Stelele, ca și Soarele, sunt bile uriașe de gaz fierbinți. Multe dintre ele sunt de zeci de ori mai mari decât Soarele. O stea este o minge de gaz. Vedem stelele ca puncte minuscule luminoase, pentru că sunt la o distanță mare de Pământ.

Stelele, ca și Soarele, sunt bile uriașe de gaz fierbinți. Multe dintre ele sunt de zeci de ori mai mari decât Soarele. O stea este o minge de gaz. Vedem stelele ca puncte minuscule luminoase, pentru că sunt la o distanță mare de Pământ.

05.12.2021

Într-o noapte întunecată, fără nori, puteți vedea mii de stele sclipitoare pe cer. Stelele sunt bile de gaz uriașe, fierbinți, la fel ca Soarele nostru, dar strălucesc mult mai slab decât Soarele pentru că sunt situate mult mai departe de noi. Chiar și din stelele cele mai apropiate de noi, lumina călătorește ani de zile. Privim stelele printr-un strat de aer care este constant în mișcare, așa că lumina stelelor nu este constantă - ni se pare că pâlpâie. Cu ochiul liber, fără telescop, pot fi văzute aproximativ 5.780 de stele. Într-o noapte întunecată și fără nori, aproximativ 2.500 de stele pot fi văzute simultan din orice loc de pe Pământ. Astronomii folosesc cuvântul „nebuloasă” pentru a descrie pete cețoase de pe cer care nu sunt stele. Acești nori strălucitori de gaz și praf fie emit propria lor lumină, fie reflectă lumina stelelor din apropiere. Pleiadele, sau șapte surori, sunt unul dintre cele mai ușor de observat grupuri de stele pe cerul nopții. Conține șase strălucitoare stele, și multe altele pot fi văzute printr-un telescop. În 1987, o supernova a explodat într-o galaxie numită Marele Nor Magellanic. Această galaxie este situată foarte aproape de a noastră și este vizibilă din țările din emisfera sudică. În 1997, oamenii de știință au descoperit o nouă stea în galaxia noastră, care este mai mare decât toate stelele cunoscute până acum. Este de peste 100 de mii de ori mai mare decât Soarele nostru. Dacă aceasta stea era în centrul sistemului nostru solar, ar fi înghițit toate planetele până la Marte. Această stea nu poate fi văzută de pe Pământ: este ascunsă de gaz și praf.

Soarele nostru este cel mai obișnuit stea printre milioane de alte stele. În centrul tuturor stelelor, particulele de hidrogen gazos se ciocnesc unele cu altele și eliberează cantități enorme de energie nucleară. Acest proces se numește fuziune nucleară. Datorită lui, stelele strălucesc atât de puternic. Stelele se repezi prin spațiul cosmic cu viteze colosale, dar ni se par nemișcate - aceasta este și o consecință a distanței lor incredibile față de noi. Grupurile pe care le formează stelele pe cer rămân neschimbate. Aceste grupuri, care formează modele clare în orice parte a cerului, sunt numite constelații. Unele stele strălucitoare par aproape roșii, în timp ce altele par alb ca diamant sau albăstrui. Soarele nostru este o stea galbenă. Stelele emit culori diferite de lumină, deoarece unele sunt mult mai fierbinți decât altele. Temperatura de suprafață a Soarelui este de aproximativ 6000C. Stelele roșii sunt mai reci, în timp ce stelele alb-albastre sunt mai fierbinți: temperaturile lor ajung la 10.000C sau mai mult.

O stea se naște:

Stele apar în mod constant. La început sunt doar nori de gaz și praf în spațiul cosmic. De îndată ce astfel de aglomerări de materie încep să se adune, forța de atracție rezultată îmbunătățește acest proces. În centrul unei astfel de formări, gazul devine mai fierbinte și mai dens, iar în cele din urmă temperatura și presiunea acestuia cresc atât de mult încât începe procesul de fuziune nucleară (de la cuvântul grecesc sinteza, care înseamnă „compus”, „combinație”, „compoziție”). . Începutul său marchează nașterea unei noi stele. Adesea, multe stele apar aproape una de alta, într-un nor gigant. Apoi formează o familie de stele, care se numește cluster.

Uriași și pitici:

Astronomii au calculat asta stele variază foarte mult ca mărime. Cele mai mari stele sunt numite giganți, iar cele mai mici sunt numite pitici. Soarele este o stea mică, dar există stele și mai mici. Diametrul așa-numitelor pitice albe este de peste o sută de ori mai mic decât diametrul Soarelui nostru. Spre deosebire de pitici, există stele de dimensiuni cu adevărat colosale, așa-numitele giganți roșii. Sunt de sute de ori mai mari decât Soarele nostru. Steaua roșie strălucitoare Betelgeuse din constelația Orion este de 500 de ori mai mare decât Soarele.

Stele duble:

Soare - singur stea, dar majoritatea vedetelor sunt duble. Forța gravitației le ține împreună și se învârt una după alta, la fel cum planetele se învârt în jurul Soarelui. Uneori, una dintr-o pereche de stele trece direct în fața celeilalte (așa cum este văzută de pe Pământ), blocând astfel o parte din lumina emisă de ambele stele, făcând ca steaua binară să pară mai puțin strălucitoare. Cea mai strălucitoare stea de pe cer - Sirius - este dublă.

Moartea unei stele:

Stele nu trăi veșnic. În cele din urmă, combustibilul cu hidrogen din nucleele lor se epuizează. Când se întâmplă acest lucru, steaua se schimbă și moare treptat. Stelele vechi se umflă, transformându-se în giganți roșii. Ei își pot dispersa o parte din gazul lor în spațiu sub forma unui inel mare de ceață. Astronomii observă astfel de stele în centrul carcasei de gaz fierbinte. Vârsta Soarelui este deja de aproximativ 5 miliarde de ani. Se estimează că acesta este aproximativ mijlocul călătoriei vieții sale. În viitorul îndepărtat, Soarele se va transforma într-o gigantă roșie și va absorbi planetele cele mai apropiate de el. După aceasta, va începe să se micșoreze și se va micșora și deveni mai dens până când toată materia sa este comprimată într-o minge de dimensiunea Pământului. Apoi Soarele va deveni o pitică albă și va dispărea în liniște.

Stele semnificativ mai masiv decât Soarele, își încheie existența într-o mare explozie, care se numește supernovă sau pur și simplu supernovă. Când apare o supernova, aceasta emite de un milion de ori mai multă lumină decât Soarele în câteva zile. În ultimii 1000 de ani, doar trei supernove au fost înregistrate în mod fiabil în galaxia noastră.

Pulsari:

Când apare o supernova, partea interioară a materiei stelare rămase după explozie se transformă într-o stea care emite unde radio, așa-numitul pulsar. Pulsarii emit semnale radio într-o serie de impulsuri radio rapide și scurte. Au fost descoperite pentru prima dată în 1967 de radioastronomii de la Universitatea din Cambridge (Anglia). Cel mai faimos pulsar este situat în partea centrală a Nebuloasei Crabului din constelația Taur. Pulsarul Nebuloasei Crabului emite 30 de impulsuri radio în fiecare secundă.

Stele: nașterea, viața și moartea lor [Ediția a treia, revizuită] Shklovsky Joseph Samuilovich

Capitolul 6 O stea este o bilă de gaz în stare de echilibru

Capitolul 6 O stea este o bilă de gaz în stare de echilibru

Pare aproape evident că marea majoritate a stelelor nu își schimbă proprietățile pe perioade mari de timp. Această afirmație este destul de evidentă pe o perioadă de timp de cel puțin 60 de ani, timp în care astronomii din diferite țări au făcut o mare muncă de măsurare a luminozității, culorii și spectrului multor stele. Rețineți că, deși unele stele își schimbă caracteristicile (astfel de stele sunt numite variabile; vezi § 1), modificările sunt fie strict periodice, fie mai mult sau mai puțin periodice. Sistematic Modificări ale luminozității, spectrului sau culorii stelelor sunt observate în cazuri foarte rare. De exemplu, schimbările în perioadele stelelor cefeide pulsante, deși detectate, sunt atât de mici încât este nevoie de cel puțin câteva milioane de ani pentru ca schimbările din perioada de pulsație să devină semnificative. Pe de altă parte, știm (vezi § 1) că luminozitatea Cefeidelor se modifică odată cu schimbarea perioadei. Prin urmare, putem concluziona că timp de cel puțin câteva milioane de ani, pentru astfel de stele, cea mai importantă caracteristică a lor - puterea energiei emise - se schimbă puțin. Folosind acest exemplu, vedem că, deși durata observațiilor este de doar câteva zeci de ani (o perioadă absolut nesemnificativă la scară cosmică!), putem concluziona că proprietățile Cefeidelor sunt constante pe intervale de timp nemăsurat de mari.

Dar avem o altă oportunitate de a estima timpul în care puterea de radiație a stelelor rămâne aproape neschimbată. Din datele geologice rezultă că în ultimele două până la trei miliarde de ani, temperatura Pământului s-a schimbat, dacă nu s-a schimbat deloc, cu nu mai mult de câteva zeci de grade. Aceasta rezultă din continuitatea evoluției vieții pe Pământ. Și dacă da, atunci în această perioadă uriașă de timp Soarele nu a radiat niciodată nici de trei ori mai puternic, nici de trei ori mai slab decât acum. Se pare că într-o istorie atât de lungă a stelei noastre au existat perioade în care radiația sa a diferit semnificativ (dar nu foarte mult) de nivelul actual, dar astfel de ere au fost relativ de scurtă durată. Avem în vedere erele glaciare, despre care se va discuta în § 9. Dar în in medie puterea radiației solare în ultimii ani câteva miliarde de-a lungul anilor s-a remarcat printr-o constanță uimitoare.

În același timp, Soarele este o stea destul de tipică. După cum știm (vezi § 1), este o pitică galbenă din clasa spectrală G2. Există cel puțin câteva miliarde de astfel de stele în Galaxia noastră. De asemenea, este destul de logic să concluzionăm că majoritatea celorlalte stele din secvența principală, ale căror tipuri spectrale sunt diferite de cea solară, ar trebui să fie, de asemenea, obiecte foarte „cu viață lungă”.

Deci, marea majoritate a stelelor se schimbă foarte puțin în timp. Acest lucru, desigur, nu înseamnă că ele pot exista într-o „formă neschimbată” pentru o perioadă de timp. Dimpotrivă, vom arăta mai jos că vârsta stelelor, deși foarte mare, este finită. În plus, această vârstă este foarte diferită pentru diferite stele și este determinată în primul rând de masa lor. Dar chiar și cele mai „de scurtă durată” stele încă își schimbă cu greu caracteristicile pe parcursul unui milion de ani. Ce concluzii rezultă din asta?

Chiar și din cea mai simplă analiză a spectrelor stelelor rezultă că straturile lor exterioare ar trebui să fie în interior gazos condiție. Altfel, evident, liniile de absorbție ascuțite caracteristice unei substanțe în stare gazoasă nu ar fi observate niciodată în aceste spectre. Analiza ulterioară a spectrelor stelare face posibilă clarificarea semnificativă a proprietăților substanței straturilor exterioare ale stelelor (adică „atmosfere stelare”), de unde ne vine radiația.

