на самом-то деле Солнце горизонта не касается и горизонт — это только видимая линия, кажущийся край Земли.

Самое грубое указание видимого места звезды на небе — это указание созвездия, в котором звезда находится. Но это указание говорит лишь о приблизительном направлении к звезде. Соседние на вид звезды одного созвездия могут быть на различных расстояниях от нас, а в пространстве очень далекими друг от друга. Следовательно, указание «в таком-то созвездии» есть лишь указание направления к звезде, а не положения ее в пространстве.

Расстояния до многих ближайших звезд, а, следовательно, их положения не только видимые, но и в пространстве удалось определить с большим трудом. Расстояния же до подавля­ющего большинства звезд пока не поддаются точному определению.

Звезда, кажущаяся яркой, может выглядеть такой или оттого, что она близка к нам, или оттого, что хотя она и далека, но ее истинная сила света очень велика. Из 20 ближайших к нам звезд только три видны невооруженным глазом, а из 20 звезд, кажущихся самыми яркими, только три входят в число ближайших. Другие самые яркие звезды находятся очень далеко от нас, но они излучают много света.

Сила света звезды по сравнению с Солнцем называется ее светимостью. Если говорят, что светимость звезды равна 5, то это значит, что она в действительности в 5 раз ярче Солнца, а если ее светимость обозначается 0,2, то она в 5 раз слабее Солнца.

Светимость звезды можно рассчитать, если известно расстояние до нее. И наоборот, зная светимость звезды, можно определить расстояние до нее, так как видимый блеск источника света меняется обратно пропорционально квад­рату расстояния до него.

Велик и разнообразен мир звезд. Если свет Солнца принять за свет свечи, то во Вселенной есть звезды, которые светят и как ночные светлячки, и как мощные прожекторы. Точнее говоря, есть звезды по силе света в 50 тыс. раз слабее Солнца (из них мы видим лишь ближайшие) и в миллион раз ярче его. Некоторые звезды иногда светят в миллиард раз ярче Солнца.

Самые яркие звезды ярче самых слабых в десятки миллиардов раз. Таким образом, когда мы говорим, что все звезды — это такие же солнца, как наше, то подразумеваем под этим лишь то, что все они самосветящиеся вследствие высокой температуры небесные тела. Сила же их света, или светимость, и размеры очень разнообразны.

Самая яркая звезда

Фотография большого Магелланова Облака. Эта далекая звездная система видна невооруженным глазом в южном полушарии Земли  http://ht-news.com/space/613-bolshoe-magellanovo-oblako-peretyagivaet-zvezdy-u-malogo.html

Звезда S Золотой Рыбы в Малом Магеллановом Облаке — 8-й звездной величины. Это значит, что ее не видно невооруженным глазом.

До Малого Магелланова Облака от Земли примерно в 15 тыс. раз дальше, чем до Сириуса. Если Сириус уда­лить на это расстояние, то его можно будет увидеть только в очень мощные телескопы.

А если проделать обратную опе­рацию и приблизить S Золотой Рыбы на расстояние Сириуса? Тогда звезда S Золотой Рыбы будет светить как Луна в первой четверти. На звездном небе она окажется уже не обыч­ной яркой звездой, а как бы сверх­звездой.

S Золотой Рыбы — очень интересная звезда. Ее светимость при­мерно в миллион раз превышает свети­мость Солнца. Это самая яркая из звезд, светимость которых в настоящее время известна.

«Градусники» для звездных температур

Яркие звезды. Вид спиралей пыли, кружащихся через триллионы миль

Звезды различны не только по силе света, но и по цвету. Если мы присмотримся к более ярким звездам, то заметим, что они различного цвета: голубоватого, белого, желтого, оранжевого и красного. Как установили ученые, цвет звезд соответствует температуре их поверхности. Голубоватые звезды самые горячие — температура на их поверхности составляет десятки тысяч градусов. У белых звезд (таких, как Сириус и Вега) температура около 10 000°, у желтых (как Капелла и наше Солнце) — порядка 6000° и у красных (как Бетельгейзе и Антарес) — 3000° и ниже. Повторяем, это температура их поверхности. В направлении к центру звезд температура растет и в центре достигает миллионов и десятков мил­лионов градусов. На Земле совсем недавно такие высокие температуры были недостижимы. Только в последнее время при взрыве атомных и водородных бомб они возникают на короткое время. Причина и тут и там одного и того же характера — в недрах звезд происходят реакции с ядрами атомов и постепенное превращение водорода в гелий. Эти реакции и поддерживают мощное тепловое и световое излучения Солнца и звезд в течение огромных промежутков времени.

