Большие и маленькие, горячие и холодные, заряженные и не заряженные. В этой статье мы дадим классификацию основных видов звезд.

Одной из классификаций звезд является спектральная классификация . Согласно этой классификации звезды относят в тот или иной класс согласно их спектру. Спектральная классификация звезд служит многим задачам звездной астрономии и астрофизики. Качественное описание наблюдаемого спектра позволяет оценить важные астрофизические характеристики звезды, такие как эффективная температура ее поверхности, светимость и, в отдельных случаях, особенности химического состава.

Некоторые звезды не попадают ни в один из перечисленных спектров. Такие звезды называют пекулярными . Их спектры не укладываются в температурную последовательность O—B—A—F—G—K—M. Хотя зачастую такие звезды представляют собой определенные эволюционные стадии вполне нормальных звезд, либо представляют звезды, не совсем характерные для ближайших окрестностей (бедные металлами звезды, такие как звезды шаровых скоплений и гало ). В частности, к звездам с пекулярными спектрами относятся звезды с различными особенностями химического состава, что проявляется в усилении или ослаблении спектральных линий некоторых элементов.

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела

Хорошо разобраться в классификации звезд позволяет диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Она показывает зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды. Неожиданным является тот факт, что звезды на этой диаграмме располагаются не случайно, а образуют хорошо различимые участки. Диаграмма предложена в 1910 независимо друг от друга исследователями Э. Герцшпрунгом и Г. Расселом. Она используется для классификации звезд и соответствует современным представлениям о .

Большая часть звезд находится на так называемой главной последовательности . Существование главной последовательности связано с тем, что стадия горения водорода составляет ~90% времени эволюции большинства звезд: выгорание водорода в центральных областях звезды приводит к образованию изотермического гелиевого ядра, переходу к стадии красного гиганта и уходу звезды с главной последовательности. Относительно краткая эволюция красных гигантов приводит, в зависимости от их массы, к образованию белых карликов, нейтронных звезд или .

Желтый карлик

Находясь на различных стадиях своего эволюционного развития, звезды подразделяются на нормальные звезды, звезды карлики, звезды гиганты. Нормальные звезды, это и есть звезды главной последовательности. К таким, например, относится наше Солнце. Иногда такие нормальные звезды называются желтыми карликами .

Звезда может называться красным гигантом в момент звездообразования и на поздних стадиях развития. На ранней стадии развития звезда излучает гравитационную энергию, выделяющуюся при сжатии, до того момента пока сжатие не будет остановлено начавшейся термоядерной реакцией. На поздних стадиях эволюции звезд, после выгорания водорода в их недрах, звезды сходят с главной последовательности и перемещаются в область красных гигантов и сверхгигантов диаграммы Герцшпрунга-Рассела: этот этап длится ~ 10% от времени «активной» жизни звезд, то есть этапов их эволюции, в ходе которых в звездных недрах идут реакции нуклеосинтеза.

Звезды-гиганты

Звезда гигант имеет сравнительно низкую температуру поверхности, около 5000 градусов. Огромный радиус, достигающий 800 солнечных радиусов и за счет таких больших размеров огромную светимость. Максимум излучения приходится на красную и инфракрасную область спектра, потому их и называют красными гигантами.

Звезды карлики являются противоположностью гигантов и включают в себя несколько различных подвидов:

• Белый карлик - проэволюционировавшие звезды с массой не превышающей 1,4 солнечных массы, лишенные собственных источников термоядерной энергии. Диаметр таких звезд может быть в сотни раз меньше солнечного, а потому плотность может быть в 1 000 000 раз больше плотности воды.
• Красный карлик — маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М или верхний К. Они довольно сильно отличаются от других звезд. Диаметр и масса красных карликов не превышает трети солнечной (нижний предел массы — 0,08 солнечной, за этим идут коричневые карлики).
• Коричневый карлик — субзвездные объекты с массами в диапазоне 5—75 масс Юпитера (и диаметром примерно равным диаметру Юпитера), в недрах которых, в отличие от звезд главной последовательности, не происходит реакции термоядерного синтеза c превращением водорода в гелий.
• Субкоричневые карлики или коричневые субкарлики — холодные формирования, по массе лежащие ниже предела коричневых карликов. Их в большей мере принято считать .
• Черный карлик - остывшие и вследствие этого не излучающие в видимом диапазоне белые карлики. Представляет собой конечную стадию эволюции белых карликов. Массы черных карликов, подобно массам белых карликов, ограничиваются сверху 1,4 массами Солнца.

