.
Меню сайта
|
Гиганты и карлики в мире звездГиганты и карлики в мире звездКоличество 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, а 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 11/2 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. 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.
|
ПОИСК
Block title
|