Интересные факты
· Светимость цефеид напрямую зависит от периода их пульсации: чем больше период, тем интенсивнее светимость звезды;
· Большинство цефеид можно увидеть невооруженным глазом. Многие из них удалены от Земли на расстоянии свыше 60 млн. световых лет;
· Первая открытая астрономами звезда переменного типа – Дельта Цефея. В честь нее описанный выше класс звезд и получил свое название.
Звезды, пульсации которых происходят с периодом большим, чем у цефеид, называют долгопериодическими.
Период изменения светимости у них не выдерживается так строго, как у цефеид, и составляет в среднем от нескольких месяцев до полутора лет, а светимость меняется значительно – на несколько звездных величин. Эти звезды типа Миры(0 – Кита) являются красными гигантами с весьма протяженной и холодной атмосферой.
2. Новые звезды.
Не всегда изменение блеска переменной звезды носит периодический характер. Иногда оно выглядит как вспышка, кратковременное резкое увеличение блеска.
Новыми звезды были названы потому, что на месте вдруг появившейся довольно яркой звезды вроде бы ничего и не было. Уже в XX веке, когда регулярным стало фотографирование неба при помощи телескопов, удалось выяснить, что на месте «новых» звезд все-таки до вспышки находились слабые звездочки, которые почему-то вдруг резко увеличили светимость.
Вспышки новых звезд происходят нечасто, один раз в несколько лет. Хотя блеск при этом увеличивается в десятки тысяч раз, некоторые из них так и не становятся видимыми невооруженному глазу - так далеко они находятся.
Каковы же причины столь мощных вспышек? Впервые ответ на этот вопрос удалось получить лишь в середине XX века, когда обнаружилось, что одна из вспыхнувших новых звезд оказалась двойной системой. Одна из пары звезд - звезда главной последовательности типа Солнца, а другая - особенная, сверхплотный белый карлик, диаметром в сто раз меньше Солнца. Пара оказалась очень тесной, так что приливная сила заставляла газ с поверхности желтой звезды перетекать на поверхность белого карлика. Там этот газ оказался в условиях сверхвысоких давлений и температур, что открыло путь термоядерным реакциям - как в недрах Солнца. Но если на Солнце эти реакции протекают спокойно, то здесь они носили взрывной характер. Взрывом оболочку газа, «натянутого» на себя белым карликом, сорвало, и она стала бурно расширяться, многократно увеличивая общую светимость звездной системы. Впрочем, плотность разлетающейся оболочки была столь мала, что она не причинила вреда соседней желтой звезде, которая продолжала снабжать ядерным горючим белого карлика. Так что в будущем, через несколько сотен лет, возможна и еще одна вспышка новой на том же месте. Аналогичная причина взрыва - и у других новых звезд.
У новых звезд светимость возрастает на 12 – 13 звездных величин и выделяется энергия до 1039 Дж. Звезда приобретает максимальную яркость за несколько суток, а ослабление до первоначального значения светимости может длиться годами.
3. Сверхновые звезды.
Еще более грандиозное явление - вспышка сверхновой звезды. Энергия, которая при этом выделяется, можно оценить в 1042 — 1046 Дж, равна энергии, излучаемой Солнцем за несколько миллиардов лет. Во время вспышки сверхновой светимость звезды возрастает в миллиарды
раз. Выброс материи происходит со скоростью до 6000 км/с. Взрыв зарождается на большой глубине и выброшенная материя составляет значительную долю массы звезды, по крайней мере, несколько процентов. Вспышки сверхновых, еще более редкие, чем вспышки новых, наблюдаются не только в нашей Галактике, но и в соседних, причем блеск их иногда сравним по величине с суммарным блеском всех остальных звезд галактики. А некоторые вспыхнувшие в нашей Галактике сверхновые были видны даже в дневное время. Такое событие отметили, например, китайские и японские хроники в 1054 году. А в 1987 году произошла вспышка сверхновой в ближайшем соседе нашей Галактики - в Большом Магеллановом Облаке. Ее впервые в истории науки удалось пронаблюдать от начала до конца при помощи современных наблюдательных средств.
В созвездии Тельца известна знаменитая Крабовидная туманность - облако светящегося газа. Оно расширяется, и скорость этого расширения можно определить. Расчеты показали, что если она не менялась существенно со временем, то около тысячи лет назад все вещество Крабовидной туманности находилось в одном месте - именно там, где вспыхнула сверхновая звезда. Так выяснилось, что Крабовидная туманность - это остаток взрыва сверхновой. Впоследствии нашли и другие туманности такого же происхождения. А в самом центре Крабовидной туманности обнаружили удивительную звезду - пульсар. Пульсары - это нейтронные звезды, вещество которых имеет еще большую плотность, чем у белых карликов. Причина взрывов сверхновых - это потеря устойчивости очень массивными звездами в конце жизни.
Именно при взрывах сверхновых звезд могут рождаться самые тяжелые из химических элементов - те, что стоят в таблице Менделеева после железа. Никакими другими путями синтезировать их в природе невозможно. Так что, поскольку в организме человека какое-то количество этих элементов содержится, мы можем сказать, что носим в себе мельчайшие частицы, рожденные при грандиозных звездных катаклизмах...
Существуют другие сверхновые звезды(их называют сверхновыми II типа), представляющие собой массивные звезды на поздних этапах эволюции. Наблюдения и теоретические расчеты позволили составить достаточно полное представление о процессах, происходящих в тех сверхновых звездах, масса которых в десятки раз превосходит массу Солнца. К моменту вспышки в них полностью исчерпаны возможности протекания ядерных реакций. Эволюция таких массивных звезд – это непрерывно ускоряющийся процесс увеличения температуры и плотности в ядре звезды.
На протяжении большей части жизни любой звезды основным источником ее энергии служит термоядерный синтез гелия из водорода. Эта стадия длится несколько миллиардов лет. Когда запасы водорода истощаются, ядро сжимается, разогревается и из гелия начинает синтезироваться углерод. Эта стадия занимает около 500 тыс. лет. Затем во все более нарастающем темпе последовательно происходят реакции синтеза, в которых участвуют углерод(600 лет), неон(1 год), кислород(6 мес.), кремний. На последней стадии, которая длится всего сутки, из кремния синтезируется железо. Ядро железа связано сильнее других ядер, поэтому дальнейший синтез невозможен. Лишенное источников энергии, ядро не может противостоять гравитационным силам и коллапсирует (катастрофически сжимается) за несколько миллисекунд. Центральная часть ядра сжимается до ядерного вещества. Наружные слои звезды, которые не участвовали в сжатии, упадут на ядро звезды. При ударе о ядро. Плотность и температура слоев резко возрастут. Это порождает мощную ударную волну, которая движется наружу со скоростью не менее 30 тыс. км/с и срывает со звезды большую часть массы. В некоторых случаях вещество полностью рассеивается в космическом пространстве, а иногда на месте звезды остается плотный остаток ядра звезды, который назвали пульсаром.