Wenn Sie den Nachthimmel genau betrachten, können Sie leicht feststellen, dass die Sterne, die uns betrachten, unterschiedliche Farben haben. Bläulich, weiß, rot leuchten sie gleichmäßig oder flackern wie eine Weihnachtsbaumgirlande. In einem Teleskop werden Farbunterschiede deutlicher. Der Grund für diese Vielf alt liegt in der Temperatur der Photosphäre. Und entgegen einer logischen Annahme sind die heißesten nicht rote, sondern blaue, weiß-blaue und weiße Sterne. Aber das Wichtigste zuerst.
Spektralklassifizierung
Sterne sind riesige heiße Gasbälle. Wie wir sie von der Erde aus sehen, hängt von vielen Parametern ab. Zum Beispiel funkeln Sterne nicht wirklich. Es ist sehr leicht, sich davon zu überzeugen: Es genügt, sich an die Sonne zu erinnern. Der Flimmereffekt entsteht dadurch, dass das Licht, das von kosmischen Körpern zu uns kommt, das interstellare Medium voller Staub und Gas überwindet. Eine andere Sache ist die Farbe. Sie ist eine Folge der Erwärmung der Schalen (insbesondere der Photosphäre) auf bestimmte Temperaturen. Die wahre Farbe kann von der sichtbaren abweichen, aber der Unterschied ist normalerweise gering.
Heute wird die Harvard-Spektralklassifikation von Sternen auf der ganzen Welt verwendet. Sie ist es zufälligTemperatur und basiert auf der Form und relativen Intensität der Linien des Spektrums. Jede Klasse entspricht den Sternen einer bestimmten Farbe. Die Klassifikation wurde 1890-1924 am Harvard Observatory entwickelt.
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Es gibt sieben Hauptspektralklassen: O-B-A-F-G-K-M. Diese Sequenz spiegelt eine allmähliche Abnahme der Temperatur wider (von O nach M). Um sich daran zu erinnern, gibt es spezielle mnemotechnische Formeln. Auf Russisch klingt einer davon so: "One Shaved Englishman Chewed Dates Like Carrots." Zwei weitere werden zu diesen Klassen hinzugefügt. Die Buchstaben C und S bezeichnen k alte Leuchten mit Metalloxidbanden im Spektrum. Schauen wir uns die Sternenklassen genauer an:
- Klasse O zeichnet sich durch die höchste Oberflächentemperatur aus (von 30 bis 60.000 Kelvin). Sterne dieses Typs übertreffen die Masse der Sonne um das 60-fache und den Radius um das 15-fache. Ihre sichtbare Farbe ist blau. In Sachen Leuchtkraft sind sie unserem Stern mehr als eine Million Mal voraus. Der zu dieser Klasse gehörende blaue Stern HD93129A zeichnet sich durch einen der höchsten Leuchtkraftindizes unter den bekannten kosmischen Körpern aus. Laut diesem Indikator ist es der Sonne 5 Millionen Mal voraus. Der blaue Stern befindet sich in einer Entfernung von 7,5 Tausend Lichtjahren von uns.
- Klasse B hat eine Temperatur von 10-30.000 Kelvin, eine Masse, die 18-mal größer ist als die der Sonne. Dies sind weiß-blaue und weiße Sterne. Ihr Radius ist 7-mal größer als der der Sonne.
- Klasse A ist durch eine Temperatur von 7,5-10.000 Kelvin gekennzeichnet,Radius und Masse übersteigen das 2,1- bzw. 3,1-fache der ähnlichen Parameter der Sonne. Das sind weiße Sterne.
- Klasse F: Temperatur 6000-7500 K. Masse 1,7-mal größer als die Sonne, Radius - 1,3. Von der Erde aus sehen solche Sterne auch weiß aus, ihre wahre Farbe ist gelblich-weiß.
- Klasse G: Temperatur 5-6 Tausend Kelvin. Die Sonne gehört zu dieser Klasse. Die scheinbare und wahre Farbe solcher Sterne ist gelb.
- Klasse K: Temperatur 3500-5000 K. Der Radius und die Masse sind kleiner als die Sonne, sie sind 0,9 und 0,8 der entsprechenden Parameter des Sterns. Von der Erde aus gesehen ist die Farbe dieser Sterne gelblich-orange.