Studierea spectrelor stelelor ne permite să concluzionam cu deplină certitudine că atmosferele stelare sunt gaz ionizat încălzit la temperaturi de mii și zeci de mii de grade, adică plasmă. Analiza spectrală ne permite să determinăm compoziția chimică a atmosferelor stelare, care în cele mai multe cazuri este aproximativ aceeași cu cea a Soarelui. În cele din urmă, studiind spectrele stelare, se poate determina densitate atmosfere stelare, care pentru diferite stele variază în limite foarte largi. Deci, straturile exterioare ale stelelor sunt gaze.

Dar aceste straturi conțin o fracțiune neglijabilă din masa întregii stele. Cu toate că direct Interioarele stelelor nu pot fi observate prin metode optice din cauza opacității lor enorme, putem afirma acum cu deplină certitudine că intern straturile de stele sunt, de asemenea, în stare gazoasă. Această afirmație nu este deloc evidentă. De exemplu, împărțind masa Soarelui egal cu 2

10 33 g, pentru volumul său egal

10 33 cm 3, ușor de găsit densitate medie(sau greutatea specifică) materiei solare, care va fi de aproximativ 1 , 4 g/cm3, adică mai mare decât densitatea apei. Este clar că în regiunile centrale ale Soarelui densitatea ar trebui să fie semnificativ mai mare decât media. Majoritatea stelelor pitice au o densitate medie mai mare decât cea a Soarelui. Întrebarea apare în mod natural: cum să reconciliem afirmația noastră că interiorul Soarelui și stelele sunt într-o stare gazoasă cu densități atât de mari de materie? Răspunsul la această întrebare este că temperatura interiorului stelar, așa cum vom vedea în curând, este foarte ridicată (semnificativ mai mare decât în ​​straturile de suprafață), ceea ce exclude posibilitatea existenței unei faze solide sau lichide a materiei acolo.

Deci, stelele sunt bile uriașe de gaz. Este foarte semnificativ faptul că o astfel de minge de gaz este „cimentată” de forța gravitației universale, adică. gravitatie. Fiecare element al volumului stelei este supus forței de atracție gravitațională a tuturor celorlalte elemente ale stelei. Această forță împiedică diferitele părți ale gazului care formează steaua să se împrăștie în spațiul înconjurător. Dacă nu ar fi această forță, gazul care formează steaua s-ar răspândi mai întâi, formând ceva ca o nebuloasă densă, iar apoi s-ar disipa în sfârșit în vastul spațiu interstelar care înconjoară steaua. Să facem o estimare foarte aproximativă a cât timp ar dura ca o astfel de „răspândire” să mărească dimensiunea stelei, să zicem, de 10 ori. Să presupunem că „răspândirea” are loc la viteza termică a atomilor de hidrogen (din care steaua este compusă în principal) la temperatura straturilor exterioare ale stelei, adică aproximativ 10 000 K. Această viteză este aproape de 10 km/s, adică 10 6 cm/s. Deoarece raza stelei poate fi considerată ca fiind aproape de un milion de kilometri (adică 10 11 cm), atunci pentru „răspândirea” care ne interesează cu o creștere de zece ori a dimensiunii stelei, va fi un timp neglijabil de scurt. necesar t = 10

10 11 / 10 6 = 10 6 secunde

10 zile!

Aceasta înseamnă că, dacă nu ar fi forța de atracție gravitațională, stelele s-ar împrăștia în spațiul înconjurător într-un timp neglijabil (conform standardelor astronomice), calculat în zile pentru stelele pitice sau ani pentru giganți. Aceasta înseamnă că fără forța gravitației universale nu ar exista stele. Acționând continuu, această forță se străduiește se apropie diferite elemente ale stelei între ele. Este foarte important de subliniat că forța gravitației, prin însăși natura sa, tinde nelimitat aduce toate particulele stelei mai aproape una de cealaltă, adică, la limită, parcă, „adună întreaga stea într-un punct”. Dar dacă s-ar acționa asupra particulelor care formează steaua numai forța gravitației universale, atunci steaua ar începe să se prăbușească catastrofal de repede. Să estimăm acum timpul în care această compresie va deveni semnificativă. Dacă nicio forță nu s-ar opune gravitației, materia stelei ar cădea spre centrul său conform legilor căderii libere a corpurilor. Luați în considerare un element de materie din interiorul unei stele undeva între suprafața ei și centrul la distanță R din ultimul. Acest element este afectat de accelerația gravitației g =

Unde G- constantă gravitațională (vezi pagina 15), M- masa situată în interiorul sferei de rază R. Pe măsură ce cazi spre centru ca M, asa de R se va schimba, prin urmare, se va schimba şi g. Cu toate acestea, nu vom face o mare greșeală în evaluarea noastră dacă presupunem asta MȘi R ramane constant. Aplicând la rezolvarea problemei noastre o formulă elementară de mecanică care raportează traseul parcurs în timpul căderii libere R cu valoarea acceleraţiei g, obținem formula (3.6) derivată deja în § 3 al primei părți

Unde t- timpul de cădere, și punem R

R

A M M

Astfel, dacă nicio forță nu s-ar opune gravitației, straturile exterioare ale stelei s-ar face literalmente prăbușit dacă steaua s-ar prăbuși catastrofal în doar o fracțiune de oră!

Ce forță, care acționează continuu pe întregul volum al stelei, contracarează forța gravitației? Rețineți că în fiecare volum elementar stele, direcția acestei forțe ar trebui să fie opusă, iar magnitudinea ar trebui să fie egală cu forța de atracție. În caz contrar, s-ar produce dezechilibre locale, locale, conducând în timpul foarte scurt pe care tocmai l-am estimat la schimbări mari în structura stelei.

Forța opusă gravitației este presiune gaz[16]. Acesta din urmă se străduiește continuu extinde stea, „împrăștiați-o” pe un volum cât mai mare posibil. Mai sus, am estimat deja cât de repede s-ar „risipi” steaua dacă părțile sale individuale nu ar fi reținute de forța gravitației. Deci, din simplul fapt că stelele - bile de gaz într-o formă aproape neschimbată (adică fără a se contracta sau a se extinde) există de cel puțin milioane de ani, rezultă că fiecare element Substanța stelei este în echilibru sub influența forțelor gravitaționale direcționate opus și a presiunii gazului. Acest echilibru se numește „hidrostatic”. Este larg răspândit în natură. În special, atmosfera pământului se află în echilibru hidrostatic sub influența atracției gravitaționale a Pământului și a presiunii gazelor din acesta. Dacă nu ar exista presiune, atmosfera pământului ar „cădea” foarte repede la suprafața planetei noastre. Trebuie subliniat faptul că echilibrul hidrostatic în atmosferele stelare se realizează cu mare precizie. Cea mai mică încălcare a acesteia duce imediat la apariția unor forțe care modifică distribuția materiei în stea, după care redistribuirea acesteia are loc în așa fel încât echilibrul să fie restabilit. Aici vorbim întotdeauna despre stele „normale” obișnuite. În cazuri excepționale, care vor fi discutate în această carte, un dezechilibru între forța gravitației și presiunea gazului va duce la consecințe foarte grave, chiar catastrofale în viața unei stele. Și acum nu putem decât să spunem că istoria existenței oricărei stele este cu adevărat o luptă titanică între forța gravitației, care încearcă să o comprime la infinit, și forța presiunii gazului, care caută să o „pulverizeze”, să o împrăștie. în spațiul interstelar înconjurător. Această „luptă” a durat multe milioane și miliarde de ani. În aceste perioade de timp monstruos de lungi, forțele sunt egale. Dar până la urmă, după cum vom vedea mai târziu, gravitația va învinge. Așa este drama evoluției oricărei stele. Mai jos ne vom opri în detaliu asupra etapelor individuale ale acestei drame asociate cu etapele finale ale evoluției stelelor.

În partea centrală a unei stele „normale”, greutatea substanței închise într-o coloană, a cărei aria de bază este egală cu un centimetru pătrat, iar înălțimea este egală cu raza stelei, va fi egală. la presiunea gazului de la baza coloanei. Pe de altă parte, masa stâlpului este egală cu forța cu care este atras de centrul stelei.

Vom efectua acum un calcul foarte simplificat, care, totuși, reflectă pe deplin esența problemei. Și anume, să punem masa stâlpului nostru M 1 =

R, Unde

(6.1)

Să estimăm acum valoarea presiunii gazului Pîn partea centrală a unei stele precum Soarele nostru. Înlocuind valoarea numerică a mărimilor din partea dreaptă a acestei ecuații, aflăm că P= 10 16 dine/cm2, sau 10 miliarde de atmosfere! Aceasta este o valoare mare nemaiauzită. Cea mai mare presiune „staționară” realizată în laboratoarele terestre este de ordinul a câteva milioane de atmosfere [17].

Dintr-un curs elementar de fizică se știe că presiunea unui gaz depinde de densitatea acestuia

si temperatura T. Formula care leagă toate aceste cantități se numește „formula Clapeyron”: P = T. Pe de altă parte, densitatea din regiunile centrale ale stelelor „normale” este, desigur, mai mare decât densitatea medie, dar nu semnificativ mai mare. În acest caz, rezultă direct din formula lui Clapeyron că densitatea mare a interioarelor stelare singură nu este capabilă să asigure o presiune a gazului suficient de mare pentru a satisface condiția de echilibru hidrostatic. În primul rând, temperatura gazului trebuie să fie suficient de ridicată.

Formula Clapeyron include și greutatea moleculară medie

Principalul element chimic din atmosferele stelelor este hidrogenul și nu există niciun motiv să credem că în interioarele cel puțin majorității stelelor compoziția chimică ar trebui să difere semnificativ de cea observată în straturile exterioare. În același timp, deoarece temperatura așteptată în regiunile centrale ale stelelor ar trebui să fie destul de ridicată, hidrogenul ar trebui să fie aproape complet ionizat, adică „divizat” în protoni și electroni. Deoarece masa acestuia din urmă este neglijabilă în comparație cu protonii, iar numărul de protoni este egal cu numărul de electroni, greutatea moleculară medie a acestui amestec ar trebui să fie aproape de 1. / 2. Apoi din ecuațiile (6.1) și formula lui Clapeyron rezultă că temperatura în regiunile centrale ale stelelor este de ordinul mărimii egală cu

(6.2)

Magnitudinea

/ c poate cam 1 / 10. Depinde de structura interiorului stelar (vezi § 12). Din formula (6.2) rezultă că temperatura în regiunile centrale ale Soarelui ar trebui să fie de ordinul a zece milioane de kelvin. Calcule mai precise diferă de estimarea pe care am primit-o acum doar cu 20-30%. Deci, temperatura din regiunile centrale ale stelelor este extrem de ridicată - de aproximativ o mie de ori mai mare decât pe suprafața lor. Acum să discutăm care ar trebui să fie proprietățile unei substanțe încălzite la o temperatură atât de ridicată. În primul rând, o astfel de substanță, în ciuda densității sale mari, trebuie să fie în stare gazoasă. Acest lucru a fost deja discutat mai sus. Dar acum putem clarifica această afirmație. La o temperatură atât de ridicată, proprietățile gazului din interiorul stelelor, în ciuda densității sale mari, vor fi aproape imposibil de distins de proprietăți. gaz ideal, adică un gaz în care interacțiunile dintre particulele sale constitutive (atomi, electroni, ioni) sunt reduse la ciocniri. Pentru un gaz ideal este valabilă legea lui Clapeyron, pe care am folosit-o pentru a estima temperatura în regiunile centrale ale stelelor.

