כוכבים: סוגי כוכבים וסיווגם לפי צבע וגודל

כל אדם יודע איך הכוכבים נראים בשמים. אורות זעירים נוצצים באור לבן קר. בימי קדם, אנשים לא יכלו לבוא עם הסבר על תופעה זו. הכוכבים נחשבו בעיני האלים, נשמותיהם של האבות הקדמונים, האפוטרופוסים והמגינים, והגנו על שלמות האדם בחשכת הלילה. אז אף אחד לא יכול לחשוב שהשמש הוא גם כוכב.

מהו כוכב

מאות שנים חלפו עד שאנשים הבינו מה הכוכבים. סוגי כוכבים, מאפייניהם, ייצוגים של תהליכים כימיים ופיסיקליים המתרחשים שם - זהו תחום ידע חדש. אסטרונומים עתיקים לא יכלו אפילו לדמיין שכוכב כזה הוא בעצם לא להבה קטנה, אלא את הממדים הבלתי נתפסים של כדור של גז לוהט, שבו מתרחשות תגובות היתוך תרמו-גרעיני. יש פרדוקס מוזר בכך שאור הכוכבים העמום הוא זוהר מסנוור של תגובה גרעינית, וחום שמש חמים הוא החום המפלצתי של מיליוני קלווין.

כל הכוכבים שנראים בשמים בעין בלתי מזוינת נמצאים בגלקסיית שביל החלב. השמש היא גם חלק ממערכת כוכבים זו , והיא ממוקמת בפאתי העיר. אי אפשר לדמיין איך ייראו שמי הלילה אם השמש תהיה במרכז שביל החלב. אחרי הכל, מספר הכוכבים בגלקסיה זו הוא יותר מ 200 מיליארד דולר.

קצת על ההיסטוריה של האסטרונומיה

גם אסטרונומים עתיקים יכלו לספר על הכוכבים בשמים. אפילו השומרים הגדירו את קבוצות הכוכבים ואת מעגל הזודיאקאל, הם גם חישבו בפעם הראשונה את חלוקת הזווית הכוללת ב -360 ^מעלות . הם גם יצרו את לוח השנה הירחי והצליחו לסנכרן אותו עם לוח השמש. המצרים האמינו כי כדור הארץ נמצא במרכז היקום, אבל הם ידעו כי מרקורי ו ונוס סובבים סביב השמש.

בסין אסטרונומיה כמו מדע היה מעורב כבר בסוף האלף השלישי לפנה"ס. א, ו המצפות הראשונות הופיעו במאה ה- XII. לפני הספירה. E. הם למדו ירחי ליקוי חמה, בעוד מסוגלים להבין את הסיבה שלהם ואפילו חישוב תאריכי התחזית, זרמים מטאוריטים מסלולים של שביטים נצפו.

האינקה הקדומה ידעה את ההבדלים בין כוכבים לכוכבי לכת. יש ראיות עקיפות כי הם היו מודעים לוויינים הגליליים של צדק ואת הטשטוש החזותי של קווי המתאר של הדיסק של ונוס, בשל נוכחותם של האטמוספירה על הפלנטה.

היוונים הקדמונים הצליחו להוכיח את כדור הארץ של כדור הארץ, העלו את ההנחה של ההליוצנטריות של המערכת. הם ניסו לחשב את קוטר השמש, גם אם לא היה נכון. אבל היוונים היו הראשונים שהניחו באופן עקרוני שהשמש גדולה יותר מכדור הארץ, לפני הכל, בהסתמך על תצפיות חזותיות, נחשב אחרת. היפארכוס היווני יצר בפעם הראשונה קטלוג של מאורות והציג סוגים שונים של כוכבים. סיווג הכוכבים בעבודה המדעית הזאת הסתמך על עוצמת הזוהר. Hipparchus זיהו 6 סוגים של בהירות, סה"כ בקטלוג היה 850 האורות.