- Klasse M: Temperatur 2-3,5 Tausend Kelvin. Masse und Radius - 0,3 und 0,4 von ähnlichen Parametern der Sonne. Von der Oberfläche unseres Planeten sehen sie rot-orange aus. Beta-Andromedae und Alpha-Pfifferlinge gehören zur M-Klasse. Der leuchtend rote Stern, der vielen bekannt ist, ist Beteigeuze (Alpha Orionis). Am besten sucht man ihn im Winter am Himmel. Der rote Stern befindet sich über und etwas links von Orions Gürtel.
Jede Klasse ist in Unterklassen von 0 bis 9 unterteilt, also von der heißesten bis zur kältesten. Die Anzahl der Sterne zeigt die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Spektr altyp und den Grad der Erwärmung der Photosphäre im Vergleich zu anderen Leuchten in der Gruppe. Zum Beispiel gehört die Sonne zur Klasse G2.
Visuelle Weißtöne
Daher können die Sternklassen B bis F von der Erde aus weiß aussehen. Und nur Gegenstände, die zum A-Typ gehören, haben tatsächlich diese Färbung. So werden die Sterne Saif (das Sternbild Orion) und Algol (Beta Perseus) einem Beobachter erscheinen, der nicht mit einem Teleskop bewaffnet istWeiß. Sie gehören zur Spektralklasse B. Ihre wahre Farbe ist blau-weiß. Ebenfalls weiß erscheinen Mythrax und Procyon, die hellsten Sterne in den Himmelszeichnungen von Perseus und Canis Minor. Ihre wahre Farbe ist jedoch eher gelb (Grad F).
Warum sind Sterne für einen irdischen Beobachter weiß? Die Farbe wird aufgrund der großen Entfernung verzerrt, die unseren Planeten von ähnlichen Objekten trennt, sowie durch voluminöse Staub- und Gaswolken, die oft im Weltraum zu finden sind.
Klasse A
Weiße Sterne zeichnen sich durch eine nicht so hohe Temperatur aus wie Vertreter der Klassen O und B. Ihre Photosphäre erwärmt sich auf 7,5-10.000 Kelvin. Sterne der Spektralklasse A sind viel größer als die Sonne. Ihre Leuchtkraft ist auch größer - etwa 80-mal.
In den Spektren von A-Sternen sind Wasserstofflinien der Balmer-Reihe stark ausgeprägt. Die Linien anderer Elemente sind merklich schwächer, aber sie werden signifikanter, wenn Sie von der Unterklasse A0 zu A9 wechseln. Riesen und Überriesen der Spektralklasse A zeichnen sich durch etwas weniger ausgeprägte Wasserstofflinien aus als Hauptreihensterne. Bei diesen Leuchten machen sich Schwermetalllinien stärker bemerkbar.
Es gibt viele seltsame Sterne, die zur Spektralklasse A gehören. Dieser Begriff bezieht sich auf Leuchten, die auffällige Merkmale im Spektrum und in physikalischen Parametern aufweisen, was ihre Klassifizierung erschwert. So zeichnen sich zum Beispiel eher seltene Sterne vom Lambda-Typ Bootes durch einen Mangel an Schwermetallen und eine sehr langsame Rotation aus. Zu den besonderen Koryphäen zählen auch Weiße Zwerge.
Klasse A gehört zu solchen hellen Objekten der NachtHimmel, wie Sirius, Mencalinan, Alioth, Castor und andere. Lernen wir sie besser kennen.
Alpha Canis Major
Sirius ist der hellste, wenn auch nicht der nächste Stern am Himmel. Die Entfernung dazu beträgt 8,6 Lichtjahre. Für einen irdischen Beobachter erscheint es so hell, weil es eine beeindruckende Größe hat und doch nicht so weit entfernt ist wie viele andere große und helle Objekte. Der sonnennächste Stern ist Alpha Centauri. Sirius steht auf dieser Liste an fünfter Stelle.
Er gehört zum Sternbild Canis Major und ist ein System aus zwei Komponenten. Sirius A und Sirius B sind durch 20 astronomische Einheiten getrennt und rotieren mit einem Zeitraum von knapp 50 Jahren. Die erste Komponente des Systems, ein Hauptreihenstern, gehört zur Spektralklasse A1. Seine Masse ist doppelt so groß wie die der Sonne und sein Radius beträgt das 1,7-fache. Er ist es, der mit bloßem Auge von der Erde aus beobachtet werden kann.