Изучение звездных температур и происходящих в звездах атомных реакций имеет очень важное практическое значение. Именно оно и помогло овладеть атомной энергией на Земле. Недра звезд — это как бы гигантские физические лаборатории. Они помогают нам изучать свойства вещества в условиях, вообще неосу­ществимых на Земле или осуществимых лишь на миг в лабораториях.

Физические данные о недрах звезд, в частности температуру в них, узнают на основе изучения поверхности звезд путем расчетов, которые производят по законам физики.

Температуру звезд на их поверхности нельзя, конечно, измерить градусником. Для этой цели существуют другие способы.

Если свет звезды разложить стеклянной призмой в спектр, имеющий вид радужной полоски, то окажется, что, чем краснее цвет звезды и чем ниже ее температура, тем ярче красные лучи в ее спектре. По распределению яркости вдоль спектра и судят о температуре поверхности звезды, посылающей нам свет.

Температуру звезды можно определить также измерением количества тепла, приходящего от нее на Землю. Но для этого надо знать расстояние до звезды и ее размеры. Излучение звезды, собранное большим телескопом, направляют на термоэлемент — спай тонких проволочек из разного металла. При нагревании спая в проволочках возникает электроток, по его силе и узнают о количестве тепла, доходящего к нам от звезд. Так как этого тепла доходит мало, то, чтобы измерить его, термоэлемент должен быть очень чувствительным.

Даже у самых холодных звезд температура настолько высока, что вещество их находится в состоянии раскаленного газа, как и у Солнца. Если мы вспомним, что масса планет гораздо меньше массы Солнца и звезд, то придем к интересному выводу: во Вселенной подавляющее большинство вещества находится в состоянии раскаленного газа. Очень малая его доля находится в твердом или жидком состоянии, а на долю живого вещества, даже если у очень многих звезд имеются обитаемые планеты, при­ходится уже совсем ничтожная часть.

По темным линиям в спектрах звезд узнают их химический состав. Он, оказывается, по большей части почти таким же, как у Солнца. В основном это газы: водород, затем гелий. Доля других химических элементов очень мала. Значит, все небесные тела состоят из тех же химических элементов, какие мы встречаем на Земле.

Гиганты в мире звезд

Красный гигант. Звезда https://otvet.mail.ru/question/21588765

Количество энергии, излучаемое единицей поверхности звезды, скажем 1 м2, зависит от температуры звезды и растет с нею. У двух звезд с одинаковой температурой равные площади их поверхности излучают одинаково. Значит, если у двух звезд одинаковой температуры светимости различаются, например, в 100 раз, то во столько же раз различаются по своей площади и их поверхности. Большая поверхность в сумме излучает и больше энергии. Но у шаров, форму которых имеют звезды, поверхность пропорциональна квадрату радиуса. Значит, в нашем примере звезда, у которой при той же температуре свети­мость в 100 раз больше, имеет радиус или диаметр в 10 раз больше.

Так, по светимости звезды, но с учетом раз­личия температур можно вычислить ее радиус. Оказалось, что разнообразие в размерах звезд громадно, хотя и меньше, чем в их светимости.

В мире звезд существуют и карлики, и гиганты. Наше Солнце и даже звезды значительно больше его считаются карликами. А ведь Солнце больше Земли по диаметру в 109 раз. Чем холоднее и краснее карлики, тем они меньше. Красные карлики меньше Солнца по диаметру раз в десять, и, по-видимому, они составляют большинство звездного «населения». Чем звезды больше, тем реже они встре­чаются в пространстве. Особенно редко встречаются звезды-гиганты.

В противоположность карликам они, чем холоднее и краснее, тем больше, так что самыми огромными звездами являются красные гиганты. Диаметр красной звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона более чем в 300 раз превышает диаметр Солнца.

Антарес. Звезда Антарес так велика, что внутри нее могли бы разместиться Солнце и орбиты Меркурия, Венеры, Земли и Марса.

