Түнгі аспанға мұқият қарасаңыз, бізге қарап тұрған жұлдыздардың түсі әртүрлі екенін байқау қиын емес. Көкшіл, ақ, қызыл, олар біркелкі жарқырайды немесе шырша гирляндасы сияқты жыпылықтайды. Телескопта түс айырмашылықтары айқынырақ болады. Бұл әртүрліліктің себебі фотосфераның температурасында жатыр. Және, логикалық болжамға қарамастан, ең ыстық қызыл емес, көк, ақ-көк және ақ жұлдыздар. Бірақ бірінші нәрсе.
Спектрлік классификация
Жұлдыздар - үлкен ыстық газ шарлары. Оларды Жерден көру тәсілі көптеген параметрлерге байланысты. Мысалы, жұлдыздар шын мәнінде жымыңдамайды. Бұған көз жеткізу өте оңай: Күнді еске түсіру жеткілікті. Жыпылықтау әсері ғарыштық денелерден бізге келетін жарықтың шаң мен газға толы жұлдызаралық ортаны жеңуіне байланысты пайда болады. Тағы бір нәрсе - түс. Бұл қабықшалардың (әсіресе фотосфераның) белгілі бір температураға дейін қызуының салдары. Шынайы түс көрінетіннен өзгеше болуы мүмкін, бірақ айырмашылық әдетте шамалы.
Бүгінгі таңда бүкіл әлемде жұлдыздардың Гарвард спектрлік классификациясы қолданылады. Ол боладытемпература және спектр сызықтарының формасы мен салыстырмалы қарқындылығына негізделген. Әрбір сынып белгілі бір түстің жұлдыздарына сәйкес келеді. Классификация 1890-1924 жылдары Гарвард обсерваториясында жасалған.
Бір қырынған ағылшын құрманы сәбіз сияқты шайнады
Жеті негізгі спектрлік класс бар: O-B-A-F-G-K-M. Бұл реттілік температураның біртіндеп төмендеуін көрсетеді (О-дан М-ге дейін). Оны есте сақтау үшін арнайы мнемоникалық формулалар бар. Орыс тілінде олардың бірі былай естіледі: «Бір қырынған ағылшын құрманы сәбіздей шайнады». Бұл сыныптарға тағы екеуі қосылды. C және S әріптері спектрдегі металл оксиді жолақтары бар суық шамдарды білдіреді. Жұлдызды сыныптарды толығырақ қарастырайық:
- О класы бетінің ең жоғары температурасымен сипатталады (30-дан 60 мың Кельвинге дейін). Бұл түрдегі жұлдыздар Күннен массасы бойынша 60, ал радиусы бойынша 15 есе асып түседі. Олардың көрінетін түсі көк. Жарқырауы бойынша олар біздің жұлдыздан миллион есе артық. Осы классқа жататын HD93129A көк жұлдызы белгілі ғарыштық денелер арасындағы ең жоғары жарықтық көрсеткіштерінің бірімен сипатталады. Бұл көрсеткіш бойынша ол Күннен 5 миллион есе озып кетті. Көк жұлдыз бізден 7,5 мың жарық жылы қашықтықта орналасқан.
- В класының температурасы 10-30 мың Кельвин, массасы Күндікінен 18 есе үлкен. Бұл ақ-көк және ақ жұлдыздар. Олардың радиусы Күндікінен 7 есе үлкен.
- А класы 7,5-10 мың Кельвин температурасымен сипатталады,радиусы мен массасы сәйкесінше Күннің ұқсас параметрлері 2,1 және 3,1 еседен асады. Бұл ақ жұлдыздар.
- F класы: температура 6000-7500 К. Массасы күннен 1,7 есе үлкен, радиусы - 1,3. Жерден мұндай жұлдыздар да ақ болып көрінеді, олардың шынайы түсі сарғыш ақ.
- Клас G: температура 5-6 мың Кельвин. Күн осы класқа жатады. Мұндай жұлдыздардың көрінетін және шынайы түсі сары.
- К класы: температура 3500-5000 К. Радиусы мен массасы күннен аз, олар жұлдыздың сәйкес параметрлерінен 0,9 және 0,8 құрайды. Жерден қарағанда бұл жұлдыздардың түсі сарғыш-қызғылт сары.