Die zweite Komponente des Systems ist ein Weißer Zwerg. Der Stern Sirius B hat fast die gleiche Masse wie unsere Leuchte, was für solche Objekte nicht typisch ist. Typischerweise sind Weiße Zwerge durch eine Masse von 0,6-0,7 Sonnenmassen gekennzeichnet. Gleichzeitig kommen die Dimensionen von Sirius B denen der Erde nahe. Es wird angenommen, dass für diesen Stern vor etwa 120 Millionen Jahren das Stadium der Weißen Zwerge begann. Als sich Sirius B auf der Hauptreihe befand, war es wahrscheinlich ein Koryphäe mit einer Masse von 5 Sonnenmassen und gehörte zum Spektr altyp B.
Sirius A wird Wissenschaftlern zufolge in etwa 660 Millionen Jahren in die nächste Evolutionsstufe übergehen. Dannes wird sich in einen roten Riesen verwandeln und wenig später in einen weißen Zwerg, wie sein Begleiter.
Alpha Eagle
Wie Sirius sind viele weiße Sterne, deren Namen unten angegeben sind, aufgrund ihrer Helligkeit und häufigen Erwähnung in den Seiten der Science-Fiction-Literatur nicht nur Astronomie-Liebhabern bekannt. Altair ist eine dieser Koryphäen. Alpha Eagle findet sich zum Beispiel in Ursula le Guin und Steven King. Am Nachthimmel ist dieser Stern aufgrund seiner Helligkeit und relativ geringen Nähe gut sichtbar. Die Entfernung zwischen Sonne und Altair beträgt 16,8 Lichtjahre. Von den Sternen der Spektralklasse A ist uns nur Sirius näher.
Altair hat die 1,8-fache Masse der Sonne. Sein charakteristisches Merkmal ist eine sehr schnelle Rotation. Der Stern dreht sich in weniger als neun Stunden einmal um seine Achse. Die Rotationsgeschwindigkeit in Äquatornähe beträgt 286 km/s. Dadurch wird der „flinke“Altair von den Stangen plattgedrückt. Außerdem nehmen aufgrund der elliptischen Form die Temperatur und Helligkeit des Sterns von den Polen zum Äquator ab. Dieser Effekt wird "Gravitationsverdunklung" genannt.
Ein weiteres Merkmal von Altair ist, dass sich seine Brillanz mit der Zeit verändert. Es bezieht sich auf Variablen vom Typ Shield Delta.
Alpha Lyra
Vega ist nach der Sonne der am besten untersuchte Stern. Alpha Lyrae ist der erste Stern, dessen Spektrum bestimmt wurde. Sie wurde auch die zweite Koryphäe nach der Sonne, die auf dem Foto festgeh alten wurde. Wega gehörte auch zu den ersten Sternen, zu denen Wissenschaftler die Entfernung mit der Parlax-Methode maßen. Lange Zeit wurde die Helligkeit des Sterns bei der Bestimmung der Helligkeit anderer Objekte mit 0 angenommen.
Alpha Lyra ist sowohl dem Amateurastronomen als auch dem einfachen Beobachter bekannt. Er ist der fünfthellste unter den Sternen und gehört zusammen mit Altair und Deneb zum Asterismus des Sommerdreiecks.
Die Entfernung von der Sonne zur Wega beträgt 25,3 Lichtjahre. Sein äquatorialer Radius und seine Masse sind 2,78- bzw. 2,3-mal größer als die ähnlichen Parameter unseres Sterns. Die Form eines Sterns ist weit davon entfernt, eine perfekte Kugel zu sein. Der Durchmesser am Äquator ist deutlich größer als an den Polen. Der Grund ist die enorme Rotationsgeschwindigkeit. Am Äquator erreicht sie 274 km/s (für die Sonne beträgt dieser Parameter etwas mehr als zwei Kilometer pro Sekunde).
