Межзвездная астрономия

Новые открытия в астрономии привели к настоящему перевороту в представлениях о звездах. В XVI в. Д. Бруно высказал гипотезу о том, что звезды – это такие же солнца, как и наше, но находящиеся слишком далеко. Затем были открыты переменные, двойные звезды. В XIX в. астрономы В.Я. Струве, Ф. Бессель и Т. Гендерсон смогли определить расстояния до трех ближайших звезд. Тогда же астрономы стали использовать фотографию и спектральный анализ. Но строение звезд, их эволюция, причины их светимости еще оставались загадкой. Только благодаря успехам ядерной физики и физики элементарных частиц были получены ответы на многие вопросы.

Если посмотреть на ночное небо, то невооруженным глазом человек может увидеть около 6000 звезд. Сосчитаны и занесены в звездные каталоги все звезды ярче 11-й звездной величины – их около миллиона. Всего нашему наблюдению доступно около 2 млрд звезд. Общее количество звезд во Вселенной оценивается в 1022.

В звездах сосредоточена основная масса (98–99%) видимого вещества в известной нам части Вселенной. Вещество звезд представляет собой плазму – четвертое состояние вещества (наряду с твердым, жидким и газообразным) – ионизированный газ, в котором положительные и отрицательные заряды в среднем нейтрализуют друг друга.

Расстояния до звезд различны. Самой близкой к нам звездой является а Центавра, отстоящая от Земли на 4 световых года. От некоторых звезд свет идет к нам сотни миллионов световых лет.

Основными характеристиками звезд являются их масса, радиус, светимость (полное количество излучаемой энергии), спектральный класс (степень ионизации и возбуждения атомов в атмосфере звезды), абсолютная звездная величина (мера освещенности, создаваемая звездой на Земле на плоскости, перпендикулярной падающим лучам).

Некоторые звезды по объему в миллионы раз больше и ярче Солнца. Так, светимость звезды S Золотой Рыбы в 400 тысяч раз больше светимости Солнца. Есть звезды разреженные, плотность которых в сотни тысяч раз меньше плотности воды (красные гиганты), и есть белые карлики, плотность которых в сотни тысяч раз больше плотности воды. Их размеры сравнимы с размерами Земли. Предельная масса звезд равна 60 солнечным массам.

Высокая светимость звезд, поддерживаемая в течение длительного времени, связана с выделением огромного количества энергии. Сегодня считается, что светимость звезд обеспечена двумя источниками – гравитационным сжатием, приводящим к выделению гравитационной энергии, и термоядерными реакциями, связанными с выделением большого количества энергии в результате синтеза ядер водорода в ядро гелия. Считается, что для молодых звезд источником энергии служит гравитационное сжатие, которое и «зажигает» термоядерную реакцию, повышая температуру внутри звезды до 10–15 млн К. Если звезда имеет малую массу и температура в ее ядре недостаточна для начала термоядерной реакции, она светит только за счет гравитационного сжатия. Правда, тогда продолжительность жизни такой звезды составит не более 30 млн лет.