Если звезда главной последовательности а более массивная чем звезда главной последовательности б
Главная последовательность: характеристики и особенности
К звездам Главной последовательности относятся те, которые находятся в основной фазе своей эволюции. Все звезды проходят эту фазу, одни дольше, другие быстрее. В жизни каждой звезды такой период является самым длительным по времени.
Если взглянуть на диаграмму Герцшпрунга-Рассела, то можно понять, какие звезды находятся на Главной последовательности. Они находятся по диагонали от верхнего левого в нижний правый угол. Их положение зависит от химического состава, массы и светимости.
Основной источник энергии звезд Главной последовательности – термоядерные реакции превращения водорода в гелий, поэтому их положение, температура и светимость определяются массой. Самые большие звезды находятся в верхней части Главной последовательности, а внизу массы небесных тел убывают до М
Большинство звездных характеристик Главной последовательности выражается в системных единицах. Радиус, масса и светимость определяются в соотношении с Солнцем. Большие расстояния часто выражаются посредством астрономической единицы (а.е.) – усредненное расстояние между Солнцем и нашей планетой (150 млн. км).
Эволюция звезд Главной последовательности
Наиболее многочисленный класс звезд относится к звездам Главной последовательности. К такому типу небесных тел принадлежит и наше Солнце. Эволюция звезд Главной последовательности (далее – ГП) представляет собой последовательность изменений, которым подвергается небесное тело в течение его жизненного цикла, то есть на протяжении миллиардов или миллионов лет, пока оно излучает тепло и свет. В течение столь огромных периодов времени изменения оказываются весьма существенными.
На ГП небесные тела попадают после этапа гравитационного сжатия, который приводит к образованию термоядерного источника энергии в недрах звезды. На первой стадии ГП потери энергии звезды на излучение компенсируются выделением энергии в термоядерных реакциях. В этот момент небесные тела располагаются на левой границе ГП. Окончание стадии ГП соответствует образованию у небесного тела однородного гелиевого ядра. Оно уходит с ГП и становится гигантом. Помимо эффектов эволюции, разброс звезд обусловлен различиями в химическом составе и возможной двойственностью звезды.
Строение звезд главной последовательности различных масс.
Изображение с сайта ru.wikipedia.org
4glaza.ru
Август 2021
Статья одобрена экспертом: Марина Атланова
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:
Все об основах астрономии и «космических» объектах:
Тест «Звезды»
1. Массивные звезды ранних спектральных классов, в сотни тысяч раз превышающие светимость Солнца называются:
А) голубые сверхгиганты;
Б) красные сверхгиганты;
Г) красными гигантами.
2. Наше звезда Солнце является:
А) звездой главной последовательности, спектрального класса G 2;
Б) красным гигантом спектрального класса М 2;
В) красным карликом спектрального класса М 2;
3. Наиболее распространенный тип звезд среди ближайших к нашей звезде:
А) голубые сверхгиганты;
Б) красные сверхгиганты;
4. Звезды поздних спектральных классов с низкой светимостью называются:
5. Самые горячие звезды главной последовательности имеют температуру:
6. Давление и температура в центре звезды определяется прежде всего:
Б) температурой атмосферы;
В) химическим составом;
7. Скорость эволюции звезды зависит прежде всего от:
В) температуры поверхности;
Г) химического состава.
8. В чем коренное отличие звезд от планет?
9. Распределение энергии в спектре и наличие линий поглощения различных элементов используют для определения:
А) массы космического объекта;
Б) времени эволюции;
10. Диаграмма Герцшпрунга–Рессела представляет зависимость между:
А) массой и спектральным классом звезды;
Б) спектральным классом и радиусом;
В) массой и радиусом;
Г) светимостью и эффективной температурой.
11. Если звезды нанести на диаграмму спектр–светимость (Герцшпрунга–Рессела), то большинство из них будут находиться на главной последовательности. Из этого вытекает, что:
А) на главной последовательности концентрируются самые молодые звезды;
Б) продолжительность пребывания на стадии главной последовательности превышает время эволюции на других стадиях;
В) это является чистой случайностью и не объясняется теорией эволюцией звезд;
Г) на главной последовательности концентрируются самые старые звезды;
12. Огромное сжимающееся холодное газопылевое облако, из которого образуются звезды, называется:
В) планетарной туманностью;
Г) рассеянным скоплением.