Eine der Besonderheiten von Vega ist die Staubscheibe, die sie umgibt. Vermutlich entstand es durch eine Vielzahl von Kollisionen von Kometen und Meteoriten. Die Staubscheibe dreht sich um den Stern und wird durch seine Strahlung erhitzt. Dadurch erhöht sich die Intensität der Infrarotstrahlung von Vega. Vor nicht allzu langer Zeit wurden Asymmetrien in der Scheibe entdeckt. Ihre wahrscheinliche Erklärung ist, dass der Stern mindestens einen Planeten hat.
Alpha Gemini
Das zweithellste Objekt im Sternbild Zwillinge ist Castor. Er gehört wie die bisherigen Koryphäen zur Spektralklasse A. Castor ist einer der hellsten Sterne am Nachthimmel. In der entsprechenden Liste steht er auf Platz 23.
Castor ist ein aus sechs Komponenten bestehendes Mehrfachsystem. Die beiden Hauptelemente (Rolle A und Rolle B) drehen sichum einen gemeinsamen Schwerpunkt mit einem Zeitraum von 350 Jahren. Jeder der beiden Sterne ist ein spektrales Binärsystem. Die Komponenten von Castor A und Castor B sind weniger hell und gehören vermutlich zum Spektr altyp M.
Castor C wurde nicht sofort mit dem System verbunden. Ursprünglich wurde es als unabhängiger Stern YY Gemini bezeichnet. Bei der Erforschung dieser Himmelsregion wurde bekannt, dass diese Leuchte physikalisch mit dem Castor-System verbunden war. Der Stern dreht sich um einen allen Komponenten gemeinsamen Massenschwerpunkt mit einer Periode von mehreren Zehntausend Jahren und ist auch ein spektrales Binärsystem.
Beta Aurigae
Aurigas Himmelszeichnung umfasst etwa 150 "Punkte", viele davon sind weiße Sterne. Die Namen der Koryphäen werden einer Person, die weit von der Astronomie entfernt ist, wenig sagen, aber das ändert nichts an ihrer Bedeutung für die Wissenschaft. Das hellste Objekt im Himmelsmuster, das zur Spektralklasse A gehört, ist Mencalinan oder Beta Aurigae. Der Name des Sterns bedeutet auf Arabisch „Schulter des Besitzers der Zügel“.
Menkalinan - dreifaches System. Seine beiden Komponenten sind Unterriesen der Spektralklasse A. Die Helligkeit jeder von ihnen übersteigt den ähnlichen Parameter der Sonne um das 48-fache. Sie sind durch einen Abstand von 0,08 astronomischen Einheiten voneinander getrennt. Die dritte Komponente ist ein Roter Zwerg in einer Entfernung von 330 AE von dem Paar. z.
Epsilon Ursa Major
Der hellste "Punkt" im vielleicht berühmtesten Sternbild am Nordhimmel (Ursa Major) ist Aliot, auch klassifiziert als Klasse A. Die scheinbare Helligkeit beträgt 1,76Der hellste Leuchtstern belegt den 33. Platz. Alioth betritt den Asterismus des Großen Wagens und ist näher an der Schale als andere Koryphäen.
Aliots Spektrum ist durch ungewöhnliche Linien gekennzeichnet, die mit einer Periode von 5,1 Tagen schwanken. Es wird angenommen, dass die Merkmale mit dem Einfluss des Magnetfelds des Sterns zusammenhängen. Schwankungen im Spektrum können nach jüngsten Daten aufgrund der Nähe eines kosmischen Körpers mit einer Masse von fast 15 Jupitermassen auftreten. Ob dem so ist, ist noch ein Rätsel. Es, wie andere Geheimnisse der Sterne, versuchen Astronomen jeden Tag zu verstehen.
Weiße Zwerge
Die Geschichte über weiße Sterne wäre unvollständig, wenn wir nicht jene Stufe in der Entwicklung der Sterne erwähnen, die als "weißer Zwerg" bezeichnet wird. Solche Objekte erhielten ihren Namen aufgrund der Tatsache, dass die ersten von ihnen entdeckten zur Spektralklasse A gehörten. Es waren Sirius B und 40 Eridani B. Heute werden Weiße Zwerge als eine der Optionen für das letzte Lebensstadium eines Sterns bezeichnet.
Lassen Sie uns näher auf den Lebenszyklus der Koryphäen eingehen.