Красный Антарес в созвездии Скорпиона по диаметру в 450 раз больше Солнца. Такие звезды обычно называют сверхгигантами. Желтый гигант Капелла из созвездия Возничего только в 12 раз больше Солнца. Одна из самых боль­ших ныне известных звезд — VV Цефея. Внутри этого гигантского шара могли бы уместиться орбиты планет вплоть до Юпитера. Такие звезды сверхгиганты очень редки. Благодаря своей громадной силе света они видны нам на огромных расстояниях. С расстояния в 7 раз большего, чем расстояние до ближайшей звезды, наше Солнце выглядело бы слабой звездочкой, не видимой простым глазом, а звезды-сверхгиганты с этого расстояния сверкали бы ярче планеты Венеры.

Массы звезд различаются не так сильно, как их светимости и размеры, хотя чем больше светимость звезды, тем больше и ее масса. Чтобы уравновесить сверхгиганта, брошенного на чашку весов, на другую чашку пришлось бы положить несколько десятков звезд, подобных Солнцу, и еще больше красных карликов, так как они в несколько раз легче Солнца.

Поделив массу звезды на ее объем, мы уз­наем среднюю плотность звезды. Средняя плотность Солнца в полтора раза больше плотности воды, а у красных карликов она много больше. Если бы была жидкость с такой плотностью, то в ней, как пробки, могли бы плавать утюги и паровозы. У гигантов и сверхгигантов плотность газов, из которых они состоят, очень мала — в тысячи и в миллионы раз меньше плотности обычного воздуха.

Карлики в мире звезд

Белый Карлик в мире звезд http://obzor.press/coffee-news/3484

Особенно большой интерес представляют собой редко встречающиеся звезды — белые карлики. Так они названы за свой белый цвет и малые размеры. Эти белые и горячие звезды имеют массу примерно такую же, как Солнце, или несколько меньшую. Но эта масса утрамбована в малом объеме. Например, спутник Сириуса меньше Солнца по диаметру в 30 раз, а по объему — в 27 тыс. раз. В результате его средняя плотность примерно в 30 тыс. раз больше плотности воды. Спичечная коробка, если бы ее можно было наполнить веществом спутника Сириуса, могла бы уравновесить вес школьников почти целого класса. У неко­торых других белых карликов плотность еще больше, и их вещество в объеме спичечной коробки уравновесило бы тепловоз.

Что же это за необычное вещество? Оказывается, это такие же газы, какие мы знаем на Земле, только они находятся в особом состоянии. Атомы газов — сложные системы. Они состоят из ядер и обращающихся вокруг них электронов. Под действием давления их нельзя сблизить друг с другом больше, чем до взаимного касания их систем, не нарушив эти системы. В недрах белых карликов при очень высокой темпера­туре атомы носятся с бешеной скоростью и при столкновениях разрушают себя. Из систем ядер и обращающихся вокруг них электронов они превращаются в неправильную смесь, «мешанину» из ядер и электронов. Размеры последних гораздо меньше размеров атомов как систем. Поэтому такие разрозненные частицы можно сблизить гораздо теснее, отчего получается необычайно плотное вещество. Силой, сдавливающей газ до состояния плотного вещества, является вес вышележащих слоев звезды.

Итак, и невообразимо разреженные сверхгиганты, и чудовищно плотные белые карлики состоят из раскаленных газов; иногда эти газы в звездах имеют такие свойства, какие неизвестны у нас на Земле.

Это еще один пример того, как изучение звезд помогает расширять наши физические знания, на основе которых развивается не только физика, но и техника.

Часто спрашивают: есть ли потухшие звезды? Таких звезд мы не знаем. Все звезды хотя бы и слабо, но светятся. Можно утверждать, что если несветящиеся звезды и есть, то их очень мало, иначе бы они заметно влияли на движение остальных звезд.

Почему это так? Потому, очевидно, что мы находимся в мире, полном жизни. Звезды во­круг нас на необозримых расстояниях про­цветают, а их упадок, увядание отодвинуты на какой-то огромный срок в далекое будущее. Излучательной способностью звезды наделены на миллиарды лет, а свет даже самых далеких из них, известных сейчас нам, идет до Земли только сотни или тысячи лет. Поэтому таких звезд, которые «уже не светят, а свет их все еще идет к нам», по-видимому, не существует.