La temperaturi de ordinul a zece milioane Kelvin și la densitățile care există acolo, toți atomii ar trebui să fie ionizați. De fapt, energia cinetică medie a fiecărei particule de gaz

= kT va fi de aproximativ 10 -9 erg sau

Aceasta înseamnă că fiecare ciocnire a unui electron cu un atom poate duce la ionizarea acestuia din urmă, deoarece energia de legare a electronilor dintr-un atom (așa-numitul „potențial de ionizare”) este de obicei Mai puțin mii de electroni volți. Doar cele mai „profunde” învelișuri de electroni ale atomilor grei vor rămâne „intact”, adică vor fi reținute de atomii lor. Starea de ionizare a materiei intrastelare determină masa moleculară medie, a cărei valoare, după cum am avut deja ocazia să vedem, joacă un rol important în interiorul stelelor. Dacă materia vedetei a constat numai din hidrogen complet ionizat (după cum am menționat mai sus), apoi greutatea moleculară medie

Ar fi egal cu 1 / 2. Dacă ar exista doar heliu complet ionizat, atunci

4/ 3 (deoarece ionizarea unui atom de heliu cu masa atomică 4 produce Trei particule - un nucleu de heliu plus doi electroni). În cele din urmă, dacă substanța din interiorul stelei a constat numai de elemente grele (oxigen, carbon, fier etc.), atunci greutatea sa moleculară medie cu ionizarea completă a tuturor atomilor ar fi aproape de 2, deoarece pentru astfel de elemente masa atomică este aproximativ de două ori mai mare decât numărul de electroni dintr-un atom.

În realitate, substanța interioarelor stelare este un amestec de hidrogen, heliu și elemente grele. Abundența relativă a acestor componente principale ale materiei stelare (nu prin numărul de atomi, ci prin masă) este de obicei indicată prin litere X, YȘi Z, care caracterizează compoziție chimică stele. În stelele tipice, mai mult sau mai puțin asemănătoare cu Soarele, X = 0, 73, Y = 0, 25, Z = 0, 02. Atitudine Y/X

0, 3 înseamnă că pentru fiecare 10 atomi de hidrogen există aproximativ un atom de heliu. Cantitatea relativă de elemente grele este foarte mică. De exemplu, există de aproximativ o mie de ori mai puțini atomi de oxigen decât atomi de hidrogen. Cu toate acestea, rolul elementelor grele în structura regiunilor interioare ale stelelor este destul de semnificativ, deoarece acestea influențează puternic opacitate materie stelară. Acum putem determina masa moleculară medie a unei stele folosind o formulă simplă:

(6.3)

Rol Zîn evaluare

nesemnificativ. Factorul decisiv pentru greutatea moleculară medie este XȘi Y. Pentru stelele din partea centrală a secvenței principale (în special, pentru Soare)

0, 6. Din moment ce valoarea

deoarece majoritatea stelelor variază în limite foarte mici, putem scrie o formulă simplă pentru temperaturile centrale ale diferitelor stele, exprimând masele și razele lor în fracțiuni din masa solară. M

Și raza solară R:

(6.4)

Unde T

Temperatura regiunilor centrale ale Soarelui. Mai sus, am estimat aproximativ T

La 10 milioane de kelvin. Calculele precise dau sens T

14 milioane de kelvin. Din formula (6.4) rezultă, de exemplu, că temperatura interioarelor masive fierbinți (la suprafață!) stele din clasa spectrală este de 2-3 ori mai mare decât temperatura interiorului solar, în timp ce piticele roșii au centrală. temperaturi de 2-3 ori mai mici decât cele solare.

Este important ca temperatura

10 7 K este tipic nu numai pentru regiunile foarte centrale ale stelelor, ci și pentru volumul mare din jurul centrului stelei. Având în vedere că densitatea materiei stelare crește spre centru, putem concluziona că cea mai mare parte a masei stelei are o temperatură, în orice caz, care depășește

5 milioane de kelvin. Dacă ne amintim și că cea mai mare parte a masei Universului este conținută în stele, atunci se ajunge la concluzia că materia Universului este, de regulă, fierbinte și densă. Trebuie adăugat, însă, că vorbim despre modern Univers: în trecutul și viitorul îndepărtat, starea materiei din Univers a fost și va fi complet diferită. Acest lucru a fost discutat în introducerea acestei cărți.

Din cartea Physical Chemistry: Lecture Notes autorul Berezovchuk A V

1. Conceptul de echilibru chimic. Legea acțiunii masei Când are loc o reacție chimică, după un timp se stabilește un echilibru chimic. Există două semne de echilibru chimic: cinetic și termodinamic. În cinetică – ?pr = ?arr, în

Din cartea Interesant despre cosmogonie autor Tomilin Anatoly Nikolaevici

5. Calculul compoziției de echilibru a unui echilibru chimic Compoziția de echilibru poate fi calculată doar pentru un sistem de gaze, concentrația de echilibru.Concentrația inițială a tuturor componentelor Modificarea fiecărei componente cu numărul de moli (sau stoichiometrice).

Din cartea Prințul din Țara norilor autor Galfar Christophe

O stea obișnuită - Soarele „...Soarele este singura stea în care toate fenomenele pot fi studiate în detaliu”, a scris astronomul american George Ellery Hale, care a primit medalia de aur a Societății Regale de Astronomie pentru metoda sa de fotografie.

Din cartea NIKOLA TESLA. PRELEGII. ARTICOLE. de Tesla Nikola

Capitolul 6 Închisoarea, cu pereți orbi fără o singură fereastră, era situată adânc în adâncul norului pe care era construită Capitala Albă. Odată ajunsi în celulă, Tristam și Tom, înspăimântați, au stat în tăcere o vreme pe patul alocat lor - de fapt, era

Din cartea Cum să înțelegeți legile complexe ale fizicii. 100 de experimente simple și distractive pentru copii și părinții lor autor Dmitriev Alexandru Stanislavovici

Capitolul 7 Au trecut câteva ore. Tristam și Tom stăteau întinși pe paturi tari într-o celulă întunecată, fără ferestre, zvârcolindu-se și întorcându-se constant dintr-o parte în alta. De îndată ce melodia flautului încetă, bătrânul ațipit imediat, mormăind ceva inaudibil în somn.Tom începu să tremure din nou; L-am înțeles pe Tristam

Din cartea Mecanica din Antichitate până în zilele noastre autor Grigorian Ashot Tigranovich

Capitolul 8 Fum dens care ieşea din coşuri amestecat cu aerul rece şi umed din zori. Oameni de zăpadă au fost staționați la toate intersecțiile din centrul Capitalei Albe. Semănau mai puțin cu ofițerii de drept și mai mult cu trupe de ocupație.Tristam și Tom în

Din cartea Interstellar: știința din culise autor Thorne Kip Stephen

Capitolul 9 S-a lăsat noaptea, a fost liniște adâncă în afara ferestrelor. Tristam a adormit. Lângă el, cu o carte deschisă pe burtă, Tom dormea, cufundat în vise de viitor.În fundul camerei, întins pe o saltea, sforăia unul dintre polițiști. Al doilea stătea pe scară, care acum stătea aproape

Din cartea autorului

Capitolul 10 Tristam privi umbra cu atenție. Ea se îndrepta direct către patrula militară: „Nu va trece pe acolo!” - Tristam era îngrijorat.Dar omul cu rucsac probabil că știa chiar el: s-a cățărat pe perete și, ca o pisică neagră, a sărit de pe acoperiș în acoperiș într-o chestiune de

Din cartea autorului

Capitolul 11 ​​A doua zi dimineață, de îndată ce băieții s-au trezit, poliția i-a coborât în ​​pasajul subteran. Din fericire, tunelul îngust, prin care trebuia să ne deplasăm într-o singură filă, era curat și uscat. „Cât mai mult?” - a întrebat Tristam când au mers vreo zece metri. - Shh! - șoptit

Din cartea autorului

Capitolul 12 Tristam împinse ușa și se opri în prag. Chiar în fața lui era o scară care ducea la etajul doi; Câteva trepte duceau la o ușă de pivniță cu șuruburi. În stânga era bucătăria, în dreapta era un living mare, inundat de lumina strălucitoare a dimineții.- Intră, Tristam

Din cartea autorului

Capitolul 13 Când Tom a intrat în sufragerie, Tristam stătea pe canapea. Își atârnă pandantivul mamei sale la gât, vârându-și cristalul sub pulover și se uită la portretul lui Myrtille, care stătea în fața lui pe masa joasă. Ochii lui Tristam scânteiau, de parcă tocmai ar fi plâns: „Ce tip!” -

Din cartea autorului

Capitolul 14 O ceață deasă, care părea să îmbine toate nuanțele de gri, îi cuprinse pe Tristam, Tom, locotenentul și luptătorii săi. Au alergat într-o singură filă de-a lungul unui drum care șerpuia într-o vale îngustă între doi nori colosali, rafale de vânt i-au plouat cu o multitudine de stropi mici.

Din cartea autorului

ÎNCERCĂRI DE A OBȚINE MAI MULTĂ ENERGIE DIN CĂRBUNE - ACTIONARE ELECTRICĂ - MOTOR PE GAZ - BATERIE CU CĂRBUNE RECE Îmi amintesc că la un moment dat am considerat producția de energie electrică prin arderea cărbunelui într-o baterie drept cea mai mare realizare în beneficiul civilizației și am fost

Din cartea autorului

84 Cum să distingem un fals, sau Despre starea unei substanțe Pentru experiment vom avea nevoie de: o bucată de chihlimbar sau colofoniu, o bucată de plastic, un ac. Există modalități complexe de a distinge compoziția unei substanțe, de obicei aceasta nu este nici măcar fizică, ci chimie. A determina din ce constă o substanță este adesea

Din cartea autorului

FIGURELE DE ECHILIBRI ALE UNUI FLUID ÎN ROTARE Să ne oprim pe scurt asupra problemei figurilor de echilibru ale unui fluid rotativ, la dezvoltarea căruia principala contribuție a avut-o A.M. Lyapunov.Newton a arătat că, sub influența forțelor centrifuge și a atracției reciproce a particulelor sale, o omogenă

Din cartea autorului

Steaua de neutroni pe orbită în jurul unei găuri negre Undele au venit de la o stea de neutroni care orbitează în jurul unei găuri negre. Steaua cântărea de 1,5 ori Soarele, iar gaura neagră cântărea de 4,5 ori Soarele, în timp ce gaura se învârtea rapid. Formată prin această rotație

corp ceresc (minge fierbinte de gaz)

Descrieri alternative

Obiect de bază al universului

Celebritate

Corp ceresc

Figura geometrică

Însemnele ofițerului

Cifra orașului

. „Arde, arde, al meu...” (romantică)

. Numele „cosmic” al insigna șerifului

. „A căzut” din cer în mare

. "Arde, arde, al meu..."

Betleem...