מה האסטרונומים הקדומים שם לב אליהם

הסיווג המקורי של הכוכבים התבסס על בהירותם. אחרי הכל, קריטריון זה הוא היחיד זמין עבור אסטרונום חמושים רק עם טלסקופ. המאפיינים הבולטים או בעלי התכונות הייחודיות של הכוכבים אפילו קיבלו שמות משלהם, ולכל אחד יש את שלו. אז, דנב, ריגל ואלגול - השמות הם ערבית, סיריוס - לטינית, ואנטארס - יוונית. כוכב הקוטב בכל אומה יש שם משלה. זהו, אולי, אחד הכוכבים החשובים ביותר במובן המעשי. הקואורדינטות על שמי הלילה לא השתנו, למרות סיבוב כדור הארץ. אם הכוכבים האחרים נעים על פני השמים, עוברים את השביל מזריחת השמש עד השקיעה, כוכב הצפון לא משנה את מיקומו. לכן, זה היה בשימוש על ידי ימאים ונוסעים כמו מדריך אמין. אגב, בניגוד לתפיסה הרווחת, זה לא הכוכב הבהיר ביותר בשמים. כוכב הקוטב אינו מופיע באופן חיצוני בשום אופן - לא בגודל ולא בעוצמת הארה. אתה יכול למצוא את זה רק אם אתה יודע איפה לחפש. הוא ממוקם ממש בקצה של "ידית דלי" של הדליסה הקטנה.

מהו הבסיס של סיווג הכוכבים

אסטרונומים מודרניים, שעונים על השאלה איזה כוכבים הם, אינם מזכירים את בהירות הזוהר או את המיקום בשמי הלילה. אלא אם כן בסדר של טיול היסטורי או בהרצאה המיועדת לקהל הרחוק מאוד מאסטרונומיה.

הסיווג המודרני של כוכבים מבוסס על ניתוח ספקטרלי שלהם. במקרה זה, מסה, זוהר ורדיוס של הגוף השמימי מסומנים בדרך כלל. כל המדדים הללו ניתנים ביחס לשמש, כלומר, המאפיינים שלה נלקחים כיחידות מדידה.

סיווג הכוכבים מבוסס על קריטריון כמו גודל מוחלט . זוהי דרגת הבהירות לכאורה של גוף שמימי ללא אווירה, הממוקמת באופן מסורתי במרחק של 10 פרסקאות מנקודת התצפית. בנוסף, משתנות של הבהירות ואת גודל הכוכב נלקחים בחשבון. סוגי הכוכבים נקבעים כעת על ידי המעמד הספקטראלי שלהם כבר מפורט יותר - subclass. האסטרונומים ראסל והרטספרונג ניתחו באופן עצמאי את הקשר בין זוהר, גודל הכוכב המוחלט, משטח הטמפרטורה והמעמד הספקטראלי של המאורות. הם בנו תרשים עם צירים קואורדינטות המקביל ומצא כי התוצאה אינה כאוטית בכלל. המאורות על הגרף היו בבירור קבוצות מובחנות. התרשים מאפשר, לדעת את המעמד הספקטראלי של כוכב, כדי לקבוע עם דיוק משוער לפחות את גודל הכוכבים המוחלט.

איך הכוכבים נולדים

תרשים זה שימש כהוכחה חזותית לטובת התיאוריה המודרנית של התפתחות הנתונים של גופים שמימיים. התרשים מראה בבירור כי הכיתה הרבים ביותר הם אלה הקשורים מה שנקרא רצף הראשי של כוכב. סוגי הכוכבים השייכים למגזר זה נמצאים בנקודת הפיתוח הנפוצה ביותר כיום ביקום. זהו שלב הפיתוח של המאור, שבו האנרגיה המופקדת לקרינה מפוצה על ידי התגובה התרמו-גרעינית. משך השהות בשלב זה של הפיתוח נקבע על ידי המסה של הגוף השמימי ואחוז האלמנטים כבדים יותר מאשר הליום.

התיאוריה המקובלת בעולם של אבולוציה של כוכבים אומרת כי בתחילת שלב הפיתוח של הכוכב מייצג ענן גז ענק משוחרר. תחת השפעת הכבידה שלה היא חוזרת, בהדרגה הופכת לתחום. ככל שהדחיסה חזקה יותר, כך עוצמת הכבידה נעשית חזקה יותר באנרגיה התרמית. הגז מחומם, וכאשר הטמפרטורה מגיעה ל 15-20 מיליון K, תגובה תרמו-גרעינית מופעלת בכוכב נולד. לאחר מכן, תהליך דחיסה כבידה מושעה.