- М класы: температура 2-3,5 мың Кельвин. Массасы мен радиусы - Күннің ұқсас параметрлерінен 0,3 және 0,4. Біздің планетамыздың бетінен олар қызыл-қызғылт сары болып көрінеді. Beta Andromedae және Alpha Chanterelles M класына жатады. Көпшілікке таныс ашық қызыл жұлдыз - Бетельгейзе (Альфа Орионис). Оны қыста аспаннан іздеген дұрыс. Қызыл жұлдыз Орион белдеуінің үстінде және сәл сол жағында орналасқан.
Әр сынып 0-ден 9-ға дейін, яғни ең ыстықтан ең суыққа дейін ішкі сыныптарға бөлінеді. Жұлдыздардың саны белгілі бір спектрлік типке жататынын және топтағы басқа шамдармен салыстырғанда фотосфераның қызу дәрежесін көрсетеді. Мысалы, Күн G2 класына жатады.
Көрнекі ақтар
Осылайша, B және F жұлдыздарының кластары Жерден ақ болып көрінуі мүмкін. Ал шын мәнінде бұл түс А-типіне жататын объектілерде ғана болады. Сонымен, телескоппен қаруланбаған бақылаушыға Сайф (Орион шоқжұлдызы) мен Алгол (бета Персей) жұлдызы болып көрінеді.ақ. Олар В спектрлік класына жатады. Олардың шынайы түсі көк-ақ. Сондай-ақ ақ болып көрінетін Митракс пен Прокён, Персей мен Кіші Канистің аспан сызбасындағы ең жарық жұлдыздар. Дегенмен, олардың шынайы түсі сарыға жақынырақ (F дәрежесі).
Жердегі бақылаушы үшін жұлдыздар неге ақ болып көрінеді? Түсі біздің планетамызды ұқсас нысандардан үлкен қашықтыққа, сондай-ақ ғарышта жиі кездесетін шаң мен газдың көлемді бұлттарына байланысты бұрмаланған.
А сыныбы
Ақ жұлдыздар О және В кластарының өкілдері сияқты жоғары емес температурамен сипатталады. Олардың фотосферасы 7,5-10 мың Кельвинге дейін қызады. А спектрлік класты жұлдыздар Күннен әлдеқайда үлкен. Олардың жарықтығы да жоғары – шамамен 80 есе.
А-жұлдыздарының спектрлерінде Бальмер қатарының сутегі сызықтары қатты көрінеді. Басқа элементтердің сызықтары айтарлықтай әлсіз, бірақ олар A0 қосалқы сыныбынан A9-ға өткен сайын маңыздырақ болады. Спектрлік А класына жататын алыптар мен супергиганттар негізгі тізбекті жұлдыздарға қарағанда біршама азырақ айқын сутегі сызықтарымен сипатталады. Бұл шамдар жағдайында ауыр металл сызықтары байқалады.
А спектрлік класына жататын көптеген ерекше жұлдыздар бар. Бұл термин спектрде және физикалық параметрлерде байқалатын белгілері бар шамдарды білдіреді, бұл оларды жіктеуді қиындатады. Мысалы, Bootes lambda түріндегі өте сирек кездесетін жұлдыздар ауыр металдардың жетіспеушілігімен және өте баяу айналуымен сипатталады. Ерекше шамдарға ақ ергежейлілер де кіреді.
А класы түннің осындай жарқын нысандарына жатадыаспан, Сириус, Менкалинан, Алиот, Кастор және т.б. Олармен жақынырақ танысайық.
Alpha Canis Major
Сириус – аспандағы ең жарық, бірақ ең жақын жұлдыз. Оған дейінгі қашықтық 8,6 жарық жылы. Жердегі бақылаушы үшін ол соншалықты жарқын болып көрінеді, өйткені оның әсерлі өлшемі бар, бірақ көптеген басқа үлкен және жарқын нысандар сияқты алыс емес. Күнге ең жақын жұлдыз - Альфа Кентавр. Сириус бұл тізімде бесінші орында.