Кроме перечисленных, существует еще несколько продуктов эволюции звезд :

• Нейтронная звезда . Звездные образования с массами порядка 1,5 солнечных и размерами, заметно меньшими белых карликов, порядка 10-20 км в диаметре. Плотность таких звезды может достигать 1000 000 000 000 плотностей воды. А магнитное поле во столько же раз больше магнитного поля земли. Такие звезды состоят в основном из нейтронов, плотно сжатых гравитационными силами. Часто такие звезды представляют собой .
• Новая звезда . Звезды, светимость которых внезапно увеличивается в 10000 раз. Новая звезда представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и звезды-компаньона, находящейся на главной последовательности. В таких системах газ со звезды постепенно перетекает на белый карлик и периодически там взрывается, вызываю вспышку светимости.
• Сверхновая звезда - это звезда, заканчивающая свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Вспышка при этом может быть на несколько порядков больше чем в случае новой звезды. Столь мощный взрыв есть следствие процессов, протекающих в звезде на последней стадии эволюции.
• Двойная звезда - это две гравитационно связанные звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс. Иногда встречаются системы из трех и более звезд, в таком общем случае система называется кратной звездой. В тех случаях, когда такая звездная система не слишком далеко удалена от Земли, в

Далеко не все в этом рассказе является вымыслом. Много лет тому назад автор сам встречался с человеком, жизнь которого подсказала ему образ одинокого мечтателя, преследуемого сознанием собственного уродства и боязнью стать посмешищем для окружающих. Звали этого несчастного Дэвидом Ричи, и родился он в долине реки Твид. Он был сыном простого рабочего со сланцевых копей в Стобо и, по-видимому, уже появился на свет уродцем, хотя сам иногда ссылался на перенесенные в детстве побои.

В Эдинбурге он прошел ученичество у щеточника и потом долго странствовал, пытаясь заработать на жизнь своим ремеслом; однако всюду ему сопутствовал назойливый интерес, возбуждаемый его безобразной внешностью, и он каждый раз бежал на новое место. По его собственным словам, он побывал даже в Дублине.

И вот наконец Дэвид Ричи решил оградить себя от издевательских криков, смеха и шуток и, подобно затравленному оленю, укрыться где-нибудь в глуши, чтобы как можно меньше общаться с глумившейся над ним толпой. С этой целью он и обосновался на вересковой пустоши, в уединенной лощине речушки Мэнор, протекавшей по землям фермы Вудхауз в графстве Пибблсшир. Редкие путники, которым случалось проходить в тех местах, взирали с удивлением, а подчас и с некоторой долей суеверного страха, на то, как этот странный человечек, которого они окрестили Горбун Дэви, занимается совершенно, казалось бы, неподходящим для него делом, а именно - строит себе дом. Хижина, которую он построил, была совсем крохотной, но зато стены дома и окружавшего его участка Дэви возводил с претензией на особую прочность - из выложенных рядами больших камней и дерна, причем некоторые краеугольные камни были такими тяжелыми, что зрители только диву давались, как строитель ухитрился взгромоздить их на стену.

Дело же объяснялось тем, что случайные прохожие, а также и те, кто нарочно приходил сюда поглазеть, часто пособляли Дэвиду; но поскольку никто не знал, какую помощь оказывали маленькому зодчему другие, всеобщему удивлению не было конца.

Хозяин тех земель, покойный баронет сэр Джеймс Нэсмит, как-то проезжал мимо этого своеобразного жилища, появившегося здесь без всякого на то права и разрешения, и сказал о нем в точности, как некогда Фальстаф: «Прекрасный дом, но на чужой земле»; казалось, бедному Дэвиду грозит потеря его убежища, сооруженного на неудачно выбранном месте; но землевладелец отнюдь не собирался производить конфискацию имущества - наоборот: он охотно простил Дэвиду его безобидный проступок и разрешил ему проживать там и дальше.

Теперь уже принято полагать, что описание внешности Элшендера с Маклстоунской пустоши является довольно точным и неискаженным портретом Дэвида с берегов Мэнора. Считается, что ростом Дэвид был около трех с половиной футов, поскольку такова была высота двери его дома, куда он проходил, не сгибаясь. В журнале «Скоте Мэгезин» за 1817 год приводятся следующие подробности о его внешности и характере; они, видимо, были сообщены тем самым мистером Робертом Чеймберсом из Эдинбурга, который проявил столько изобретательности и находчивости при собирании исторических преданий Славного Города и который другими своими публикациями внес немалый вклад в сокровищницу наших старинных народных былей. Он - земляк Дэвида Ричи и лучше других знал, где искать о нем разные интересные сведения.