Dramă a dramaturgului spaniol Lope de Vega „... din Sevilla”

G. unul dintre corpurile cerești luminoase (autoluminoase) vizibile într-o noapte fără nori. Așa că a început să stea și au apărut stelele. Asemănarea unei stele cerești, o imagine radiantă, scrisă sau făcută din ceva. Steaua de cinci, șase, arcuită sau de cărbune. Aceeași decorație favorizată de ordinele de cele mai înalte grade. O pată albă pe fruntea unui cal sau a unei vaci. Dafin, stea pe frunte. urechea dreaptă este poroto. *Fericire sau noroc, ta lan. Steaua mea a apus, fericirea mea a murit. O stea fixă ​​care nu își schimbă poziția sau locul pe cer și este confundată de noi cu soarele altor lumi; aceste stele formează constelații permanente pentru noi. O stea albastră (rătăcitoare), care, fără să clipească, se învârte, ca pământul nostru, în jurul soarelui; planetă. O stea cu o coadă sau o coadă, cu un evantai, o cometă. Dimineața, steaua serii, zornitsa, una și aceeași planetă Venus. Polaris, cea mai apropiată stea majoră de polul nord. Steaua de mare sau naiul, unul dintre diversele animale marine care seamănă cu o stea, conform schiței. Fata vedetă, plină de viață. Steaua cavaler, plantă. Pasiflora. Nu număra stelele, ci uită-te la picioarele tale: dacă nu găsești nimic, măcar nu vei cădea. Îmi pare rău (ascuns), steaua mea, soarele meu roșu! Navele navighează pe stele. El prinde stele în apă cu o sită. Noapte înstelată de Bobotează, recolta de mazăre și fructe de pădure. Stele frecvente, stele mici, sfărâmicioase. Născut sub o stea (sau planetă, planid) norocoasă (sau ghinionică). O stea cade în vânt. de ce parte va cădea steaua de Crăciun, mirele va fi de acea parte. Stele strălucitoare de Bobotează vor da naștere stelelor albe. Nu te uita la stelele căzătoare la Lev Katansky, feb. Cine se îmbolnăvește în această zi va muri. Pe Tryphon februarie) înstelat primăvara târzie. Seară caldă în aprilie a lui Iacov) și noapte înstelată, pentru seceriș. Pe Andronik octombrie) ei spun averi de stele despre vreme și recoltă. S-a împrăștiat mazărea în toată Moscova, în toată Vologda? stele. Întreaga cale este acoperită de mazăre? stele pe cer. O stea cu coadă, pentru război. Steaua, stea, stea, stea, -noapte, zap. stea, slăbit. Înstelat, înrudit cu stelele cerești. Cer înstelat. Strălucire de stele. Zvezdovaya, la stea, în sensul. comenzi sau imagini legate. Star Master. Roată stea, la mașini, o roată înfășurată, în care pumnii sau dinții sunt montați de-a lungul marginii, vizavi de podea. pieptene. Asterisc, asterisc, la asteriscuri, în diferite. sens relaționând. Muşchi stea, plantă cu muşchi Mnium. Iarba de stele, Alchemilla, vezi vraja de dragoste. În formă de stea, cu o stea sau în formă de stea, în formă de stea, în formă de stea. Cortina de stele. Decor stea. Cal de stea. Înstelat sau stelar, cu mai multe stele, presărat cu stele. Stardom w. stare, calitate conform carcasei. Steaua de mare m. animal steaua de mare, pui. Starweed sau asterisc m. aster, plantă și floare de Aster. O piatră valoroasă, cu un luciu metalic, în formă de cruce sau stea. Starweed este numele cochiliei fosilizate a lui Siderotes. Astronom m. astrolog, astrolog sau astrolog m. astronom. Zvezdovshchina astronomie. Zvezdnik m. pictură care conține calculul sau numit și descrierea stelelor și constelațiilor. Zvezdach M. comic. purtător de stele, căruia i se acordă steaua. Cine poartă o stea în ziua Nașterii Domnului Hristos, după obiceiul popular, atunci când felicită. O stea, o stea, un cal sau o vacă cu o stea pe frunte. Zvezdysh m. steaua bipului, chekush-unghia. Zvezdovka Planta Astrantia. Zvezdochnitsa Planta Stellaria. Chickweed, plantă chickweed. Specii de polipi, Astrea; Stea de mare. Zvezdyanka, o altă specie a aceluiași animal. Zvezdina sclipire, sclipire, model de stea; stea pe fruntea calului. Steaua impersonală. fii stelele de pe cer, într-o noapte senină. Afară este atât de înstelat. cui, să spună adevărul aspru, fără să bată în jurul tufișului. ii taie si ii da o stea! Cerul este înstelat; scânteia stele în întuneric. Cerul este înstelat sau sunt stele pe cer. A fost senin pana dimineata. S-a uitat la el, direct. Luminile amuzante au început să stea. Pe cer erau stele. Cu cuvintele face vedete, dar în realitate nu se mișcă. M-am rănit și am primit o altă stea. Norii se întindeau și erau stele. A început să arate ca niște stele, dar se întinerește din nou. Lumina a fulgerat și a dispărut. Creatorul a starnit cerul. Vedeta este un luptător care arată vedetele cu o lovitură din pumn. Direct la obiect, cineva care spune adevărul dur direct în față. primul sens și valoarea stelei. bate; a lovi pe cineva cu pumnul. Vinul de stea, care face să apară stelele în ochi, este puternic; stupefiat, lovitură. Stargazer, Stargazer, m. Stargazer, Stargazer, Stargazer, astronom. -ny, iubitor de stele, legat de această știință. Stardom Mier. observator. Observarea stelelor mier. astronomie nautică. Un ghid stelar, un marinar care navighează pe o navă după notații astronomice: un navigator. 3star magician, -magician, star magician vol. stargazer m. -nitsa f. care spune averi, face vrăji după stele. Stargazer m. comic. numele astronomului; un observator superficial, o persoană care ridică privirea, dar nu vede sub picioarele sale. Un pește Uranoscopus cu ochii în sus. Legea stelelor cf. starologie, celebritate, astronomie. Astronom, astronom, astronom. Cer înstelat, înstelat. 3 Brâu în stele, încins cu o dungă de stea: cine are o centură de stea. Răspândit de stele, împrăștiat cu stele, împrăștiat cu stele. Steaua de mare m. Rinostru, american. o aluniță cu o creștere în formă de stea pe bot. Stargazer este comic. astronom; astrolog. -danye, astrologie. împodobit cu stele, -împodobit, împodobit, împodobit cu stele. Stargrabber este o persoană arogantă, o minte arogantă, un știe-totul. Starflower m. plantă starflower, aster. -ny, cu flori în formă de stea. Astrolog m. astrolog; -ny, legat de astrologie. Privirea stelelor cf. astrologie, ghicirea stelelor

Simbol galben de la steagul brazilian

Celebritate

Și Soarele, și Sirius și Vega

Un echinoderm care arată ca un pentagon obișnuit

Ce semn au pictat timuriții pe porți?

Pictură a artistului francez E. Degas

Solitar de cărți

Cinema la Moscova, Zemlyanoy Val

Statutul cosmic al lui Sirius

„Premiul de luptă” naval

Animal marin cu cinci colțuri

cinematograful din Moscova

Pe pieptul eroului Uniunii Sovietice

Pe cer și pe scenă

Numele insigna șerifului american

Denumirea periodicului

Corp ceresc

Una dintre topologiile rețelei de calculatoare

Opera a compozitorului D. Meyerer „Northern...”

Semn distinctiv pe bretele de umăr

Pentagrama ca o figură

Când cade, trebuie să-ți pui o dorință

Când ceva cade, se obișnuiește să-ți pui o dorință

Porecla planetei Venus este „Seara...”

Lucrarea lui H. Wells

Lucrare de E. Kazakevici

Îndrumarea...

O poveste a scriitorului rus V. Veresaev

Regulus, Antares

Roman de H. Wells

Roman al scriitoarei americane Danielle Steele

Romanul scriitorului rus A. R. Belyaev „... KETS”

Romantism rusesc

Corp ceresc autoluminos

Cel mai mare diamant din lume se numește „Marele... al Africii”

Ușoară

Lumina fericirii captivante

Sirius, Vega

Soarele ca corp ceresc

Soarele ca obiect

Poezie de Lermontov

Poezie de poetul rus A. Koltsov

A treia figură în orașe

Club de fotbal ucrainean

Decor Kremlin și bretele de umăr

Figura în orașe

O figură cu proeminențe triunghiulare pe un cerc

O figură, precum și un obiect cu proeminențe triunghiulare în jurul circumferinței

Film de Alexander Ivanov

Film de Alexander Mitta „Arde, arde, al meu...”

Filmul lui Bob Fosse „... Playboy”

Film de Vladimir Grammatikov „... și moartea lui Joaquin Murieta”

Film de Nikolai Lebedev

Clubul de fotbal din Serpuhov

Ceea ce strălucea în fruntea logodnicului lui Pușkin, Guidon

Star pop

Oricare dintre miriadele de pe cerul nopții

. „căzut” din cer în mare

Porecla planetei Venus este „Seara...”

Filmul lui Bob Fosse „... Playboy”

Film de Vladimir Grammatikov „... și moartea lui Joaquin Murieta”

Film de Alexander Mitta „Arde, arde, al meu...”

Romanul scriitorului rus A. R. Belyaev „... KETS”

Opera de compozitorul D. Meyerer „Northern...”

Cel mai mare diamant din lume se numește „Marele... al Africii”

Ce semn au pictat timuriții pe poartă?

Când ceva cade, se obișnuiește să-ți pui o dorință?

Drama dramaturgului spaniol Lope de Vega „... din Sevilla”

. "Arde, arde, al meu..."

. nume „cosmic” pentru insigna șerifului

„Premiul de luptă” naval

. „Arde, arde, al meu...” (romantică)

Kirkorov - ... scena ruseasca

Stele

Stelele sunt sori îndepărtați. Stelele sunt sori uriași, fierbinți, dar atât de îndepărtați de noi în comparație cu planetele sistemului solar încât, deși strălucesc de milioane de ori mai puternic, lumina lor ni se pare relativ slabă.

Când te uiți la cerul senin al nopții, îmi vin în minte liniile lui M.V. Lomonosov:

S-a deschis un abis, plin de stele,

Stelele nu au număr, abisul nu are fund.

Aproximativ 6.000 de stele pot fi văzute pe cerul nopții cu gaz liber. Pe măsură ce luminozitatea stelelor scade, numărul lor crește și chiar și simpla numărare a lor devine dificilă. Toate stelele mai strălucitoare decât magnitudinea a 11-a au fost numărate „bucată cu bucată” și au fost introduse în cataloagele astronomice. Sunt aproximativ un milion. În total, aproximativ două miliarde de stele sunt accesibile observației noastre. Numărul total de stele din Univers este estimat la 1022.

Dimensiunile stelelor, structura lor, compoziția chimică, masa, temperatura, luminozitatea etc. variază. Cele mai mari stele (supergiganți) depășesc dimensiunea Soarelui de zeci și sute de ori. Stelele pitice au dimensiunea Pământului sau mai mici. Masa maximă a stelelor este de aproximativ 60 de mase solare.

Distanțele până la stele sunt, de asemenea, foarte diferite. Lumina de la stelele unor sisteme stelare îndepărtate călătorește până la noi sute de milioane de ani lumină. Cea mai apropiată stea de noi poate fi considerată stea de prima magnitudine α-Centauri, care nu este vizibilă de pe teritoriul Rusiei. Este situat la 4 ani lumină de Pământ. Un tren de curierat, care circulă non-stop cu o viteză de 100 km/h, ar ajunge la el în 40 de milioane de ani!