Среди белых карликов есть один особенно интересный. Это звезда в созвездии Кассиопеи. Диаметр ее вдвое меньше диаметра Земли, а масса в 2,8 раза больше массы Солнца. Какова же плотность вещества этой звезды? На Земле 1 см3 его весил бы 36 т. На поверхности же самой звезды, где сила тяжести в 3700 тыс. раз больше, чем на поверхности Зем­ли, он весил бы 36x3700 тыс. = 133 200 тыс. т. Это примерно вес тридцати пирамид Хеопса или нескольких тысяч крупных океанских судов. А какова будет масса такой звезды, если звезда при той же плотности будет с Солнце или со звезду-сверхгигант (как Бетельгейзе или Антарес)? В первом случае масса звезды будет составлять около 30 млн. солнечных масс, во втором — примерно в 6000 раз больше массы всей нашей Галактики. Но в действительности звезды-гиган­ты и сверхгиганты имеют очень малую плотность, и масса их лишь в немно­го раз превышает массу Солнца.

Пары и тройки в звездном мире

Двойные звезды http://obzor.press/coffee-news/3484

Если вы посмотрите на третью с конца яркую звезду в ручке ковша Большой Медведицы, то увидите, что близко-близко к ней есть звездочка послабее — ее спутник. Яркую звезду арабы когда-то прозвали Мицаром, а ее спутника — Алькором.

Звезда, обозначенная греческой буквой эпсилон (s) в созвездии Лиры, если смотреть на нее в бинокль, оказывается, состоит из двух очень близких друг к другу звезд. В телескоп таких двойных звезд обнаружено мно­жество. Иногда почти по одному и тому же направлению видны две звезды. В пространстве они находятся очень далеко друг от друга и не имеют между собой ничего общего. Но часто бывает, что такие звезды и в пространстве близки друг к другу.

Иногда это звезды-близнецы и не отли­чаются друг от друга ни цветом, ни блес­ком. Иногда же они разного цвета. Одна из них желтая или оранжевая, а другая голубоватая. Рассматривать их в телескоп очень интересно — они необычайно красивы. Физически двойные звезды связаны друг с другом узами всемир­ного тяготения, они возникли вместе.

Как узнать, в каких случаях близость двух звезд только кажущаяся и в каких случаях она реальная? На этот вопрос ответ дает тщательное измерение видимого расстояния между звездами и их взаимного расположения. Если звезды взаимно близки и притягивают друг друга, то они должны обращаться около об­щего центра масс — как Земля вокруг Солнца или как Луна вокруг Земли. Это действительно и наблюдается, но период обращения звезд обычно очень долгий — десятки, сотни и даже десятки тысяч лет. Чем звезды ближе друг к другу, тем быстрее они обращаются по своим эллиптическим орбитам и тем короче период их обращения. Если движение очень медленное и период очень долгий, то трудно обнаружить, реальна ли близость двух звезд, потому что наблюдения двойных звезд ведутся только с конца XVIII в., т.е. менее двухсот лет, а у многих двойных звезд период обращения зна­чительно больше.

Мы уже упоминали, что ярчайшая звезда неба Сириус — двойная. Спутник этой звезды — белый карлик (о нем говорилось выше) обращается вокруг главной звезды за 50 лет и отстоит от нее в 20 раз дальше, чем Земля от Солнца.

Ближайшая к нам звезда (видимая в южном полушарии Земли) — альфа Центавра в действительности состоит из двух главных звезд, очень сходных с нашим Солнцем. Период их обращения почти 80 лет, а среднее взаимное расстояние в 23 раза больше расстояния от Земли до Солнца.

У этих двух звезд есть далекий спутник. Он обращается вокруг них с крайне долгим периодом. Спутник — красный карлик и находится сейчас на своей орбите немного ближе к нам, чем обе главные звезды. Поэтому спут­ника альфы Центавра называют Ближайшей (по-латыни — proxima) Центавра. Это ближайшая к нам звезда, свет от нее идет к нам около четырех лет. Она от нас в 270 тыс. раз дальше, чем Солнце.

Альфа Центавра. Пример тройной звезды http://spacegid.com/planeta-alfa-tsentavra.html

Альфа Центавра — пример тройной звезды. Такие звезды гораздо реже, чем двойные, но бывают и более сложные системы. Звезды, входящие в состав двойных, тронных и больших систем, называют компонентами этих систем.