Ол Canis Major шоқжұлдызына жатады және екі компоненттен тұратын жүйе. Сириус А және Сириус В 20 астрономиялық бірлікпен бөлінген және 50 жылдан аз ғана уақыт кезеңімен айналады. Жүйенің бірінші құрамдас бөлігі, негізгі тізбекті жұлдыз, А1 спектрлік класына жатады. Оның массасы күннен екі есе, ал радиусы 1,7 есе. Оны Жерден жай көзбен байқауға болады.
Жүйенің екінші құрамдас бөлігі - ақ ергежейлі. Сириус В жұлдызы массасы бойынша біздің шамға дерлік тең, бұл мұндай нысандарға тән емес. Әдетте, ақ ергежейлілер 0,6-0,7 күн массасы массасымен сипатталады. Сонымен қатар Сириус В өлшемдері жердің өлшемдеріне жақын. Бұл жұлдыз үшін ақ ергежейлі кезең шамамен 120 миллион жыл бұрын басталған деп болжануда. Сириус В негізгі тізбекте орналасқанда, ол массасы 5 күн массасы бар шам болса керек және В спектрлік түріне жататын.
Сириус А, ғалымдардың пікірінше, эволюцияның келесі кезеңіне шамамен 660 миллион жылдан кейін өтеді. Содан кейінол қызыл алыпқа, ал сәл кейінірек – серігі сияқты ақ ергежейліге айналады.
Альфа қыраны
Сириус сияқты, аттары төменде берілген көптеген ақ жұлдыздар өздерінің жарықтығы мен ғылыми-фантастикалық әдебиет беттерінде жиі айтылуы себепті астрономияны жақсы көретін адамдарға ғана жақсы таныс емес. Альтаир - сол шамдардың бірі. Альфа бүркіті, мысалы, Урсула ле Гуин мен Стивен Кингте кездеседі. Түнгі аспанда бұл жұлдыз өзінің жарықтығына және салыстырмалы түрде жақын орналасуына байланысты анық көрінеді. Күн мен Альтаирдің ара қашықтығы 16,8 жарық жылы. А спектрлік класындағы жұлдыздардың ішінен бізге тек Сириус жақынырақ.
Альтаир массасы Күннен 1,8 есе үлкен. Оның тән ерекшелігі - өте жылдам айналу. Жұлдыз өз осін тоғыз сағаттан аз уақыт ішінде бір рет айналдырады. Экваторға жақын жерде айналу жылдамдығы 286 км/с. Нәтижесінде «шапшаң» Альтаир бағандардан тегістеледі. Сонымен қатар эллипстік пішінге байланысты полюстерден экваторға қарай жұлдыздың температурасы мен жарықтығы төмендейді. Бұл әсер «гравитациялық күңгірттену» деп аталады.
Altair-тің тағы бір ерекшелігі - оның жарқырауы уақыт өте өзгереді. Ол Shield дельта түрінің айнымалыларына қатысты.
Альфа Лира
Вега - Күннен кейінгі ең көп зерттелген жұлдыз. Альфа Лира – спектрі анықталған алғашқы жұлдыз. Ол сондай-ақ фотосуретте түсірілген Күннен кейінгі екінші шам болды. Вега сонымен қатар ғалымдар парлакс әдісімен қашықтықты өлшеген алғашқы жұлдыздардың бірі болды. Ұзақ уақыт бойы басқа нысандардың шамасын анықтау кезінде жұлдыздың жарықтығы 0 ретінде қабылданды.
Альфа Лира әуесқой астрономға да, қарапайым бақылаушыға да жақсы таныс. Бұл жұлдыздар арасында бесінші ең жарық болып табылады және Альтаир мен Денебпен бірге Жазғы үшбұрыш астеризміне кіреді.
Күннен Вегаға дейінгі қашықтық 25,3 жарық жылы. Оның экваторлық радиусы мен массасы біздің жұлдыздың ұқсас параметрлерінен сәйкесінше 2,78 және 2,3 есе үлкен. Жұлдыздың пішіні мінсіз шар болудан алыс. Экватордағы диаметр полюстерге қарағанда айтарлықтай үлкен. Мұның себебі - үлкен айналу жылдамдығы. Экваторда ол 274 км/с жетеді (Күн үшін бұл параметр секундына екі шақырымнан сәл артық).