Cea mai mare parte (98-99%) a materiei vizibile din partea de Univers cunoscută de noi este concentrată în stele. Stelele sunt surse puternice de energie. În special, viața de pe Pământ își datorează existența energiei de radiație a Soarelui. Materia stelelor este plasmă, adică. se află într-o stare diferită de materie în condițiile noastre terestre obișnuite. (Plasma este a patra stare (împreună cu solidă, lichidă, gazoasă) a materiei, care este un gaz ionizat în care sarcinile pozitive (ioni) și negative (electroni) se neutralizează în medie.) Prin urmare, strict vorbind, o stea este nu doar o minge de gaz, ci o minge de plasmă. În etapele ulterioare ale dezvoltării stelelor, materia stelară se transformă într-o stare de gaz degenerat (în care influența mecanic-cuantică a particulelor una asupra celeilalte îi afectează în mod semnificativ proprietățile fizice - presiunea, capacitatea termică etc.), iar uneori materia neutronică ( pulsari - stele neutronice, explozii - surse de radiații cu raze X etc.).

Stelele din spațiul cosmic sunt distribuite neuniform. Ele formează sisteme stelare: stele multiple (duble, triple etc.); clustere de stele (de la câteva zeci de stele la milioane); galaxiile sunt sisteme stelare grandioase (galaxia noastră, de exemplu, conține aproximativ 150-200 de miliarde de stele).



În galaxia noastră, densitatea stelară este, de asemenea, foarte neuniformă. Este cel mai înalt în regiunea nucleului galactic. Aici este de 20 de mii de ori mai mare decât densitatea medie a stelelor din vecinătatea Soarelui.

Majoritatea stelelor sunt în stare staționară, adică. nu se observă modificări ale caracteristicilor lor fizice. Aceasta corespunde unei stări de echilibru. Cu toate acestea, există și stele ale căror proprietăți se schimbă într-un mod vizibil. Ei sunt numiti, cunoscuti stele variabileȘi stele nestaţionare. Variabilitatea și non-staționaritatea sunt manifestări ale instabilității stării de echilibru a stelei. Stele variabile ale unor tipuri își schimbă starea într-un mod regulat sau neregulat. De asemenea, trebuie remarcat stele noi, în care focarele apar continuu sau din când în când. În timpul fulgerelor (exploziilor) supernove Materia stelelor în unele cazuri poate fi complet împrăștiată în spațiu.

Luminozitatea ridicată a stelelor, menținută mult timp, indică eliberarea de cantități enorme de energie în ele. Fizica modernă indică două surse posibile de energie - compresie gravitațională, conducând la eliberarea energiei gravitaționale și reacții termonucleare, în urma căruia nucleele elementelor mai grele sunt sintetizate din nucleele elementelor ușoare și se eliberează o cantitate mare de energie.

Calculele arată că energia de compresie gravitațională ar fi suficientă pentru a menține luminozitatea Soarelui pentru doar 30 de milioane de ani. Dar din date geologice și alte date rezultă că luminozitatea Soarelui a rămas aproximativ constantă de miliarde de ani. Compresia gravitațională poate servi ca sursă de energie doar pentru stelele foarte tinere. Pe de altă parte, reacțiile termonucleare au loc cu o viteză suficientă numai la temperaturi de mii de ori mai mari decât temperatura de suprafață a stelelor. Astfel, pentru Soare, temperatura la care reacțiile termonucleare pot elibera cantitatea necesară de energie este, după diverse calcule, de la 12 la 15 milioane K. O astfel de temperatură colosală se realizează ca urmare a compresiei gravitaționale, care „se aprinde” reactia termonucleara. Astfel, Soarele nostru este în prezent o bombă cu hidrogen cu ardere lentă.

Se crede că unele (dar aproape majoritatea) stele au propriile lor sisteme planetare, similare cu sistemul nostru solar.

11.4.2. Evoluția stelelor: stele de la „naștere” lor până la „moarte”

Procesul de formare a stelelor. Evoluția stelelor este modificarea în timp a caracteristicilor fizice, a structurii interne și a compoziției chimice a stelelor. Teoria modernă a evoluției stelare este capabilă să explice cursul general al dezvoltării stelare în acord satisfăcător cu datele observaționale.

Cursul evoluției unei stele depinde de masa și compoziția chimică inițială a acesteia, care, la rândul lor, depinde de momentul în care s-a format steaua și de poziția sa în Galaxie în momentul formării. Stelele din prima generație s-au format din materie, a cărei compoziție a fost determinată de condițiile cosmologice (aproape 70% hidrogen, 30% heliu și un amestec nesemnificativ de deuteriu și litiu). În timpul evoluției primei generații de stele s-au format elemente grele (în urma heliului pe tabelul periodic), care au fost ejectate în spațiul interstelar ca urmare a scurgerii de materie din stele sau în timpul exploziilor stelare. Stelele din generațiile următoare s-au format din materie care conținea 3-4% elemente grele.

„Nașterea” unei stele este formarea unui obiect în echilibru hidrostatic, a cărui radiație este susținută de propriile sale surse de energie. „Moartea” unei stele este un dezechilibru ireversibil care duce la distrugerea stelei sau la comprimarea catastrofală a acesteia.

Procesul de formare a stelelor continuă continuu și se întâmplă și astăzi.. Stelele se formează ca urmare a condensării gravitaționale a materiei în mediul interstelar. Stelele tinere sunt cele care se află încă în stadiul de compresie gravitațională inițială. Temperatura din centrul unor astfel de stele este insuficientă pentru a avea loc reacții nucleare, iar strălucirea apare numai datorită conversiei energiei gravitaționale în căldură.

Compresia gravitațională este prima etapă în evoluția stelelor. Conduce la încălzirea zonei centrale a stelei la temperatura de „pornire” a reacției termonucleare (aproximativ 10-15 milioane K) - transformarea hidrogenului în heliu (nucleele de hidrogen, adică protonii, formează nuclee de heliu). Această transformare este însoțită de o eliberare mare de energie.

Star ca sistem de autoreglare. Sursele de energie ale majorității stelelor sunt reacțiile termonucleare cu hidrogen din zona centrală. Hidrogenul este componenta principală a materiei cosmice și cel mai important tip de combustibil nuclear din stele. Rezervele sale în stele sunt atât de mari încât reacțiile nucleare pot avea loc pe parcursul a miliarde de ani. În același timp, până când tot hidrogenul din zona centrală se arde, proprietățile stelei se schimbă puțin.

În adâncurile stelelor, la temperaturi de peste 10 milioane K și densități enorme, gazul are o presiune de miliarde de atmosfere. În aceste condiții, steaua poate fi în stare staționară doar datorită faptului că în fiecare dintre straturile sale presiunea internă a gazului este echilibrată prin acțiunea forțelor gravitaționale. Această stare se numește echilibru hidrostatic. Prin urmare, o stea staționară este o minge de plasmă în stare de echilibru hidrostatic. Dacă temperatura din interiorul stelei crește din orice motiv, atunci steaua ar trebui să se umfle, pe măsură ce presiunea în adâncimea ei crește.

Starea staționară a stelei se caracterizează și prin echilibru termic. Echilibrul termic înseamnă că procesele de eliberare a energiei în interiorul stelelor, procesele de îndepărtare a căldurii de energie din interior la suprafață și procesele de emisie de energie de la suprafață trebuie să fie echilibrate. Dacă îndepărtarea căldurii depășește eliberarea de căldură, steaua va începe să se micșoreze și să se încălzească. Acest lucru va duce la accelerarea reacțiilor nucleare, iar echilibrul termic va fi restabilit. O stea este un „organism” fin echilibrat; se dovedește a fi un sistem de autoreglare. Mai mult, cu cât steaua este mai mare, cu atât își epuizează mai repede rezerva de energie.

După arderea hidrogenului, în zona centrală a stelei se formează un miez de heliu. Reacțiile termonucleare cu hidrogen continuă să aibă loc, dar numai într-un strat subțire lângă suprafața acestui nucleu. Reacțiile nucleare se deplasează la periferia stelei. Miezul ars începe să se micșoreze, iar învelișul exterior începe să se extindă. Steaua capătă o structură eterogenă. Cochilia se umflă până la dimensiuni colosale, temperatura exterioară devine scăzută, iar steaua intră în scenă gigantul rosu. Din acest moment, viața vedetei începe să scadă.

Se crede că o stea precum Soarele nostru ar putea crește atât de mare încât ar umple orbita lui Mercur. Adevărat, Soarele nostru va deveni o gigantă roșie în aproximativ 8 miliarde de ani. Deci, locuitorii Pământului nu au niciun motiv special de îngrijorare. La urma urmei, Pământul însuși a fost format în urmă cu doar 5 miliarde de ani.

De la giganți roșii la pitici albi și negre. Gigantul roșu se caracterizează prin temperaturi externe scăzute, dar temperaturi interne foarte ridicate. Pe măsură ce crește, nucleele din ce în ce mai grele sunt incluse în reacțiile termonucleare. În această etapă (la temperaturi peste 150 milioane K) în timpul reacțiilor nucleare, sinteza elementelor chimice. Ca urmare a creșterii presiunii, a pulsațiilor și a altor procese, gigantul roșu pierde continuu materie, care este ejectată în spațiul interstelar. Când sursele interne de energie termonucleară sunt complet epuizate, soarta ulterioară a stelei depinde de masa sa.

Cu o masă mai mică de 1,4 mase solare, steaua intră într-o stare staționară cu o densitate foarte mare (sute de tone la 1 cm3). Se numesc astfel de stele pitice albe. Aici electronii formează un gaz degenerat (datorită comprimării puternice, atomii sunt atât de dens împachetate încât învelișurile de electroni încep să se pătrundă unul în celălalt), a cărui presiune echilibrează forțele gravitaționale. Rezervele termice ale stelei se epuizează treptat, iar steaua se răcește încet, ceea ce este însoțit de ejecții ale învelișului stelei. Tinere pitice albe înconjurate de rămășițe de scoici sunt observate ca nebuloase planetare. Pitica albă se maturizează în interiorul giganții roșii și se naște atunci când gigantul roșu își pierde straturile de suprafață, formând o nebuloasă planetară.

Când energia stelei se epuizează, steaua își schimbă culoarea de la alb la galben la roșu; în cele din urmă, se va opri din radiație și va începe o călătorie continuă în vastitatea spațiului exterior sub forma unui obiect mic, întunecat și lipsit de viață. Așa se transformă încet într-o pitică albă pitic negru- o stea moartă, rece, a cărei dimensiune este de obicei mai mică decât dimensiunea Pământului, iar masa este comparabilă cu cea a soarelui. Densitatea unei astfel de stele este de miliarde de ori mai mare decât densitatea apei. Așa își termină existența majoritatea stelelor.

Supernove. Cu o masă mai mare de 1,4 mase solare, starea staționară a unei stele fără surse interne de energie devine imposibilă, deoarece presiunea nu poate echilibra forța gravitațională. Teoretic, rezultatul final al evoluției unor astfel de stele ar trebui să fie colapsul gravitațional - căderea nelimitată a materiei spre centru. În cazul în care respingerea particulelor și alte motive încă opresc colapsul, are loc o explozie puternică - o fulgerare supernova cu ejectarea unei părți semnificative a materiei stelei în spațiul înconjurător odată cu formarea nebuloase de gaz.