Посмотрим, например, в телескоп на Мицара и Алькора в Большой Медведице. Оказывается, Мицар сам состоит из двух звезд. А каждый из видимых в бинокль компонентов эпсилона Лиры в свою очередь оказывается двойным.

Спектральный анализ позволяет обнаруживать двойственность таких звезд, у которых компоненты очень близки друг к другу и обра­щаются по орбитам очень быстро. В самые сильные телескопы свет таких звезд сливается, и мы видим лишь одну звезду, но спектральный анализ свидетельствует о двойственности. Дело в том, что при взаимном обращении скорости двух звезд направлены в противоположные стороны, и потому темные линии их спектра смещены в противоположные стороны. Линии спектра двойной системы оказываются раздво­енными, и, когда скорость движения звезд этой системы по своим орбитам относительно нас меняется, меняется и расстояние между двойными линиями в спектре.

Один из компонентов Мицара, который мы видим в телескоп, оказывается двойной звездой с периодом обращения около десяти суток, так как звезды очень близки.

Такими же тесными спектрально-двойными звездами, как их назы­вают, являются некоторые компоненты эпсилона Лиры — из тех, которые видны раздельно

Маяки Вселенной — цефеиды

Цефеиды — это пульсирующие звезды  http://obzor.press/coffee-news/3484

У звезд типа Алголя меняется их видимый блеск вследствие периодических затмений одной звезды другой, и светимость звезд при этом не меняется. Но есть звезды, действительно физически меняющие свою светимость.

Параллельно с изменением блеска более или менее меняются цвет и температура их, а иногда и размеры.

Среди звезд переменного блеска, называемых для краткости просто не ременными, наибольший интерес представляют цефеиды. Их назвали так по типичной представи­тельнице этого класса звезд — звезде дельта (о) в созвездии Цефея. С периодом в 5 суток 10 часов 48 минут ее блеск непрерывно меняется в пределах 3/4 звездной величины. Он воз­растает быстрее, чем убывает. В минимуме блеска звезда краснее и на 800° холоднее, чем в максимуме. Оказалось, что цефеиды — это пульсирующие звезды. Как у надувного рези­нового мяча, их поверхность то увеличивается, то уменьшается. Но пульсирует, расширяясь и сжимаясь, все тело звезды. При сжатии ее происходит нагревание, а при расширении — охлаждение. Изменение размера и температуры поверхности звезды и вызывает колебания ее излучения.

Цефеид - известно очень много, и периоды изменения блеска их различны, от нескольких часов до 45 суток, но у каждой в отдельности цефеиды период ее не изменяется. У цефеид есть два замечательных свойства.

Во-первых, это звезды-гиганты и сверхгиганты, видные нам с огромных расстояний. Из глубин мироздания они светят нам, как маяки для кораблей в море, и поэтому их называют маяками Вселенной.

Во-вторых, у цефеид длительность периода-изменения блеска тесно связана с их средней светимостью.

Чем больше светимость, тем длиннее период изменения блеска. Это позволяет из легкодоступных наблюдений определить период, а по нему узнать светимость данной цефеиды, т. е. ее истинную силу света.

Но мы знаем, что видимый блеск источника света ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния. Поэтому, сравнивая истинную силу света данной цефеиды с ее види­мым блеском, мы можем узнать ее удаленность от нас.

Наша звездная система в основном состоит из звезд малой светимости, и притом очень от нас далеких. Определить расстояние до них мы не можем. Цефеиды же среди общей массы звезд видны нам издали, как большие тыквы в огороде. Изучая их распределение в простран­стве, мы как бы нащупываем костяк нашей звездной системы, ее остов и по нему можем судить о форме и строении всей нашей звездной системы в целом.

Заметим, что есть особый вид цефеид очень короткого периода — до 80 минут. Их свети­мость умеренна и средняя светимость с длиной периода не связана. Изучение таких цефеид также представляет большой интерес для астрономической науки.