13. Звезда на диаграмме Герцшпрунга-Рессела, после превращения водорода в гелий, перемещается по направлению:
А) вверх по главной последовательности, к голубым гигантам;
Б) звезда в процессе эволюции однажды попав на главную последовательность от нее не отходит;
В) в сторону низких светимостей;
Г) в сторону ранних спектральных классов;
Д) от главной последовательности к красным гигантам и сверхгигантам.
14. Красные гиганты – это звезды:
А) больших светимостей и малых радиусов;
Б) больших светимостей и низких температур поверхности;
В) больших температур поверхности и малых светимостей;
Г) больших светимостей и высоких температур.
15. Область белых карликов на диаграмме Герцшпрунга-Рессела расположена:
А) в верхней левой части диаграммы;
Б) в верхней правой части диаграммы;
В) в нижней левой части диаграммы;
Г) в нижней правой части диаграммы.
16. Белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры являются:
А) типичными звездами главной последовательности;
Б) последовательными стадиями эволюции массивных звезд;
В) начальными стадиями образования звезд различной массы;
Г) конечными стадиями звезд различной массы.
17. Эволюция звезд это:
А) процесс превращения из протозвезды и последующее постоянное излучение без изменения светимости;
Б) изменение светимости звезды со временем вследствие сильнейших потоков вещества типа «солнечного ветра»;
В) изменение химического состава и внутреннего строения с изменением светимости в результате реакций термоядерного синтеза;
Г) изменение светимости звезды со временем из-за увеличения массы звезды в результате поглощения межзвездного газа и пыли.
18. Из теории эволюции звезд следует, что:
А) положение звезды на диаграмме спектр-светимость не зависит от эволюции звезды;
Б) в процессе эволюции большая часть звезд становится белыми карликами;
В) звезды малой массы эволюционируют быстрее звезд большой массы;
Г) звезды в процессе своей эволюции увеличивают массу;
Д) одной из стадий эволюции звезд является стадия красного гиганта.
Презентация по астрономии «Звезды главной последовательности»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Звезды главной последовательности
Описание слайда:
Главная последовательность — область на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, содержащая звёзды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода.
2
Звёзды главной последовательности имеют одинаковый источник энергии («горение» водорода), в связи с чем их светимость и температура (спектральный класс) определяются их массой:
Описание слайда:
Спектры звезд, находящихся в главной последовательности
3
Основная (гарвардская) спектральная классификация звёзд
Описание слайда:
Звезда проводит большую часть своей жизни как звезда главной последовательности. Она производит огромное количество энергии, когда атомы водорода сливаются вместе, образуя гелий при чрезвычайно высоких температурах в его ядре. Когда водородное топливо начинает истощаться, звезда превращается в красного гиганта.
4
Красный гигант не взрывается. Вместо этого его внешние слои рассыпаются в космос, оставляя планетарную туманность с белым карликом в центре. Он, в свою очередь, исчезает и остывает, чтобы стать черным карликом.
Краткий цикл жизни звезды
Описание слайда:
Время жизни в главной последовательности
Более массивные звезды живут более быстрой жизнью, чем менее массивные. Казалось бы, что звезды, имеющие большее количество водорода для горения должны были бы расходовать его дольше, но это не так, потому что они используют свои ресурсы быстрее.
Таким образом, если расчетное время жизни Солнца на главной последовательности составляет 1010 лет, то звезда в 10 раз массивней Солнца будет жить в 1000 раз меньше т.е. 107 лет.
Описание слайда:
Разберем некоторые из них:
Спика
Регул
Сириус А
Альтаир
Процион
Солнце
Вольф 359
6
Список звезд, входящих в главную последовательность
Описание слайда:
Спика
Спика — самая яркая звезда в созвездии Девы. Она занимает 16-е место в небе. В переводе с латыни звезду называют снопом пшеницы и ассоциируют с богиней урожая Деметрой. Синяя звезда Спика удалена от Земли на 262 световых года.
Если разглядывать рукоятку созвездия Большого Ковша, то Спика находится сразу после яркой звезды Арктура. За ней лучше наблюдать весной и летом.
Температура звезды может подниматься до 22400 К. От нее идет огромное рентгеновское излучение.
Описание слайда:
Регул
Регул (или альфа Льва) — ярчайшая звезда крупного созвездия Льва, расположенного в Северном полушарии. Она занимает 21-е место в списке самых ярких на небосводе.
Лучше всего наблюдать Регул весной, особенно в марте и апреле, когда на небе не слишком много звезд. Летом же, из-за близкого нахождения к линии эклиптики, его часто заслоняет Луна. Удаленность от Земли — около 80 световых лет.