Exploziile de supernove au fost înregistrate în 1054, 1572, 1604. Cronicarii chinezi au scris despre evenimentul din 4 iulie 1054 astfel: „În primul an al perioadei Chi-ho, în a cincea Lună, în ziua lui Chi-Chu, o stea invitată a apărut la sud-est de steaua Tien-Kuan. și a dispărut mai mult de un an mai târziu" Și o altă cronică consemna: „Era vizibilă ziua, ca și Venus, din ea emanau raze de lumină în toate direcțiile, iar culoarea ei era alb-roșiatică. Așa că a fost vizibilă timp de 23 de zile.” Înregistrări similare rare au fost făcute de martori oculari arabi și japonezi. Deja în timpul nostru, s-a descoperit că această supernova a lăsat în urmă Nebuloasa Crabului, care este o sursă puternică de emisie radio. După cum am observat deja (vezi 6.1), explozia supernovei din 1572 în constelația Cassiopeia a fost observată în Europa, studiată, iar interesul public larg răspândit pentru aceasta a jucat un rol important în extinderea cercetării astronomice și în stabilirea ulterioară a heliocentrismului. În 1885, apariția unei supernove a fost observată în nebuloasa Andromeda. Strălucirea sa a depășit strălucirea întregii Galaxii și s-a dovedit a fi de 4 miliarde de ori mai intensă decât strălucirea Soarelui.

Cercetările sistematice au făcut posibilă până în 1980 descoperirea a peste 500 de explozii de supernove. De la inventarea telescopului, nici măcar o explozie de supernovă nu a fost observată în sistemul nostru stelar - Galaxia. Astronomii le-au observat până acum doar în alte sisteme stelare incredibil de îndepărtate, atât de îndepărtate încât chiar și cu cel mai puternic telescop este imposibil să vezi în ele o stea ca Soarele nostru.

O explozie de supernovă este o explozie gigantică a unei stele vechi cauzată de prăbușirea bruscă a miezului său, care este însoțită de emisia pe termen scurt a unei cantități uriașe de neutrini. Deținând doar o forță slabă, acești neutrini împrăștie totuși straturile exterioare ale stelei în spațiu și formează fire de nori de gaz în expansiune. În timpul exploziei unei supernove, se eliberează energie monstruoasă (aproximativ 10 52 erg). Exploziile de supernove sunt de o importanță fundamentală pentru schimbul de materie dintre stele și mediul interstelar, pentru distribuția elementelor chimice în Univers și, de asemenea, pentru producerea de raze cosmice primare.

Astrofizicienii au calculat că, cu o perioadă de 10 milioane de ani, supernove erup în Galaxia noastră, în imediata apropiere a Soarelui. Dozele de radiații cosmice pot depăși normalul pentru Pământ de 7 mii de ori! Aceasta este plină de mutații grave ale organismelor vii de pe planeta noastră. Aceasta explică, în special, moartea subită a dinozaurilor.

Stele neutronice. O parte din masa unei supernove care explodează poate rămâne sub forma unui corp superdens - stea neutronică sau gaură neagră.

Noile obiecte descoperite în 1967 - pulsarii - sunt identificate cu stele neutronice prezise teoretic. Densitatea unei stele neutronice este foarte mare, mai mare decât densitatea nucleelor ​​atomice - 10 15 g/cm3. Temperatura unei astfel de stele este de aproximativ 1 miliard de grade. Dar stelele cu neutroni se răcesc foarte repede, iar luminozitatea lor slăbește. Dar ele emit intens unde radio într-un con îngust în direcția axei magnetice. Stelele în care axa magnetică nu coincide cu axa de rotație se caracterizează prin emisie radio sub formă de impulsuri repetate. Acesta este motivul pentru care stelele cu neutroni sunt numite pulsari. Sute de stele neutrone au fost deja descoperite. Condițiile fizice extreme din stelele neutronice le fac laboratoare naturale unice, oferind material extins pentru studiul fizicii interacțiunilor nucleare, a particulelor elementare și a teoriei gravitației.

Găuri negre. Dar dacă masa finală a piticii albe depășește 2-3 mase solare, atunci compresia gravitațională duce direct la formare. gaură neagră.

O gaură neagră este o regiune a spațiului în care câmpul gravitațional este atât de puternic încât a doua viteză cosmică (viteza parabolică) pentru corpurile situate în această regiune trebuie să depășească viteza luminii, adică. Nimic nu poate zbura dintr-o gaură neagră - nici radiația, nici particulele, pentru că în natură nimic nu se poate mișca cu o viteză mai mare decât viteza luminii. Se numește limita regiunii dincolo de care lumina nu scapă orizontul unei găuri negre.

Pentru ca câmpul gravitațional să poată „bloca” radiația și materia, masa stelei care creează acest câmp trebuie să fie comprimată la un volum a cărui rază este mai mică decât raza gravitațională. r = 2GM/C 2, Unde G- constantă gravitațională; Cu- viteza luminii; M- masa stelei. Raza gravitațională este extrem de mică chiar și pentru mase mari (de exemplu, pentru Soare, r ≈ 3 km). O stea cu masa egală cu masa Soarelui se va transforma dintr-o stea obișnuită într-o gaură neagră în doar câteva secunde, iar dacă masa este egală cu masa unui miliard de stele, atunci acest proces va dura câteva zile.

Proprietățile unei găuri negre sunt neobișnuite. Un interes deosebit este posibilitatea captării gravitaționale de către o gaură neagră a corpurilor care sosesc din infinit. Dacă viteza unui corp departe de o gaură neagră este mult mai mică decât viteza luminii și traiectoria mișcării sale se apropie de un cerc cu R = 2r, atunci corpul va face multe revoluții în jurul găurii negre înainte de a zbura din nou în spațiu. Dacă corpul se apropie de cercul indicat, atunci orbita sa se va înfășura în jurul cercului fără limită, corpul va fi capturat gravitațional de gaura neagră și nu va mai zbura niciodată în spațiu. Dacă corpul zboară și mai aproape de gaura neagră, atunci după mai multe revoluții, sau fără să aibă timp măcar să facă o singură revoluție, va cădea în gaura neagră.

Să ne imaginăm doi observatori: unul pe suprafața unei stele care se prăbușește, iar celălalt departe de ea. Să presupunem că un observator de pe o stea care se prăbușește trimite semnale (radio sau luminoase) la intervale regulate unui al doilea observator, informându-l despre ceea ce se întâmplă. Pe măsură ce primul observator se apropie de raza gravitațională, semnalele pe care le trimite la intervale regulate vor ajunge la celălalt observator la intervale din ce în ce mai lungi. Dacă primul observator transmite ultimul semnal chiar înainte ca steaua să atingă raza gravitațională, atunci semnalul va dura un timp aproape infinit pentru a ajunge la observatorul îndepărtat; dacă observatorul ar trimite un semnal după ce acesta a atins raza gravitațională, observatorul de la distanță nu l-ar primi niciodată pentru că semnalul nu ar părăsi niciodată steaua. Când fotonii sau particulele trec dincolo de raza gravitațională, ei pur și simplu dispar. Numai în regiunea exterioară direct la raza gravitațională pot fi vizibile și parcă se ascund în spatele unei perdele și nu mai apar.

Într-o gaură neagră, spațiul și timpul sunt interconectate într-un mod neobișnuit. Pentru un observator în interiorul unei găuri negre, direcția în care timpul crește este direcția în care raza scade. Odată ajuns într-o gaură neagră, observatorul nu se poate întoarce la suprafață. Nici măcar nu se poate opri în locul în care se află. El „cade într-o regiune de densitate infinită, unde timpul se termină”*.

* Hawking S. De la Big Bang la găurile negre. O scurtă istorie a timpului. M., 1990. P. 79.

Studiul proprietăților găurilor negre (Ya.B. Zeldovich, S. Hawking etc.) arată că în unele cazuri ele se pot „evapora”. Acest „mecanism” se datorează faptului că în câmpul gravitațional puternic al unei găuri negre, vidul (câmpurile fizice în starea cea mai scăzută de energie) este instabil și poate da naștere la particule (fotoni, neutrini etc.), care, când zburați, duceți energia găurii negre. Ca urmare, gaura neagră pierde energie, iar masa și dimensiunea ei scad.

Câmpul gravitațional puternic al unei găuri negre poate provoca procese violente atunci când gazul cade în ele. Când gazul cade în câmpul gravitațional al unei găuri negre, formează un disc turtit, care se rotește rapid, care se învârte în jurul acesteia din urmă. În acest caz, energia cinetică colosală a particulelor accelerată de gravitația unui corp supradens este parțial convertită în radiație de raze X, iar o gaură neagră poate fi detectată de această radiație. Probabil că o gaură neagră a fost deja descoperită în acest fel în sursa de raze X Cygnus X-1. În general, aparent, găurile negre și stele neutronice din galaxia noastră reprezintă aproximativ 100 de milioane de stele.

Așadar, o gaură neagră îndoaie spațiul atât de mult încât pare să se desprindă de Univers. Ea ar putea să dispară literalmente din univers. Se pune întrebarea „unde”. Analiza matematică oferă mai multe soluții. Una dintre ele este deosebit de interesantă. Potrivit acesteia, o gaură neagră se poate muta într-o altă parte a Universului nostru sau chiar în interiorul altui Univers. Astfel, un călător în spațiu imaginar ar putea folosi o gaură neagră pentru a călători prin spațiul și timpul universului nostru și chiar să intre într-un alt univers.

Ce se întâmplă când o gaură neagră se mută într-o altă parte a Universului sau pătrunde în alt Univers? Nașterea unei găuri negre în timpul colapsului gravitațional este un indiciu important că ceva neobișnuit se întâmplă cu geometria spațiului-timp - caracteristicile metrice și topologice ale acesteia se schimbă. Teoretic, prăbușirea ar trebui să se încheie cu formarea unei singularități, adică. ar trebui să continue până când gaura neagră atinge dimensiuni zero și densitate infinită (deși de fapt nu ar trebui să vorbim despre infinit, ci despre niște valori foarte mari, dar finite). În orice caz, momentul singularității este poate momentul tranziției de la Universul nostru la alte universuri sau momentul tranziției către alte puncte din Universul nostru.

Multe întrebări apar și în jurul destinului istoric al găurilor negre. Găurile negre se evaporă prin emiterea de particule și radiații, nu de la gaura neagră în sine, ci din spațiul care se află în fața orizontului găurii negre. Mai mult, cu cât gaura neagră este mai mică ca dimensiune și masă, cu atât temperatura ei este mai mare și se evaporă mai repede. Iar dimensiunile găurilor negre pot varia: de la masa unei galaxii (10 44 g) la un grăunte de nisip care cântărește 10 -5 g. Durata de viață a unei găuri negre este proporțională cu cubul razei sale. O gaură neagră cu o masă de zece mase solare se va evapora în 10 69 de ani. Aceasta înseamnă că găurile negre masive care s-au format în primele etape ale evoluției Universului încă există și poate chiar în Sistemul Solar. Ei încearcă să le detecteze folosind telescoape cu raze gamma.

Astfel, cea mai mare parte a materiei care emite lumină este concentrată în stele. Fiecare stea este o asemănare cu Soarele nostru, deși dimensiunea stelelor, culoarea, compoziția și evoluția lor diferă semnificativ. Stelele, împreună cu ceva praf și gaz (și alte obiecte), sunt grupate în grupuri gigantice numite galaxii.