«Голова у него была вытянутой и довольно необычной формы, - рассказывает этот авторитетный свидетель, - а череп такой крепкий, что он ударом головы легко вышибал филенку из двери или днище из бочки. Смех его, говорят, наводил ужас, а его резкий, по-совиному пронзительный и неприятный голос вполне соответствовал его внешности.

В его манере одеваться не было ничего необычного. Выходя из дому, он надевал старую, бесформенную шляпу, а дома носил какой-то ночной колпак, похожий на капюшон. Обуви он вообще не носил, так как никакие башмаки не годились для его искривленных, пастообразных ног, которые он тщательно обертывал до колен кусками холста. Ходил он, опираясь на кол или посох, значительно более высокий, чем он сам. Он придерживался каких-то странных, во многих отношениях необычайных, привычек, свидетельствовавших о том, что склад ума у него был столь же исковерканный, как и череп, вмещавший в себе этот ум. Главной чертой его характера была раздражительность, ревнивая неприязнь к людям. Сознание собственного уродства преследовало его, словно наваждение. А вечные насмешки и оскорбления наполнили его сердце горечью и злобой, хотя, если судить по другим чертам его характера, он отроду был ничуть не злее всех окружающих.

Детей он терпеть не мог, так как они постоянно дразнили и оскорбляли его. С незнакомыми людьми он держался сдержанно, угрюмо и грубовато; никогда не отказываясь от помощи и подаяний, он редко высказывал свою благодарность. Даже с теми, кого он мог считать своими величайшими благодетелями и к кому сам относился довольно доброжелательно, он часто бывал «капризен и раздражителен. Одна дама, знавшая его с детства и весьма обязавшая нас тем, что сообщила некоторые сведения из его жизни, рассказывала, что хотя Дэви и относился к членам семьи ее отца со всею привязанностью и уважением, на какие только был способен, они всегда вынуждены были подходить к нему с оглядкой. Однажды она пришла навестить его вместе с другой дамой, и он повел их осматривать сад и огород; с добродушной гордостью он показывал им все свои цветущие, со вкусом разбитые клумбы и грядки, как вдруг они остановились у гряды с капустой, слегка поеденной гусеницами. Когда Дэви заметил, что одна из дам улыбнулась, на его лице сразу появилась свирепая гримаса, и, воскликнув: „Проклятые черви! Они издеваются надо мной!“ - он вскочил на гряду и начал топтать и колотить кочаны своим посохом.

При сходных обстоятельствах другая дама, тоже считавшаяся старым другом Дэви, сама того не желая, смертельно оскорбила его. Он как-то водил ее по саду и изредка оглядывался, ревниво следя за нею; вдруг ему показалось, что она плюнула. «Разве я жаба, почтеннейшая, что вы плюете на меня? Разве я жаба?» - в ярости закричал он и, не слушая никаких объяснений, выгнал ее из своего сада, осыпая проклятиями и оскорблениями. Его мизантропия проявлялась в еще более резких словах, а иногда и в действиях, если его выводили из себя люди, к которым он не питал никакого уважения; в таких случаях он мог прибегнуть к неслыханным и чрезвычайно злобным проклятиям и угрозам». .

Природа во всех своих проявлениях стремится сохранить равновесие между добром и злом; вероятно, нет такой бездны отчаяния, которая не таила бы в себе утешений, свойственных ей одной. Так и у нашего бедняги, чья мизантропия шла от сознания своего противоестественного уродства, были свои радости в жизни. Вынужденный жить в полном одиночестве, он стал поклонником природы. Сад, который он возделывал с любовью и упорством, превратив свой участок каменистой пустоши в цветущий, плодородный уголок, был предметом его гордости и радости. Но он любовался красотами природы и в более широком смысле этого слова; он говорил, что мог часами с невыразимым наслаждением любоваться мягкими линиями зеленых холмов, журчащим родником, путаницей ветвей в чаще леса. Может быть, потому-то ему так нравились пасторали Шенстона и некоторые места из «Потерянного рая». Автору довелось слышать, как он своим весьма немузыкальным голосом декламировал знаменитое описание рая - по всей видимости, с полным пониманием всех его достоинств.

Другим его любимым занятием было заводить споры.