Вспыхивающие и другие загадочные звезды

Представление художника о вспышке у красного карлика http://www.theuniversetimes.ru/obnaruzhena-novaya-vspyxivayushhaya-zvezda-wx-uma.html#axzz5Krwh4Wwi

Изучение цефеид свидетельствует о том, что мир звезд, хотя звезды живут миллиарды лет и изменяются медленно, — это не застывший в своей неизменности мир. Многие звезды испытывают быстрые, хотя и временные, изменения грандиозного масштаба. Кроме цефеид, известны переменные звезды других типов. Например, есть звезды, подобные звезде омикрон (о) Кита. Ее назвали Мира, что значит «удивительная». С периодом в 300 суток она меняется от 2-й звездной величины (как Полярная звезда) до 9-й, когда ее не видно даже в сильный бинокль. Но изменения блеска у нее не так правильны, как у цефеид. Есть звезды с полуправильными и с совершенно неправильными колебаниями блеска. В небольших пределах и неправильно блеск меняется у многих красных сверхгигантов, например, у Бетельгейзе и Антареса.

У некоторых звезд блеск меняется лихорадочно и в очень больших пределах.

Большое внимание астрономов привлекли к себе также так называемые вспыхивающие звезды. Это красные карлики. Блеск у них обычно колеблется немного. Но изредка совершенно внезапно блеск их усиливается в несколько раз за доли минуты и так же быстро ослабевает. По-видимому, при таких вспышках из их недр на поверхность вырываются необычайно мощные фонтаны раскаленных газов огромной яркости. Они и увеличивают общий блеск звезды. Но мы пока не знаем, какими процессами вызываются эти вспышки. Не знаем мы также, почему на поверхности некоторых звезд образуются мощные магнитные поля.

Вспышки новых и сверхновых звезд — мировые катастрофы

Новая звезда. Звезда, взорвавшаяся тысячи лет назад

В 1925 г. в Южной Африке один почтальон — любитель астрономии — разнес почту и возвращался домой. Стало уже темно. Он остановился, чтобы окинуть взглядом знакомые созвездия. Вон там сияет Южный Крест, здесь — Центавр, а там — созвездие Живописца. Но что это? Почему так странно изменился его вид? Изменились очертания фигуры, образованной яркими звездами. В чем дело? В созвездии видна какая-то яркая звезда, которой тут вчера еще не было. Ведь это не планета. Планеты переходят из созвездия в созвездие за месяцы и даже за годы, да и созвездие Живописца не зодиакальное. В нем планеты не бывают.

Ясно, в созвездии Живописца вспыхнула новая звезда. Почтальон немедленно сообщил о своем открытии в ближайшую обсерваторию, а та, как обычно, телеграфно известила центр экстренных извещений об астрономических открытиях в Копенгагене. Через несколько часов новую звезду в Живописце уже наблюдали многие обсерватории мира.

Почтальон был не единственным любителем астрономии, которому посчастливилось открыть неожиданно вспыхнувшую новую звезду.

Например, новую звезду в созвездии Персея в 1901 г. открыл киевский гимназист Борисяк, новую звезду в созвездии Геркулеса в 1960 г. — норвежский любитель астрономии Хассель.

Новые звезды вспыхивают неожиданно. Собственно говоря, это не новые звезды, а вспышки некоторых звезд, до этого светящих обычно, как наше Солнце, но более горячих, белого цвета. Далекая неприметная звездочка за 1—2 суток разгорается, и блеск ее усили­вается в десятки тысяч раз. В это время она становится во столько же примерно раз ярче Солнца. Если так вспыхнула близкая звезда, то в наибольшем блеске мы видим ее как звезду 1-й величины. Если же вспыхнула очень далекая звезда, то и в наибольшем блеске она не привлечет к себе внимания и либо останется незамеченной, либо будет обнаружена через годы при сравнении друг с другом слабых звезд на фотографиях, полученных в разное время.

Новыми такие звезды назвали в прежнее время, когда думали, что это действительно появились новые, не существовавшие ранее звезды.

Новая звезда в наибольшем блеске остается недолго, обычно около суток. Уже со следующего дня ее блеск начинает быстро падать, иногда плавно, иногда судорожно, как свет гаснущего костра, но чем дальше, тем медленнее. Через несколько лет она становится такой же, какой была до вспышки.

Различными исследованиями установлено, что в нашей звездной системе ежегодно вспыхивают десятки или даже сотни новых звезд. Но мы замечаем лишь немногие из них, ближайшие. А совсем близкие, кратковременно соперничающие с самыми яркими звездами неба, наблюдаются редко. Их видели в 1901, 1918, 1920, 1925, 1934, 1940, 1944 гг.