Веганың ерекше мүмкіндіктерінің бірі - оны қоршап тұрған шаң дискі. Болжам бойынша, ол кометалар мен метеориттердің көп соқтығысуы нәтижесінде пайда болды. Шаң дискі жұлдыздың айналасында айналады және оның сәулеленуімен қызады. Нәтижесінде Веганың инфрақызыл сәулеленуінің қарқындылығы артады. Жақында дискіде асимметриялар анықталды. Олардың ықтимал түсіндірмесі - жұлдыздың кем дегенде бір планетасы бар.
Альфа Егіздері
Егіздер шоқжұлдызындағы ең жарқын екінші нысан - Кастор. Ол алдыңғы шамдар сияқты А спектрлік класына жатады. Кастор түнгі аспандағы ең жарық жұлдыздардың бірі. Тиісті тізімде ол 23-орында.
Castor – алты құрамдас бөліктен тұратын көп жүйе. Екі негізгі элемент (Castor A және Castor B) айналадыпериоды 350 жыл болатын ортақ массалар центрінің айналасында. Екі жұлдыздың әрқайсысы спектрлік екілік жұлдыздар. Castor A және Castor B құрамдастары жарықтығы аз және M спектрлік түріне жатады.
C Castor жүйеге бірден қосылмаған. Бастапқыда ол YY Gemini тәуелсіз жұлдызы ретінде тағайындалды. Аспанның осы аймағын зерттеу барысында бұл шамның Кастор жүйесімен физикалық байланысы белгілі болды. Жұлдыз периоды бірнеше ондаған мың жыл болатын барлық құрамдас бөліктерге ортақ массалар центрінің айналасында айналады және сонымен қатар спектрлік екілік болып табылады.
Beta Aurigae
Ауриганың аспан сызбасында шамамен 150 «нүкте» бар, олардың көпшілігі ақ жұлдыздар. Жарқындардың есімдері астрономиядан алыс адамға аз айтады, бірақ бұл олардың ғылым үшін маңызын төмендетпейді. А спектрлік класына жататын аспан сызбасындағы ең жарқыраған объект Менкалинан немесе Бета Аурига болып табылады. Жұлдыздың атауы араб тілінен аударғанда «тізгінді иесінің иығы» дегенді білдіреді.
Менкалинан - үштік жүйе. Оның екі құрамдас бөлігі А спектрлік класының субгиганты болып табылады. Олардың әрқайсысының жарықтығы Күннің ұқсас параметрінен 48 есе асып түседі. Олар 0,08 астрономиялық бірлік қашықтықпен бөлінген. Үшінші компонент - жұптан 330 AU қашықтықта орналасқан қызыл ергежейлі. e.
Epsilon Ursa Major
Солтүстік аспандағы ең атақты шоқжұлдыздағы ең жарық «нүкте» (Ұрса Үлкен) - Алиот, сонымен қатар А класына жатады. Көрінетін магнитудасы 1,76. Тізімде көрсетілген. Ең жарық жұлдыз 33-ші орында. Алиот «Үлкен аю» астеризміне кіреді және басқа шамдарға қарағанда тостағанға жақынырақ.
Алиот спектрі 5,1 күндік периодпен ауытқып тұратын ерекше сызықтармен сипатталады. Ерекшеліктер жұлдыздың магнит өрісінің әсерімен байланысты деп болжанады. Спектрдегі ауытқулар, соңғы деректерге сәйкес, Юпитердің массасы шамамен 15 массасы бар ғарыштық дененің жақын орналасуына байланысты болуы мүмкін. Бұл солай ма, ол әлі жұмбақ. Оны жұлдыздардың басқа құпиялары сияқты астрономдар күн сайын түсінуге тырысады.
Ақ ергежейлілер
Ақ жұлдыздар туралы әңгіме «ақ ергежейлі» деп белгіленген жұлдыздар эволюциясының сол кезеңін айтпасақ, толық болмайды. Мұндай нысандар олардың алғашқы ашылғаны А спектрлік класына жататындығына байланысты өз атауын алды. Бұл Сириус В және 40 Эридани В. Бүгінгі күні ақ ергежейлілер жұлдыз өмірінің соңғы кезеңінің нұсқаларының бірі деп аталады.
Жарық шамдарының өмірлік цикліне толығырақ тоқталайық.