В приходской церкви он никогда не появлялся, и по-. этому считалось, что он придерживается каких-то еретических взглядов; но сам он, вероятнее всего, объяснил бы дело тем, что ему не хочется выставлять напоказ свое уродство. О потусторонней жизни он говорил чрезвычайно взволнованно, даже со слезами на глазах. Ему претила мысль, что его останки будут покоиться рядом со всяким «кладбищенским сбродом», как сам он выразился, и поэтому в качестве места последнего отдохновения он с присущим ему вкусом выбрал для себя красивый, уединенный уголок в той же лощине, где жил. Однако потом он передумал и был похоронен на кладбище мэнорской общины.

7. Черные карлики

Чёрные карлики — последняя стадия эволюции белого карлика , при которой он перестаёт излучать в видимом диапазоне. В настоящее время чёрные карлики относят к классу белых карликов, но с оговоркой, что это завершающая стадия его жизни. Для того, чтобы понять что такое чёрный карлик , нужно разобраться с понятием белый карлик .

Что же такое белый карлик и какова его природа?

Возьмём в качестве примера наше Солнце . В ходе термоядерной реакции на Солнце водород превращается в гелий, звезда медленно расширяется, становясь тяжелее. Со временем, когда водорода станет ещё меньше, а гелия больше, из последнего будут синтезироваться ещё более тяжёлые элементы, такие как углерод, кислород, железо. Солнце будет раздуваться, превращаясь в красного гиганта . Его внешние слои будут находиться далеко за орбитой Земли.

Когда масса светила станет критической, она взорвётся сверхновой, «скинув» внешние слои. При этом, массы нашего Солнца будет недостаточно для того, чтобы образовать чёрную дыру или стать нейтронной звездой. После взрыва Солнце станет белым карликом .

Сбросив часть массы, звезда становится неспособной продолжать процесс образования термоядерной энергии. Теперь белый карлик медленно остывает, постепенно переходя в разряд чёрных карликов . При этом, звезда является очень стабильной и будет находиться в этом состоянии очень долгое время.

Белые карлики (и чёрные карлики в том числе ) могут отличаться по своему составу, светимости, массе и по другим параметрам, но в общем все они являются звёздами, масса которых сопоставима с массой Солнца или немного больше, а их диаметр в десятки раз меньше солнечного. Свет таких звёзд гораздо тусклее, чем был ранее.

Ближайшим к Земле белым карликом является звезда ван Маанена , которая находится в 14,4 световых лет в созвездии Рыб. А, пожалуй, самым известным белым карликом считается звезда Сириус Б , которая является одной из звёзд звёздной системы Сириус . Масса звезды Сириус Б приблизительно равна солнечной, это делает звезду одной из самых больших звёзд среди белых карликов.

Чёрные ка́рлики - остывшие и вследствие этого не излучающие (или слабоизлучающие) в видимом диапазоне белые карлики . Представляют собой конечную стадию эволюции белых карликов в отсутствие аккреции .

В настоящее время в астрономической литературе термин «чёрный карлик», как правило не используется, такие объекты именуются белыми карликами (WD).

Массы чёрных карликов, подобно массам белых карликов, ограничиваются сверху пределом Чандрасекара , нижний предел массы определяется скоростью эволюции звёзд главной последовательности в белые карлики и скоростью последующего остывания.

Современные модели (2006 г.) остывания белых карликов предсказывают, что белые карлики, образованные при эволюции первого поколения звёзд (возраст ≈13 миллиардов лет) должны в настоящее время иметь температуры фотосферы ≈3200 K и блеск в ≈16 абсолютных звёздных величин , то есть быть весьма тусклыми объектами и рассматриваются в качестве одних из кандидатов-компонентов скрытой массы , входящей в состав массивных компактных объектов галактических гало (MACHO) . Одним из примеров таких «остывших» объектов является белый карлик WD 0346+246 с температурой поверхности 3900 K .

Чёрные карлики, как и массивные коричневые карлики , находятся в состоянии гидростатического равновесия, поддерживаемого давлением вырожденного электронного газа их недр.