11.5. Insulele Universului: galaxii

Stelele sunt bile de gaz uriașe, fierbinți, care emit cantități enorme de energie. Pe suprafața stelelor domină temperaturi de mii și zeci de mii de grade. În adâncurile lor, temperatura este și mai mare, ceea ce, în combinație cu presiunea ridicată, duce la apariția reacțiilor nucleare, în procesul cărora se produce energia stelară. Fluxuri din această energie sunt emise de stea în spațiul înconjurător pentru o lungă perioadă de timp. Dacă nu ar fi forța gravitațională îndreptată spre centrul corpului ceresc, aceste fluxuri ar putea exploda steaua, dar marea majoritate a stelelor au atins un echilibru complet între aceste două forțe, permițând stelui să existe pentru o lungă perioadă de timp.

Lumea vedetelor este foarte diversă. Printre aceștia se numără giganți, a căror dimensiune transversală este de mii de ori mai mare decât dimensiunea Soarelui și pitici de dimensiuni neglijabile. Unele stele emit energie mult mai intens decât Soarele nostru, în timp ce altele strălucesc atât de slab încât, dacă ar fi în locul Soarelui, Pământul ar fi cufundat în întuneric.

Stelele formează adesea grupuri: se unesc în perechi, tripleți și uneori există mai multe stele într-un astfel de grup. Grupurile gigantice de stele, numărând milioane de obiecte, se numesc galaxii. Sistemul stelar căruia îi aparține Soarele nostru se numește de obicei Galaxie. Există galaxii supergigant care conțin sute de miliarde de euzide.

Chiar și în cele mai vechi timpuri, observatorii au împărțit toate stelele în grupuri numite constelații. În prezent, cerul este împărțit în 88 de constelații, dintre care multe au primit nume de către grecii antici, asociindu-le cu diverse legende și mituri: constelațiile Cassiopeia, Andromeda, Perseus și altele.

Stelele sunt incredibil de diferite nu numai ca dimensiune, ci și ca culoare. Printre ele există stele uriașe roșii reci și pitici albe fierbinți. Densitatea materiei stelelor mari este foarte mică, în timp ce densitatea piticelor albe este atât de mare încât o cutie de chibrituri din materia lor poate cântări sute de tone.

În prezent, astronomii care folosesc telescoape puternice observă activitatea viguroasă a stelelor care experimentează erupții grandioase. Descoperirea nebuloaselor radio și a galaxiilor radio a condus la idei despre schimbări rapide în galaxii la scară mare.

Cea mai strălucitoare stea din emisfera nordică a cerului este Vega, iar cea mai strălucitoare stea de pe întreg cerul este Sirius.

Așadar, un sistem stelar gigant care conține miliarde de stele și formează o imagine a Căii Lactee pe cer este galaxia în care trăim. La o distanță de 25 de mii de ani lumină de centrul galaxiei noastre, se află Soarele - o stea care joacă un rol important în viața planetei noastre.

SOARE

Acesta este un corp ceresc situat în centrul sistemului solar. Aceasta este cea mai apropiată stea din galaxie de Pământ. Are formă sferică și este format din gaze fierbinți. Diametrul Soarelui este de 1.392.000 km, adică de 109 ori diametrul Pământului. La suprafața Soarelui temperatura este de aproximativ 6000°C, iar în partea centrală ajunge la 15.000.000°C.

Soarele este înconjurat de o atmosferă, care constă din straturi:

Stratul inferior se numește fotosferă, a cărei grosime este de 200-300 km. Toate radiațiile vizibile de la Soare provin din aceste straturi. Pete și facule sunt observate în fotosferă. Petele constau dintr-un miez întunecat și penumbra înconjurătoare. Punctul poate atinge un diametru de 200.000 km;

Cromosferă. Se întinde în medie la 14.000 km deasupra marginii vizibile a Soarelui. Cromosfera este mult mai transparentă decât fotosfera;

Coroana solară. Aceasta este cea mai subțire parte a atmosferei solare. Grosimea sa este egală cu mai multe raze ale Soarelui și poate fi observată doar în timpul unei eclipse totale de soare.

La marginea discului solar sunt vizibile proeminențe - formațiuni luminoase din gaze fierbinți. Dimensiunile proeminențelor ajung uneori la sute de mii de kilometri, înălțimea lor medie este de la 30 la 50 de mii de km.

Masa Soarelui este de 333 mii de ori mai mare decât masa Pământului, iar volumul său este de 1 milion 304 mii de ori. Rezultă că densitatea Soarelui este mai mică decât densitatea Pământului. Practic, Soarele este format din aceleași elemente chimice ca și Pământul, dar există mai puțin hidrogen pe planeta noastră decât pe Soare. Energia emisă de Soare este enormă. Doar o mică parte din ea ajunge pe Pământ, dar este de zeci de mii de ori mai mult decât ar putea produce toate centralele electrice din lume. Aproape toată această energie este emisă de fotosferă.

Observațiile suprafeței Soarelui au permis stabilirea faptului că acesta se rotește în jurul axei sale și face o revoluție completă în 25,4 zile pământești. Distanța medie de la Pământ la Soare este de 149,5 milioane km. Soarele, împreună cu Pământul și întregul sistem solar, se deplasează în spațiul cosmic către constelația Lyra cu o viteză de 20 km/sec.

Lumina de la Soare ajunge pe Pământ în 8 minute și 18 secunde. Soarele joacă un rol foarte important în viața planetei noastre - este sursa de lumină și căldură pe Pământ.

9 planete mari cu sateliții lor, multe planete mici și alte corpuri cerești se învârt în jurul Soarelui. Toate alcătuiesc un sistem de corpuri cerești numit Sistemul Solar. Diametrul acestui sistem este de aproximativ 12 miliarde km.

PLANETELE SISTEMULUI SOLAR

Planetele sunt corpuri cerești care orbitează în jurul unei stele. Ele, spre deosebire de stele, nu emit lumină și căldură, ci strălucesc cu lumina reflectată a stelei căreia îi aparțin. Forma planetelor este aproape sferică. În prezent, doar planetele sistemului solar sunt cunoscute în mod fiabil, dar este foarte probabil ca și alte stele să aibă planete.

Toate planetele Sistemului Solar sunt împărțite în două grupe: interne, sau terestre (Mercur, Venus, Pământ, Marte) și externe, sau jupiteriane (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun). Planeta Pluto nu a fost încă explorată și nu poate fi clasificată în niciuna dintre grupuri.

Planetele din grupul interior au mai puțină masă, dimensiuni mai mici, densitate mai mare și se rotesc în jurul Soarelui mai încet decât planetele din grupul exterior.

Planeta cea mai apropiată de Soare este Mercur. Este de 2,5 ori mai aproape de Soare decât Pământul nostru. Mercur parcurge întreaga sa orbită în 88 de zile. Planeta se rotește lent în jurul axei sale, completând o revoluție la fiecare 158,7 zile pământești. Diametrul planetei este de 4880 km.

De pe Pământ, Mercur este vizibil cu ochiul liber în razele zorilor de dimineață sau de seară sub forma unui punct luminos, iar printr-un telescop poate fi văzut sub formă de seceră sau de cerc incomplet. Soarele luminează întotdeauna doar o parte a planetei, așa că pe ea este mereu zi și acolo temperatura ajunge la +300°C, în timp ce pe cealaltă parte este mereu noapte și temperatura acolo scade la -70°C. Atmosfera lui Mercur este foarte rarefiată și constă din heliu cu un amestec de argon, neon și acolo au fost găsite semne de dioxid de carbon. Nu există apă pe Mercur; interiorul planetei conține multe elemente grele. Mercur nu are sateliți.

Venus este planeta cea mai apropiată de Pământ în sistemul solar. Diametrul său este de 12.400 km, distanța de la Soare este de 108 milioane km. Finalizează o revoluție completă în jurul Soarelui în 243 de zile pământești. Cea mai scurtă distanță de la Pământ la Venus este de 39 de milioane de km.

Atmosfera lui Venus este formată din dioxid de carbon (97%), azot (2%), vapori de apă, oxigenul este conținut doar sub formă de impurități (0,01%) și există gaze otrăvitoare. Atmosfera densă împiedică planeta să se răcească noaptea și să se încălzească în timpul zilei, astfel încât temperatura în diferite momente ale zilei pe Venus este aproape aceeași și se ridică la 500°C. Presiunea este de 100 de ori mai mare decât presiunea de la suprafața Pământului. Studiile științifice au arătat absența unui câmp magnetic și a centurilor de radiații pe Venus, precum și absența sateliților.

Pământul este a treia planetă din sistemul solar. Are o formă apropiată de sferică. Raza unei sfere egale ca mărime cu Pământul este de 6371 km. Pământul se învârte în jurul Soarelui și se rotește pe axa lui. Există un satelit natural care orbitează în jurul Pământului - Luna. Luna este situată la o distanță de 384,4 mii km de suprafața planetei noastre. Perioadele revoluției sale în jurul Pământului și în jurul propriei axe coincid, astfel încât Luna se află doar în fața Pământului, iar cealaltă parte nu este vizibilă de pe Pământ. Luna nu are atmosferă, deci partea îndreptată spre Soare are o temperatură ridicată, iar partea opusă, întunecată, are o temperatură foarte scăzută. Suprafața Lunii este eterogenă. Câmpiile și lanțurile muntoase de pe Lună sunt intersectate de crăpături.

Marte este a patra planetă a sistemului solar - distanța până la Soare este măsurată în intervalul de la 200 la 250 de milioane de km. Perioada orbitală a planetei în jurul Soarelui este aproape de două ori mai lungă decât perioada orbitală a Pământului - 1 an și 11 luni. Marsoi și Pământ au multe în comun. Există zone calde pe Marte, iar anotimpurile se schimbă. Temperatura medie a lui Marte este de 30°C. Atmosfera lui Marte este foarte rarefiată și conține azot (72%), dioxid de carbon (16%), argon (8%). Nu s-a găsit oxigen în el și foarte puțini vapori de apă. Suprafața lui Marte este plană, cu „continente” vizibile pe ea. și „;mare”;. „Continente” - deșerturi vaste, și există păreri diferite cu privire la mările marțiane: ei cred că acestea sunt spații joase, dar este posibil ca acestea să fie locuri în care se ivește roca de bază. Marte are două luni mici: Phobos și Deimos, cu Phobos orbitând în jurul lui Marte cu o viteză mai mare decât Deimos și planeta însăși.

Jupiter este cea mai mare planetă din sistemul solar. Această planetă este de două ori mai masivă decât toate celelalte planete la un loc. Diametrul lui Jupiter este de 143 mii km. Jupiter este de 1300 de ori mai mare ca volumul Pământului. Jupiter se rotește în jurul axei sale în 10 ore și face o revoluție completă în jurul Soarelui în 12 ani pământeni. Încă nu se știe ce fel de suprafață are - solidă sau lichidă; se observă doar învelișul gazos al planetei. Atmosfera lui Jupiter este formată din hidrogen, heliu, metan și alte gaze. Are 14 sateliți.

Saturn - a șasea planetă a sistemului solar - este în multe privințe similar cu Jupiter. Este situat aproape de două ori mai departe de Soare decât Jupiter. Saturn aparține și planetelor gigantice. Diametrul ecuatorului său este de 120 mii km. Face o revoluție în jurul Soarelui în 29,5 ani pământeni și în jurul axei sale în 10 ore și 14 minute. Saturn, ca și alte planete gigantice, este format din hidrogen și heliu, care sunt în stare solidă din cauza presiunii ridicate. Metan și amoniac au fost descoperite și în atmosfera lui Saturn. Temperatura de pe planetă este scăzută, aproximativ -145°C. O caracteristică specială a lui Saturn sunt inelele luminoase plate care înconjoară planeta în jurul ecuatorului, fără a-i atinge suprafața. Saturn are 10 sateliți.