Sternenentwicklung
Stars werden nicht in einer Nacht geboren: Jeder von ihnen durchläuft mehrere Stadien. Zunächst beginnt eine Wolke aus Gas und Staub unter dem Einfluss ihrer eigenen Gravitationskräfte zu schrumpfen. Langsam nimmt es die Form einer Kugel an, während die Energie der Schwerkraft in Wärme umgewandelt wird - die Temperatur des Objekts steigt. In dem Moment, in dem es einen Wert von 20 Millionen Kelvin erreicht, beginnt die Kernfusionsreaktion. Dieses Stadium gilt als Beginn des Lebens eines vollwertigen Stars.
Die Koryphäen verbringen die meiste Zeit mit der Hauptsequenz. In ihrem Darm laufen ständig Reaktionen abWasserstoffkreislauf. Die Temperatur der Sterne kann variieren. Wenn der gesamte Wasserstoff im Kern aufhört, beginnt eine neue Evolutionsstufe. Jetzt ist Helium der Brennstoff. Gleichzeitig beginnt der Stern sich auszudehnen. Seine Leuchtkraft nimmt zu, während die Oberflächentemperatur dagegen abnimmt. Der Stern verlässt die Hauptreihe und wird zu einem Roten Riesen.
Die Masse des Heliumkerns nimmt allmählich zu und beginnt unter seinem eigenen Gewicht zu schrumpfen. Die Rote-Riesen-Etappe endet viel schneller als die vorherige. Der Weg, den die weitere Evolution nehmen wird, hängt von der Anfangsmasse des Objekts ab. Massearme Sterne auf der Stufe des Roten Riesen beginnen anzuschwellen. Als Ergebnis dieses Prozesses wirft das Objekt seine Hüllen ab. Ein planetarischer Nebel und ein nackter Kern eines Sterns werden gebildet. In einem solchen Kern laufen alle Fusionsreaktionen ab. Er wird Heliumweißer Zwerg genannt. Massivere Rote Riesen (bis zu einer bestimmten Grenze) entwickeln sich zu Kohlenstoffweißen Zwergen. Sie haben schwerere Elemente als Helium in ihren Kernen.
Funktionen
Weiße Zwerge sind Körper, der Masse nach in der Regel sehr nahe an der Sonne. Gleichzeitig entspricht ihre Größe der Erde. Die kolossale Dichte dieser kosmischen Körper und die in ihrer Tiefe ablaufenden Prozesse sind aus Sicht der klassischen Physik unerklärlich. Die Geheimnisse der Sterne wurden durch die Quantenmechanik gelüftet.
Die Substanz der Weißen Zwerge ist ein Elektron-Kern-Plasma. Es ist fast unmöglich, es selbst in einem Labor zu entwerfen. Daher bleiben viele Eigenschaften solcher Objekte unverständlich.
Selbst wenn du die ganze Nacht die Sterne betrachtest, wirst du ohne spezielle Ausrüstung nicht mindestens einen Weißen Zwerg entdecken können. Ihre Leuchtkraft ist viel geringer als die der Sonne. Wissenschaftlern zufolge machen Weiße Zwerge etwa 3 bis 10 % aller Objekte in der Galaxis aus. Bisher wurden jedoch nur solche gefunden, die nicht weiter als 200-300 Parsec von der Erde entfernt sind.
Weiße Zwerge entwickeln sich weiter. Unmittelbar nach der Bildung haben sie eine hohe Oberflächentemperatur, kühlen aber schnell ab. Der Theorie zufolge verwandelt sich der Weiße Zwerg einige zehn Milliarden Jahre nach seiner Entstehung in einen Schwarzen Zwerg – einen Körper, der kein sichtbares Licht aussendet.
Weiße, rote oder blaue Sterne unterscheiden sich für den Betrachter hauptsächlich in der Farbe. Der Astronom schaut tiefer. Farbe sagt für ihn sofort viel über die Temperatur, Größe und Masse des Objekts aus. Ein blauer oder hellblauer Stern ist ein riesiger heißer Ball, der der Sonne in jeder Hinsicht weit voraus ist. Etwas kleiner sind weiße Leuchten, von denen Beispiele im Artikel beschrieben sind. Auch Sternzahlen in diversen Katalogen sagen Profis viel, aber nicht alles. Eine große Menge an Informationen über das Leben entfernter Weltraumobjekte wurde entweder noch nicht erklärt oder ist noch nicht einmal entdeckt worden.