Почему так катастрофически растет блеск новых звезд? Оказывается, что у некоторых звезд под влиянием еще не вполне раскрытых внутренних физических процессов внезапно срываются их внешние оболочки, излучающие свет, и с огромной скоростью, достигающей 1000 км/сек, несутся в окружающее звезду пространство, раздуваясь, как мыльный пузырь. Такая обо­лочка быстро увеличивает свою поверхность и излучает больше света. В наибольшем своем блеске раздувшаяся оболочка больше нашего Солнца по диаметру в сотни раз.

Но, раздуваясь, оболочка новой звезды становится все более разреженной и прозрачной. Блеск звезды начинает падать, хотя оболочка продолжает нестись в пространстве с такой бешеной скоростью, что притяжение звезды не в силах ее затормозить. Через несколько лет после вспышки оболочка становится так велика, что ее можно легко наблюдать и следить за ее расширением. Наконец, она рассеивается. Звезда во время вспышки становится очень горячей, из нее вырываются облака, раскаленных газов. Но постепенно она успокаивается, как вулкан после извержения.

У вулканов бывают повторные неожиданные извержения. Не бывает ли того же у новых звезд? Да, некоторые из них через несколько десятков лет вспыхивают снова. Но у типичных новых звезд повторная вспышка (и притом более мощная) на памяти человечества наблюдалась лишь однажды.

Мы до сих пор не знаем причины вспышек новых звезд, причины сбрасывания их оболочек. Несомненно лишь, что в таких звездах в какие-то моменты происходит бурное выде­ление энергии, т. е. взрыв. При этом взрыве звезда теряет около одной десятитысячной доли своей массы, но не разрушается.

Знаменитый датский астроном Тихо Браге в 1572 г. наблюдал вспышку новой звезды в созвездии Кассиопеи. Она некоторое время све­тила так же ярко, как Венера, и поколебала господствовавшие тогда религиозные представления о неизменяемости мира.

В последнее время выяснилось, что новая звезда в Кассиопее не была обыкновенной новой звездой. В наибольшем блеске ее истинная сила света была больше, чем у обычных новых звезд, в десятки тысяч раз. Образно говоря, мы можем наше Солнце сравнить с ночным светлячком, новую звезду со свечой, а сверхновую (так назвали такие звезды, как звезда, которую наблюдал Тихо Браге) — с прожектором. Сверхновая звезда светит так же, как гигантская звездная система, состоящая из миллиардов солнц, подобных нашему.

Чудовищные силы природы, порождающие мировые катастрофы в виде вспышек сверхновых звезд, учеными еще не разгаданы.

Сверхновые звезды — явление крайне редкое. Последней сверхновой в нашей Галактике была звезда, вспыхнувшая в созвездии Змееносца в 1604 г. Ее наблюдал Кеплер. Даже в таких гигантских звездных системах, как наша, вспышка сверхновой звезды бывает только один раз за несколько столетий.

На наше счастье, современные телескопы позволяют видеть множество других звездных систем, подобных нашей. И вот, то в одной, то в другой из них наблюдается иногда вспышка сверхновой звезды. К сожалению, они так да­леки от нас, что хорошо изучить их не удавалось. Но в последние годы обсерватории ряда стран договорились между собой устроить «облаву» на сверхновые звезды, специально «караулить» их вспышки. И это дало свои результаты. Теперь в далеких звездных системах ежегодно наблюдают около десятка сверхновых звезд. Выяснилось, что есть различные типы сверхновых звезд. Особенности вспышки каждой сверхновой звезды тщательно изучаются.

Источники:

Финкельштейн А.М. Белые карлики в черных дырах: урок новейшей астрономии./ Андрей Михайлович Финкельштейн.// Журнал «ОЧЕНЬ». – 2004 - № 1, октябрь, - с.38 - 46

Воронцов – Вельяминов Б.А. Звезды и глубины Вселенной./ Б.А. Воронцов – Вельяминов// Детская энциклопедия. Для среднего и старшего возраста. Том 2. Мир небесных тел, числа и фигуры. - 2-е изд. - М.: Просвещение, 1964. - 520с.

Законъ Божий: для семьи и школы со многими иллюстрациями./ Сост. протоирей Серафим Слободский. – М.: Издание Московского подворья Свято-Троицкой Сергиевой Лавры, 2008. – 713 с.