התקופה העיקרית של החיים של כוכב

בתחילה, במעיים של הירח הצעיר, התגובות של מחזור מימן לנצח. זוהי התקופה הארוכה ביותר בחיי הכוכב. סוגי הכוכבים הנמצאים בשלב זה של הפיתוח מיוצגים ברצף הראשי מסיבי ביותר של התרשים המתואר לעיל. מפעם לפעם, מימן שבבסיס הכוכב מסתיים, הופך להליום. לאחר מכן, בעירה תרמו-גרעינית אפשרית רק בפריפריה של הגרעין. הכוכב נעשה בהיר יותר, שכבותיו החיצוניות מתרחבות במידה ניכרת, והטמפרטורה יורדת. הגוף השמימי הופך לענק אדום. תקופה זו של החיים של הכוכב הרבה יותר קצר מהקודם. גורלה הנוסף נחקר מעט. ישנן הנחות שונות, אך אישורים מהימנים טרם התקבלו. התיאוריה הנפוצה ביותר היא שכאשר הליום הופך להיות יותר מדי, הליבה הכוכבית, לא מקיימת את המסה שלה, מתכווצת. הטמפרטורה עולה עד הליום אינו נכנס תגובה תרמו-גרעינית. טמפרטורות מפלצתיות מובילות להתרחבות הבאה, והכוכב הופך לענק אדום. גורלו העתידי של הכוכב, על פי המדענים, תלוי במסה שלו. אבל התיאוריות לגבי זה הן רק תוצאה של מודלים ממוחשבים, לא אושר על ידי תצפיות.

קירור כוכבים

יש להניח, ענקים אדומים בעלי מסת קטנה יכווצו, יהפכו לגמדים ומתקררים בהדרגה. הכוכבים של המסה הממוצעת יכולים להפוך לערפיליות פלנטריות, בעוד שבמרכזו של המבנה הזה הליבה, שאין לה קליפות חיצוניות, תמשיך להתקיים, מתקררת בהדרגה והפכה לגמד לבן. אם הכוכב המרכזי פולט קרינה אינפרא-אדומה משמעותית, מתעוררים תנאים להפעלה בקליפת הגז המתרחבת של הערפילית הפלנטרית של ה- maser.

מאורות מאסיביות, סחיטה, יכולות להגיע לרמה כזו של לחץ שהאלקטרונים משתלבים באופן מילולי בגרעי האטום, הופכים לנייטרונים. מאז בין לחלקיקים אלה אין כוחות דחייה אלקטרוסטטית, הכוכב יכול להתכווץ לגודל של כמה קילומטרים. יחד עם זאת, צפיפותו יעלה על צפיפות המים ב -100 מיליון פעמים. כוכב כזה נקרא נויטרונים, והוא למעשה גרעין אטומי ענקי.

כוכבים סופר-מסיביים ממשיכים להתקיים, מסנתזים באופן עקבי בתהליך של תגובות תרמו-גרעיניות מהליום - פחמן, ואז מחמצן, ממנו - סיליקון ולבסוף מברזל. בשלב זה של התגובה התרמו-גרעינית מתרחשת התפוצצות סופרנובה. Supernovae, בתורו, יכול להפוך כוכבי נויטרונים, או, אם המסה שלהם היא גדולה מספיק, ממשיכים להתכווץ לגבול קריטי וליצור חורים שחורים.

ממדים

הסיווג של כוכבים בגודל יכול להתממש בשתי דרכים. הגודל הפיזי של כוכב יכול להיקבע על ידי הרדיוס שלו. יחידת המדידה במקרה זה היא רדיוס השמש. יש גמדים, כוכבים בגודל בינוני, ענקים וסופרג'נטים. אגב, השמש עצמה היא רק גמד. רדיוס כוכבי נויטרונים יכול להגיע רק כמה קילומטרים. ו ב supergiant יהיה להתאים לחלוטין את מסלולו של כוכב הלכת מאדים. גודלו של כוכב יכול גם להיות מובן כמסה שלו. זה קשור באופן הדוק לקוטר של המאור. ככל שהכוכב גבוה יותר, כך צפיפותו נמוכה יותר, ולהיפך, ככל שהאור קטן יותר, כך הצפיפות גבוהה יותר. קריטריון זה אינו ארסי ביותר. כוכבים שיהיו פחות או יותר מהשמש 10 פעמים, מעט מאוד. רוב המאורות להתאים את המרווח מ 60 עד 0.03 השמש המסות. הצפיפות של השמש, נלקח עבור המדד ההתחלתי, הוא 1.43 גרם / ס"מ ³ . הצפיפות של ננסים לבנים מגיע 10 ¹² גרם / ס"מ ³ , ואת הצפיפות של supergiants מזויפים יכול להיות מיליוני פעמים פחות צפיפות השמש.

בסיווג האחיד של הכוכבים, מערך ההפצה ההמונית נראה כך. קטנים כוללים אור עם מסה מ 0.08 ל 0.5 השמש. כדי למתוח - מ 0.5 עד 8 המוני השמש, כדי מסיבית - מ 8 או יותר.