Uranus este situat pe locul șapte în sistemul solar. Este situat la o distanță de două ori mai mare de Soare decât Saturn. Perioada de revoluție completă a lui Uranus în jurul Soarelui este de mai mult de 84 de ani pământeni. Se deosebește de alte planete prin faptul că se mișcă ca și cum ar fi culcat pe o parte: planul ecuatorului său este perpendicular pe planul orbitei sale. Uranus se rotește în jurul axei sale în 10 ore și 49 de minute, dar în direcția opusă față de alte planete. Datorită acestei „minciuni” poziția când orbitează în jurul Soarelui, planeta are o zi polară lungă și o noapte polară - aproximativ 42 de ani pământeni fiecare. Doar într-o fâșie îngustă de-a lungul ecuatorului iese Soarele la fiecare 10 ore. Temperatura pe Uranus este scăzută, - 220°C. S-a stabilit că atmosfera lui Uranus include hidrogen, metan și heliu. Uranus are 5 sateliți.

Neptun este a opta planetă a sistemului solar. Este și mai departe de Soare. Timpul de revoluție în jurul Soarelui este de aproape 165 de ani pământeni, iar perioada de rotație a planetei în jurul propriei axe este de 15,8 ore. Atmosfera planetei, ca și cea a celorlalți vecini ai lui Neptun, este formată din hidrogen, metan și heliu. Neptun are doi sateliți. Distanța acestei planete de Pământ limitează semnificativ posibilitatea explorării acesteia.

Pluto este cea mai îndepărtată planetă din sistemul solar. Distanța sa față de Soare este de 5,9 miliarde km. Perioada de revoluție în jurul Soarelui este de 250 de ani pământești, iar această planetă se rotește în jurul axei sale cu aproximativ 6,4 zile pământești pe revoluție. Prezența unei atmosfere la Pluto nu a fost dovedită. În 1978, a fost descoperit un satelit al lui Pluto, relativ luminos, dar situat foarte aproape de planetă. Pluto este încă foarte puțin studiat. A fost deschis abia în 1930.

MAGNETISMUL Pământului

Pământul are un câmp magnetic, care se manifestă clar în efectul său asupra acului magnetic. Suspendat liber în spațiu, este instalat oriunde în direcția liniilor magnetice de forță care converg la polii magnetici.

Polii magnetici ai Pământului nu coincid cu cei geografici și își schimbă încet poziția. În prezent, se află în nordul Canadei și în Antarctica. Liniile de forță care merg de la un pol la altul se numesc meridiane magnetice. Ele nu coincid cu cele geografice în direcție, iar acul magnetic nu indică strict direcția nord-sud. Unghiul dintre meridianele magnetice și cele geografice se numește declinație magnetică. Unghiul format de un ac magnetic cu un plan orizontal se numește înclinare magnetică.

Există câmpuri magnetice constante și alternative ale Pământului. Câmpul constant se datorează magnetismului planetei în sine. O idee despre starea câmpului magnetic constant al Pământului este dată de hărțile magnetice, care sunt compilate o dată la cinci ani, deoarece declinația și înclinarea magnetică se schimbă foarte lent. În câmpul magnetic al Pământului apar fenomene precum anomaliile magnetice și furtunile magnetice.

Câmpul magnetic al Pământului se extinde în sus până la o altitudine de aproximativ 90 de mii de km. Până la o altitudine de 44 mii km. Puterea câmpului magnetic al Pământului slăbește. Fie deviază, fie captează particulele încărcate care zboară de la Soare sau se formează atunci când razele cosmice interacționează cu atomii sau moleculele de aer. Întreaga regiune a spațiului apropiat Pământului în care se află particulele încărcate se numește magnetosferă. Distribuția câmpului magnetic pe suprafața pământului este în continuă schimbare. Se deplasează încet spre vest. Se modifică și poziția polilor magnetici. Acum coordonatele lor sunt 77° N. și 102°V, 65°S. și 139° E.

Magnetismul are o mare importanță practică. Folosind un ac magnetic, se determină direcția de-a lungul părților laterale ale orizontului. Conexiunea elementelor magnetice cu structurile geologice servește drept bază pentru metodele magnetice de explorare minerală.

IPOTEZE ALE ORIGINEI PĂMÂNTULUI ȘI A SISTEMULUI SOLAR

Răspunsul la întrebarea despre originea Pământului a depins întotdeauna de nivelul de cunoaștere al oamenilor. Inițial, au existat legende naive despre puterea divină care a creat lumea, apoi în lucrările oamenilor de știință Pământul a căpătat forma unei mingi, care, așa cum se imagina atunci, era centrul Universului, în jurul căruia nu numai Luna. , dar și Soarele și alte stele s-au învârtit. În secolul al XVI-lea, în legătură cu apariția învățăturilor lui N. Copernic, pământul a devenit una dintre planetele care se învârteau în jurul Soarelui. Acesta a fost primul pas către o soluție științifică la problema originii Pământului. În prezent, există mai multe ipoteze care explică originea Universului și poziția Pământului în sistemul solar.

IPOTEZA KANT-LAPLACE

Aceasta este prima încercare serioasă de a crea o imagine a originii sistemului solar din punct de vedere științific. Este asociat cu numele matematicianului francez Pierre Laplace și al filozofului german Immanuel Kant, care a lucrat la sfârșitul secolului al XVIII-lea. Ei credeau că progenitorul sistemului solar a fost o nebuloasă fierbinte de gaz-praf, care s-a rotit încet în jurul unui nucleu dens situat în centrul acestei nebuloase. Sub influența forțelor de atracție reciprocă, nebuloasa a început să se aplatizeze la poli și să se transforme într-un disc, a cărui densitate nu era uniformă, ceea ce a contribuit la separarea sa în inele de gaze separate. Mai târziu, fiecare inel de gaz a început să se condenseze și să se transforme într-un singur aglomerat de gaz care s-a rotit în jurul axei sale, apoi aceste aglomerări s-au răcit și s-au transformat treptat în planete, iar inelele din jurul lor în sateliți. Partea principală a nebuloasei a rămas în centru și încă nu s-a răcit (a devenit Soare). În secolul al XIX-lea, au fost descoperite deficiențele acestei teorii, deoarece nu a putut fi folosită pentru a explica noi date științifice, dar valoarea ei este încă mare.

IPOTEZA LUI O.YU.SHMIDT

O.Yu. Schmidt, un geofizician care a lucrat în prima jumătate a secolului al XX-lea, a avut o idee diferită despre apariția și dezvoltarea sistemului solar. Conform ipotezei sale, Soarele, călătorind prin galaxie, a trecut printr-un nor de gaz-praf și a purtat o parte din acesta împreună cu el. Ulterior, particulele solide ale norului au fost zdrobite și transformate inițial în planete reci. Încălzirea acestor planete a avut loc mai târziu ca urmare a compresiei, precum și a afluxului de energie solară. Încălzirea Pământului a fost însoțită de o revărsare masivă de lavă pe suprafața planetei, ca urmare a activității vulcanice active. Datorită acestei revărsări, s-au format primele învelișuri solide ale Pământului. Din lave au fost eliberate gaze. Au format o atmosferă primară care nu conținea încă oxigen, deoarece nu existau plante pe planetă. Mai mult de jumătate din volumul atmosferei primare era format din vapori de apă, iar temperatura acesteia depășea 100°C. Odată cu răcirea în continuare a atmosferei, a avut loc condensarea vaporilor de apă, ceea ce a dus la precipitații și la crearea oceanului primar. Acest lucru s-a întâmplat acum aproximativ 4,5-5 miliarde de ani. Mai târziu, a început formarea pământului, care este îngroșat, părți relativ ușoare ale plăcii litosferice, ridicându-se deasupra nivelului oceanului.

IPOTEZA LUI F.HOYLE

Conform ipotezei lui Fred Hoyle, un astrofizician englez care a lucrat în secolul al XX-lea, Soarele avea o stea geamănă care a explodat. Majoritatea fragmentelor au fost duse în spațiul cosmic, în timp ce o parte mai mică a rămas pe orbita Soarelui și a format planete.

Indiferent cât de diferite interpretează ipotezele originii sistemului solar și legăturile de familie dintre Pământ și Soare, ele sunt unanime în sensul că toate planetele s-au format dintr-un singur pâlc de materie. Apoi soarta fiecăruia dintre ei a fost decisă în felul său. Pământul a trebuit să călătorească aproximativ 5 miliarde de ani, experimentând o serie de transformări uimitoare, înainte de a-și lua forma modernă.

Ocupând o poziție de mijloc între planete în mărime și greutate, Pământul s-a dovedit în același timp a fi unic ca refugiu pentru viața viitoare. „;Eliberat”; din unele dintre gaze, datorită supervolatilității lor, le-a reținut suficient pentru a crea un ecran de aer capabil să-și protejeze locuitorii de influența distructivă a razelor cosmice și a numeroși meteoriți care ard constant în straturile superioare ale atmosferei.

Analizând toate ipotezele disponibile despre originea Pământului și a Sistemului Solar, este necesar să rețineți că nu există încă o ipoteză care să nu aibă deficiențe serioase și să răspundă la toate întrebările despre originea Pământului și a altor planete ale Solarului. Sistem. Dar se poate considera stabilit că Soarele și planetele s-au format simultan dintr-un singur mediu material, dintr-un singur nor de gaz-praf.

FORMA SI DIMENSIUNEA PAMANTULUI

Măsurătorile geodezice au arătat că forma Pământului este complexă și nu este o sferă tipică. Acest lucru poate fi dovedit prin compararea razelor ecuatoriale și polare. Distanța de la centrul planetei până la ecuatorul său se numește semiaxa majoră și este de 6.378.245 m. Distanța de la centrul planetei până la polul său se numește semiaxa minoră, este de 6.356.863 metri. De aici rezultă că semiaxa mare este mai mare decât axa minoră cu aproximativ 22 km. În consecință, planeta noastră nu are proporțiile corecte, iar forma sa nu este asemănătoare cu niciuna dintre figurile geometrice cunoscute; nu este o minge obișnuită. Sub influența forței centrifuge care decurge din rotația Pământului în jurul axei sale, acesta este ușor aplatizat la poli. Prin urmare, atunci când se construiesc hărți, Pământul este luat ca un elipsoid de revoluție, care este înțeles ca un corp format atunci când elipsa se rotește în jurul unei axe scurte. Forma adevărată a Pământului este considerată a fi geoidul. Un geoid este un corp delimitat de suprafața unui ocean calm și pe uscat de aceeași suprafață, extins mental sub continente și insule. Abaterea acestei suprafețe de la elipsoid nu depășește zeci de metri. Suprafața efectivă a terenului deviază în sus cu 8848 m (Muntele Chomolungma din Himalaya); abaterea maximă a fundului oceanului de la nivelul său este de 11.022 m (Șanțul Mariana din Oceanul Pacific). Suprafața totală a globului este de 510 milioane de metri pătrați. km. Lungimea ecuatorului este de 40.000 km.

© 2024 huhu.ru - Gât, examinare, secreții nazale, boli ale gâtului, amigdale