Долгое время альфу Льва относили к молодым звездам. Считалось, что ее возраст — не более 100 млн. лет. Но в 2008 г. рядом с Регулом обнаружили карликовую звезду. Это дало пищу новой гипотезе: альфа Льва гораздо старше (900 млн. лет), она не только активно сжигает собственные водородные запасы, но и вытягивает их из близлежащих звезд.
Описание слайда:
СИРИУС
Сириус – одна из самых ярких звезд на нашем небосклоне. Она входит в Созвездие Большого Пса, хотя ранее считалось, что он принадлежит Большой Медведице, но возраст звезды указал на обратное.
Больше в 2 раза и ярче в 22 раза Солнца: он виден на небосклоне невооруженным взглядом.
Сириус — двойная звезда. Его «спутник» был обнаружен в 1844 году и получил название Сириус В.
9
Описание слайда:
Альтаир
Альтаир — самая яркая звезда в созвездии Орла и 12-я по яркости звезда на небе.
Альтаир — одна из вершин «летне-осеннего треугольника», который виден в Северном полушарии в летние и осенние месяцы. Вместе с бетой и гаммой Орла он образует хорошо известную линию звезд, которую иногда называют Семейство Орла или Вал Орла.
Промежуток между Землей и Альтаиром составляет 16.8 световых лет.
10
Описание слайда:
Процион
Процион — субгигант, 8-ая звезда в небесном пространстве и самая яркая в созвездии Малого Пса. Она представляет собой двойную систему. Главная звезда Процион А желтого цвета, а Процион Б (спутник) — белая. 11 световых лет отделяют нас от субгиганта. С греческого название звезды переводится «перед собакой», тем самым намекая на созвездие Малого Пса.
Ученые считают, что звезда находится в стадии расширения, так как отсутствует реакция гелия и водорода в ее недрах. Предполагается, что в дальнейшем Процион увеличится в более 150 раз и сменит окраску на ярко-красную.
Описание слайда:
Почти идеальная сфера
Разница между экваториальным и полярным диаметрами Солнца составляет всего 10 км. А значит, перед нами одно из наиболее приближенных к сфере небесных тел.
Однажды Солнце поглотит Землю
Когда Солнце израсходует весь водородный запас (130 млн. лет), то перейдет к гелию. Это заставит ее увеличиваться в размерах и поглощать первые три планеты. Это этап красного гиганта.
Солнечный луч добирается к нам за 8 минут
Земля отдалена от Солнца на 150 млн. км. Скорость света – 300000 км/с, поэтому лучу требуется 8 минут и 20 секунд, чтобы добраться до Земли. Но важно также понимать, что ушли миллионы лет, прежде чем фотоны света перешли с солнечного ядра на поверхность.
Дистанция Земля-Солнце меняется в течение года
Земля движется по эллиптическому орбитальному пути, поэтому удаленность составляет 147-152 млн. км (астрономическая единица).
Солнце выступает центром и источником жизни для нашей Солнечной системы. Звезда относится к классу желтых карликов и занимает 99.86% всей массы нашей системы, а гравитация по силе преобладает над всеми небесными телами.
Описание слайда:
Вольф 359
Вольф 359 – одиночная звезда. Она является четвертой звездой по близости к Солнцу, после тройной системы звезды Альфа Центавра, звезды Барнарда и двух коричневых карликов Луман 16. Звезда Вольф 359 была открыта в 1918 году. Звезда находится от нас на расстоянии 7,8 световых лет. При этом она имеет чрезвычайно малые размеры и большую звездную величину (13,54).
Вольф 359 относится к классу вспыхивающих звезд. То есть, светимость этой звезды периодически меняется. Создается такое впечатление, что звезда, то резко вспыхивает, то, наоборот, затухает.
Вольф 359 – это карликовая звезда. Температура звезды достигает порядка трех тысяч Кельвинов, а ее возраст превышает порог в 100 миллионов лет.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Звёзды главной последовательности: что такое звезда и как они образуются
Звёзды — это…
это гигантские вращающиеся шары горячих газов. Они производят огромное количество энергии, включая тепло и свет, которые они излучают в космосе во время своего сияния. Они сильно различаются по размеру (Бетельгейзе в созвездии Ориона в 800 раз больше Солнца) и по количеству испускаемого ими света. Звёзды бывают разных цветов — в зависимости от того, сколько им лет. Синие звёзды молоды и горячи; красные звёзды старые и крутые. Оранжевые и желтые звёзды (включая Солнце) – молодые, среднего возраста и умеренно горячие.