См. также

Напишите отзыв о статье "Чёрный карлик"

Примечания

Ссылки

Эволюция Протозвёзды Типы Останки Обычное вещество Сверхплотные Гипотетические «Недозвёзды» Строение Нуклеосинтез Свойства Списки

Отрывок, характеризующий Чёрный карлик

Действительно, только открытие кампании задержало Ростова и помешало ему приехать – как он обещал – и жениться на Соне. Отрадненская осень с охотой и зима со святками и с любовью Сони открыли ему перспективу тихих дворянских радостей и спокойствия, которых он не знал прежде и которые теперь манили его к себе. «Славная жена, дети, добрая стая гончих, лихие десять – двенадцать свор борзых, хозяйство, соседи, служба по выборам! – думал он. Но теперь была кампания, и надо было оставаться в полку. А так как это надо было, то Николай Ростов, по своему характеру, был доволен и той жизнью, которую он вел в полку, и сумел сделать себе эту жизнь приятною.
Приехав из отпуска, радостно встреченный товарищами, Николай был посылал за ремонтом и из Малороссии привел отличных лошадей, которые радовали его и заслужили ему похвалы от начальства. В отсутствие его он был произведен в ротмистры, и когда полк был поставлен на военное положение с увеличенным комплектом, он опять получил свой прежний эскадрон.
Началась кампания, полк был двинут в Польшу, выдавалось двойное жалованье, прибыли новые офицеры, новые люди, лошади; и, главное, распространилось то возбужденно веселое настроение, которое сопутствует началу войны; и Ростов, сознавая свое выгодное положение в полку, весь предался удовольствиям и интересам военной службы, хотя и знал, что рано или поздно придется их покинуть.
Войска отступали от Вильны по разным сложным государственным, политическим и тактическим причинам. Каждый шаг отступления сопровождался сложной игрой интересов, умозаключений и страстей в главном штабе. Для гусар же Павлоградского полка весь этот отступательный поход, в лучшую пору лета, с достаточным продовольствием, был самым простым и веселым делом. Унывать, беспокоиться и интриговать могли в главной квартире, а в глубокой армии и не спрашивали себя, куда, зачем идут. Если жалели, что отступают, то только потому, что надо было выходить из обжитой квартиры, от хорошенькой панны. Ежели и приходило кому нибудь в голову, что дела плохи, то, как следует хорошему военному человеку, тот, кому это приходило в голову, старался быть весел и не думать об общем ходе дел, а думать о своем ближайшем деле. Сначала весело стояли подле Вильны, заводя знакомства с польскими помещиками и ожидая и отбывая смотры государя и других высших командиров. Потом пришел приказ отступить к Свенцянам и истреблять провиант, который нельзя было увезти. Свенцяны памятны были гусарам только потому, что это был пьяный лагерь, как прозвала вся армия стоянку у Свенцян, и потому, что в Свенцянах много было жалоб на войска за то, что они, воспользовавшись приказанием отбирать провиант, в числе провианта забирали и лошадей, и экипажи, и ковры у польских панов. Ростов помнил Свенцяны потому, что он в первый день вступления в это местечко сменил вахмистра и не мог справиться с перепившимися всеми людьми эскадрона, которые без его ведома увезли пять бочек старого пива. От Свенцян отступали дальше и дальше до Дриссы, и опять отступили от Дриссы, уже приближаясь к русским границам.

Черные карлики

Постепенно остывая, они все меньше и меньше излучают, переходя в невидимые "черные" карлики. Это мертвые, холодные звезды очень большой плотности, в миллионы раз плотнее воды. Их размеры меньше размеров земного шара, хотя массы сравнимы с солнечной. Процесс остывания белых карликов длится много сотен миллионов лет. Так кончает свое существование большинство звезд. Однако финал жизни сравнительно массивных звезд может быть значительно, более драматическим.

Нейтронные звезды

Если масса сжимающейся звезды превосходит массу Солнца более чем в 1,4 раза, то такая звезда, достигнув стадии белого карлика, на том не остановится. Гравитационные силы в этом случае очень велики, что электроны вдавливаются внутрь атомных ядер. В результате изотопы превращаются в нейтроны способные прилетать друг к другу без всяких промежутков. Плотность нейтронных звезд превосходит даже плотность белых карликов; но если масса материала не превосходит 3 солнечных масс, нейтроны, как и электроны, способны сами предотвратить дальнейшее сжатие. Типичная нейтронная звезда имеет в поперечнике всего лишь от 10 до 15 км, а один кубический сантиметр ее вещества весит около миллиарда тонн. Помимо неслыханно громадной плотности, нейтронные звезды обладают еще двумя особыми свойствами, которые позволяют их обнаружить, невзирая на столь малые размеры: это быстрое вращение и сильное магнитное поле. В общем, вращаются все звезды, но когда звезда сжимается, скорость ее вращения возрастает - точно так же, как фигурист на льду вращается гораздо быстрее, когда прижимает к себе руки. Нейтронная звезда совершает несколько оборотов в секунду. Наряду с этим исключительно быстрым вращением, нейтронные звезды имеют магнитное поле, в миллионы раз более сильное, чем у Земли.