Жұлдыз эволюциясы
Жұлдыздар бір түнде тумайды: олардың кез келгені бірнеше кезеңнен өтеді. Біріншіден, газ бен шаңның бұлты өзінің тартылыс күштерінің әсерінен кішірейе бастайды. Баяу ол шар пішінін алады, ал ауырлық энергиясы жылуға айналады - нысанның температурасы көтеріледі. Ол 20 миллион Кельвин мәніне жеткен кезде ядролық синтез реакциясы басталады. Бұл кезең толыққанды жұлдыз өмірінің басталуы болып саналады.
Жарықтандыру шамдары уақыттың көп бөлігін негізгі реттілікке жұмсайды. Олардың ішектерінде үнемі реакциялар жүредісутегі айналымы. Жұлдыздардың температурасы әртүрлі болуы мүмкін. Ядродағы барлық сутегі аяқталған кезде эволюцияның жаңа кезеңі басталады. Енді гелий отын болып табылады. Бұл кезде жұлдыз кеңейе бастайды. Оның жарықтығы артады, ал бетінің температурасы, керісінше, төмендейді. Жұлдыз негізгі қатардан шығып, қызыл алыпқа айналады.
Гелий өзегінің массасы бірте-бірте артады және ол өз салмағынан кішірейе бастайды. Қызыл алып кезең алдыңғыға қарағанда әлдеқайда жылдам аяқталады. Әрі қарайғы эволюцияның жолы объектінің бастапқы массасына байланысты. Қызыл алып сатыдағы массасы аз жұлдыздар ісінеді. Осы процестің нәтижесінде объект өз қабықтарын төгеді. Планетарлық тұмандық пен жұлдыздың жалаңаш ядросы пайда болады. Мұндай ядрода барлық синтез реакциялары аяқталады. Ол гелий ақ ергежейлі деп аталады. Көбірек массивті қызыл алыптар (белгілі бір шекке дейін) көміртекті ақ ергежейлілерге айналады. Олардың өзегінде гелийден де ауыр элементтер бар.
Мүмкіндіктер
Ақ ергежейлі денелер массасы бойынша, әдетте, Күнге өте жақын орналасқан. Сонымен бірге олардың көлемі жерге сәйкес келеді. Бұл ғарыштық денелердің орасан зор тығыздығы және олардың тереңдігінде болып жатқан процестер классикалық физика тұрғысынан түсініксіз. Жұлдыздардың құпиясын кванттық механика ашты.
Ақ ергежейлілердің заты – электронды-ядролық плазма. Тіпті зертханада оны жобалау мүмкін емес. Сондықтан мұндай нысандардың көптеген сипаттамалары түсініксіз болып қалады.
Тіпті түні бойы жұлдыздарды зерттесеңіз де, арнайы жабдықсыз кем дегенде бір ақ ергежейлі анықтай алмайсыз. Олардың жарқырауы күн сәулесінен әлдеқайда аз. Ғалымдардың пікірінше, ақ ергежейлілер Галактикадағы барлық заттардың шамамен 3-10% құрайды. Дегенмен, бүгінгі күні Жерден 200-300 парсектен алыс емес жерде орналасқандары ғана табылды.
Ақ ергежейлілер дамуын жалғастыруда. Қалыптасқаннан кейін бірден олар бетінің жоғары температурасына ие, бірақ тез салқындатылады. Құрылғаннан кейін бірнеше ондаған миллиард жыл өткен соң, теорияға сәйкес, ақ ергежейлі қара ергежейліге айналады - көрінетін жарық шығармайтын дене.
Бақылаушы үшін ақ, қызыл немесе көк жұлдыз негізінен түсі бойынша ерекшеленеді. Астроном тереңірек қарайды. Ол үшін түс бірден заттың температурасы, өлшемі және массасы туралы көп нәрсені айтады. Көк немесе ашық көк жұлдыз - барлық жағынан Күннен әлдеқайда алда тұрған алып ыстық шар. Мысалдары мақалада сипатталған ақ шамдар біршама кішірек. Әртүрлі каталогтардағы жұлдызды нөмірлер де кәсіпқойларға көп нәрсені айтады, бірақ бәрі емес. Алыстағы ғарыш нысандарының өмірі туралы ақпараттың үлкен көлемі не әлі түсіндірілмеген, не тіпті ашылған жоқ.