Как образуются звёзды
Звезда рождается, когда облако пыли и газа в космосе, известное как туманность, сжимается под действием силы тяжести, превращаясь в плотную каплю, называемую протозвездой. Ударные волны от взрывающейся звезды в конце ее жизни, поблизости, могут быть ответственны за запуск этого процесса. Протозвезда становится настолько горячей, что начинает производить свою собственную энергию в своем ядре. Вскоре газ и пыль исчезают. Иногда вращающийся диск из газа и пыли окружает вновь формирующуюся звезду, которая в конечном итоге может стать местом рождения новых планет.
Звёзды главной последовательности
Звезда проводит следующие несколько миллиардов лет своей жизни как звезда главной последовательности, как наше Солнце. Она производит огромное количество энергии, когда атомы водорода сливаются вместе, образуя гелий при чрезвычайно высоких температурах в его ядре. Когда водородное топливо начинает истощаться, звезда превращается в красного гиганта. Красный гигант не взрывается. Вместо этого его внешние слои рассыпаются в космос, оставляя планетарную туманность с белым карликом в центре. Он, в свою очередь, исчезает и остывает, чтобы стать черным карликом.
Сверхгиганты и сверхновые
Все звёзды рождаются в туманностях и становятся протозвездами. Очень немногие массивные звёзды становятся сверхгигантами. Бетельгейзе — это пример красного супергиганта, Ригель (также в созвездии Ориона) — синий супергигант. В конце концов, сверхгигант взрывается в результате мощного взрыва, называемого сверхновой. Он заканчивает свои дни черной дырой, областью пространства, настолько плотной, что ничто, даже свет, не может избежать притяжения ее гравитации или нейтронной звезды.
Крабовидная туманность, остатки сверхновой звезды
Крабовидная туманность — это все, что остается от сверхновой звезды. Она состоит из пыли и газа, медленно дрейфующих в космос. Сверхновая, которая его создала, появилась в 1054 году и была засвидетельствована и записана китайскими астрономами. В центре Крабовидной туманности находится Крабовый Пульсар, нейтронная звезда, длина которой составляет 28–30 километров, раздающая импульсы излучения.
Туманность Конская Голова
Туманность — это огромное облако пыли и газа — остатки умирающих звезд. Некоторые из туманностей Галактики приобретают впечатляющие формы, как, например, туманность Конская Голова в Орионе. Туманности предоставляют «сырье», из которого новые звёзды начинают формироваться миллионы лет. Через мощный телескоп они образуют мерцающую разноцветную область пространства.
Белый Гном
Звёзды, подобные Солнцу, настолько малы по сравнению с красными гигантами и сверхгигантами, что астрономы называют их карликами. Чайная ложка материала от Солнца такая же тяжелая, как ложка сиропа. После того как Солнце взорвется и станет красным гигантом — примерно через пять миллиардов лет — оно потеряет свои внешние слои. Останется просто маленькое, очень горячее, мертвое ядро. Названная белым карликом, она может иметь размеры около 10 000 километров в поперечнике — возможно, даже меньше Земли — и быть чрезвычайно плотной. Чайная ложка материала белого карлика будет весить пять тонн.
Нейтронная звезда
Ядро, которое остается после взрыва сверхновой, представляет собой крошечную звезду шириной не более 25 километров, известную как нейтронная звезда, самый маленький тип звезд из существующих. Чайная ложка весит невероятный миллиард тонн. Нейтронные звёзды очень горячие, с мощными магнитными и гравитационными полями. Вновь образованные нейтронные звёзды вращаются со скоростью до нескольких сотен раз в секунду.
Диаграмма Герцспрунга-Рассела
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела показывает связь между светимостью (количество испускаемого света) и температурой для всех типов звезд. Звёзды с большей яркостью расположены в верхней части диаграммы, а звёзды с более высокой температурой — в левой части диаграммы. Астрономы используют Солнце как своего рода измерительный стержень яркости.
Большинство звезд находятся в пределах полосы, которая наклоняется от верхнего левого угла (горячие, яркие звёзды) к нижнему правому углу (тусклые, холодные звёзды). Эта полоса известна как «главная последовательность», а лежащие на ней звёзды называются «звёздами главной последовательности». Звёзды главной последовательности находятся в стабильном среднем периоде своей жизни, в течение которого они сливают водород в свои ядра.
Не все из них являются звеёздами главной последовательности. Те, что лежат в правом верхнем углу, — это красные гиганты, холодные красные звёзды огромных размеров. Те, что лежат в левом углу – белые карлики, относительно маленькие и очень горячие.