סיווג הכוכבים . מכחול ללבן

הסיווג של כוכבים לפי צבע הוא למעשה מבוסס לא על זוהר גלוי של הגוף, אבל על המאפיינים הספקטרום. ספקטרום הקרינה של אובייקט נקבע על ידי ההרכב הכימי של הכוכב, והטמפרטורה שלו תלויה בו. הנפוץ ביותר הוא סיווג הרווארד, שנוצר בתחילת המאה ה -20. לפי הסטנדרטים שהתקבלו אז, סיווג הכוכבים לפי צבע מציע חלוקה ל -7 סוגים.

לפיכך, כוכבים עם הטמפרטורה הגבוהה ביותר, מ 30-60,000 K, מסווגים כמו O-luminaries, הם בצבע כחול, המסה של גופים שמימיים כאלה מגיע 60 המוני השמש (מ '), והרדיוס הוא 15 רדיוס השמש (עמ' עמ '). קווי המימן וההליום בספקטרום שלהם חלשים למדי. בהירותם של אובייקטים שמימיים שכאלה יכולה להגיע ל -1 מיליון 400 אלף תאורות סולאריות (עמ ').

Class B כוכבים כוללים כוכבים עם טמפרטורה של 10 עד 30 אלף ק אלה הם גופים שמימיים של צבע לבן וכחול, המסה שלהם מתחיל מ 18 s. M, ואת רדיוס הוא מ 7 s. מ 'הנמוך ביותר בהירות של אובייקטים של המעמד הזה הוא 20 אלף s. וקווי המימן בספקטרום מוגברים ומגיעים לערכים ממוצעים.

Class A כוכבים יש טמפרטורות הנעות בין 7.5 ל 10,000 K, הם לבנים. המסה המינימלית של גופים שמימיים כאלה מתחילה מ -3.1 שניות. M, והרדיוס הוא מ 2.1 s. P. זוהר של אובייקטים הוא בטווח של 80 ל 20 אלף s. עם. קווי המימן בספקטרום של כוכבים אלה הם חזקים, יש שורות של מתכות.

אובייקטים של המעמד F הם למעשה צהוב לבן, אבל הם נראים לבנים. הטמפרטורה שלהם נע בין 6 ל 7,500 K, המסה נע בין 1.7 ל 3.1 ס"מ, רדיוס משתנה בין 1.3 ל 2.1 שניות. P. הזוהר של כוכבים כאלה נע בין 6 ל 80 s. עם. קווי המימן בספקטרום נחלשים, קווי המתכות, להיפך, מוגברים.

לכן, כל מיני כוכבים לבנים נופלים בגבולות השיעורים מ- A ל- F. בהמשך, על פי הסיווג, כתמי צהוב וכתום בצע.

צהוב, כתום ואדום כוכבים

סוגים של כוכבים בצבע מופצים מכחול לאדום, כמו הטמפרטורה יורדת ואת גודל בהירות של האובייקט פוחת.

הכוכבים של המעמד G, שאליו השמש שייכת, להגיע לטמפרטורה של 5 עד 6 אלף K, הם צהובים. המסה של אובייקטים כאלה היא בין 1.1 ל 1.7 שניות. M, רדיוס הוא מ 1.1 ל 1.3 s. P. הזוהר הוא בין 1.2 ל 6 s. עם. קווי ספקטרלי של הליום ומתכות הן אינטנסיבי, קווי מימן הופכים חלשים יותר.

Luminaries השייכים בכיתה K יש טמפרטורה של 3.5 עד 5,000 K. הם נראים צהוב כתום, אבל את הצבע האמיתי של הכוכבים האלה הוא כתום. רדיוס של אובייקטים אלה הוא בטווח בין 0.9 ל 1.1 s. פ, מסה - מ 0,8 ל 1,1 עם. מ 'הבהירות משתנה בין 0.4 ל 1.2 s. עם. קווי המימן כמעט בלתי נראים, קווי המתכת חזקים מאוד.

הכוכבים הקרים והקטנים הם של המעמד מ '. הטמפרטורה שלהם היא רק 2,5 - 3,5,000 K והם נראים אדומים, אם כי במציאות אלה חפצים כתום אדום. מסת הכוכבים נמצאת במרווח שבין 0.3 ל -0.8 s. M, רדיוס הוא מ -0.4 ל 0.9 s. P. הזוהר הוא רק 0.04-0.4 s. עם. אלה כוכבים גוססים. הגמדים החומים היחידים שנפתחו לאחרונה הם קרים יותר . עבורם הוקצה מעמד נפרד של M-T.