Ученые рассчитывают, что количество звёзд в наблюдаемой Вселенной составляет 300 секстиллионов — это 3 с 23 нулями.
Около 85% всех звёзд — красные карлики (звёзды с массой менее половины массы Солнца), но ни одну из них нельзя увидеть с Земли невооруженным глазом.
Звезда белого карлика в конечном итоге охладится до температур, при которых она больше не будет излучать тепло или свет, и в этот момент она станет черным карликом.
Звёзды проводят 90% своей жизни, испуская энергию, созданную слиянием водорода с образованием гелия внутри своих ядер. Они называются звездами главной последовательности.
Главная последовательность звезд
Как известно, одним из основных классов является главная последовательность звезд. В принципе, это видно на диаграмме Герцшпрунга-Рассела.
Собственно говоря, на ней область данных светил располагается по диагонали, которая начинается слева от верхнего угла и направлена вправо к нижнему углу. То есть от наивысшей светимости к самой низкой (от синего цвета к красному). Таким образом, главная последовательность звезд широко охватывает объекты, различные по своим характеристикам.
Между прочим все светила в тот или иной момент своей жизни проходят данный этап эволюции. Причем он отличается высокой продолжительностью.
Правда, бывают исключения. Например, субкарлики не достигают основной категории звёздных тел. Хотя они относятся к одному спектральному классу, субкарлики менее яркие. Поэтому в диаграмме лежат ниже, чем главная последовательность звезд.
Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
Чем отличается главная последовательность звезд
Разумеется, классы звёзд отличаются между собой. Собственно, для этого их и разгруппировали по характеристикам и свойствам.
Во-первых, как вы уже поняли, это продолжительность нахождения светила на этом этапе. И вправду, формирование, так сказать, становление и дальнейшее развитие проходят намного быстрее. Проще говоря, большую часть своей жизни звезда пребывает на этом этапе. В следствии чего, во Вселенной больше всего звёзд, которые принадлежат к основной последовательности.
Во-вторых, на главной последовательности энергия звёздного тела вырабатывается за счёт термоядерных процессов. А точнее благодаря превращению (сгоранию) водорода в гелий, то есть синтеза. Стоит отметить, что в это время гелий не сгорает. Но после того, как закончится запас водорода, наступит его очередь.
Спектральные классы звёзд
При уменьшении водородных ресурсов скорость реакций и давление также падают. Из-за чего светило сжимается, а в его центре увеличивается давление. В результате растёт количество выделяемой энергии, светимость и температура поверхности.
Значит на диаграмме тело изменяет положение, как только меняются процессы внутри него. То есть с течением времени звезда сходит основной области и переходит на другую эволюционную стадию.
Иногда звёзды, относящиеся к этому классу, называют карликами из-за того, что многие имеют небольшие размеры. Но это не совсем верно, а точнее верно не для всех. Потому как объекты спектральных классов А, В, F и О не намного отличаются от гигантов. Между собой их различают, прежде всего, по линиям поглощения.
Строение звезд главной последовательности:
Однако подобную структуру имеют не все светила класса. К примеру, массивные тела (то есть имеющие массу выше солнечной) не содержат конвективную зону. То есть по всей области кроме центра перенос энергии осуществляется излучением и поглощением фотонов.
Строение звезд главной последовательности
Примеры звезд главной последовательности
Безусловно, самый яркий и простой пример это Солнце. Правда, сейчас оно находится как раз на этом этапе жизни. Между прочим, многие параметры и черты других звёздных тел сравнивают с солнечными значениями.
Как оказалось, у популярного Сириуса есть спутник — Сириус В. Этот белый карлик лежит на диаграмме Герцшпрунга-Рассела внизу с левой стороны.
Более того, известная Альфа Ориона — Бетельгейзе также находится на основном жизненном цикле. Хотя она относится к сверхгигантам.
А вот из красных гигантов, можно выделить, Альфу Волопаса (Арктур).
В общем, все представители главной последовательности звезд состоят из плотного и горячего ядра. В котором, как известно, происходит синтез гелия из водорода. Можно сказать, что пребывание на рассматриваемом этапе эволюции светила равно времени, за которое в нём иссякнет водородный запас. Проще говоря, за которое он сгорит.
На данной стадии эволюции характеристики светил очень разнообразны. Однако все параметры звёздных тел тесно связаны между собой. Правда, они зависят от массы, то есть она напрямую влияет на них.
К тому же масса во многом определяет конечный этап эволюции. Проще говоря, чем они в будущем станут в космосе.