Почему светятся звезды на небе? Почему светят звезды?

Каждый из нас хотя бы раз в жизни поднимал голову в тихую безоблачную ночь и видел над головой бесчисленное количество крошечных светлячков, которые украшали собой небо. В зависимости от расположения наблюдателя и погоды звезды могут казаться больше и меньше. Но что же такое звезда и почему она светит?

В Древности было бесчисленное число гипотез о том, что же такое звезды и почему они светятся. Звезды называли гвоздями, которыми прибито небо, живыми существами, душами людей. Перечислять всевозможные вариации можно очень долго. Мало кому приходило в голову, что наше Солнце является звездой. Огромный шар, пышущий жаром, никак не ассоциировался у наших предков с маленькими серебряными звездочками.

На самом деле Солнце это самая обычная звезда, таких звезд даже в нашей галактике насчитывается немало. Все звездное небо это мириады аналогов Солнца, которые расположены от Земли на невообразимых расстояниях. Свет от некоторых звезд идет к нам миллионы лет. Т.е. даже если со звездой что-то произойдет, то узнаем мы об этом очень не скоро.

В основе свечение звезды лежит реакция синтеза. Под напором огромной массы и невероятной температуры (около 15 000 000 градусов по Цельсию) водород превращается в гелий. Из-за разницы в массе полученных элементов происходит выделение огромного количества энергии, которая, выходя на поверхность звезды, образует свечение, которое может видеть человек.

Ученые давно искали ответ на этот вопрос. Химики говорили: в недрах звезд происходят гигантские химические процессы горения. Фи-зики подсчитывали, размышляли, делали вы-вод: «Заблуждение! Химические реакции не могут выделять такое громадное количество тепла. Звезды светят миллиарды лет, а запасов химического топлива хватило бы очень нена-долго».

Исследователи радиоактивности придержи-вались иных взглядов: «Звезды — это гигант-ские кладовые радиоактивных элементов,— говорили они. — Даже таких тяжелых, кото-рые неизвестны на Земле. Тепло их распада и питает вечный звездный огонь». Теоретики исписывали горы бумаги и разводили руками: в тепловом балансе звездного хозяйства концы не сходились с концами. Радиоактивный рас-пад при всем его могуществе не мог быть источ-ником светимости звезд.

Шведский ученый Сванте Аррениус первым назвал совершенно неожиданный источник энер-гии звезд. Он предположил, что существует природный процесс, при котором легкие ато-мы, например водород, могут соединяться в более тяжелые: «Гелий представляет собой важный элемент на пути от водорода к более тяжелым элементам».

Если перевести слова Аррениуса на язык современной науки, то они будут звучать так: основа энергетического богатства звезд — пре-вращение ядер водорода в ядра гелия. А если в звездах происходит процесс постепенного усложнения атомных ядер, то это — основная идея, на которой можно строить предполо-жения о путях происхождения всех химических элементов.

В 1928 г. физики-теоретики австриец Хоутерманс и американец Аткинсон превратили гипо-тезу Аррениуса в научную теорию. Они пока-зали, по каким последовательным ступенькам происходит превращение водорода в гелий, и подсчитали, что этот простейший синтез ядер может очень долгое время разогревать небесное светило. Ведь при превращении 1 г водорода в гелий выделяется 1250 млрд. дж (300 млрд. калорий) тепла (рис. 15).

Этого превращения вполне достаточно, чтобы, скажем, Солнце могло щедро одаривать Землю своими лучами многие миллиарды лет. Подавляющее большин-ство известных нам звезд фактически состоит из водорода и гелия. Прочие элементы на них — лишь небольшая примесь. Если на Земле преоб-ладают кислород и кремний, то в космосе наи-более распространены именно водород и гелий— самые первые, самые легкие элементы перио-дической системы.

Но гелий может рождаться из водорода толь-ко при очень высоких температурах. Самые легкие ядра вступают в термоядерные реакции, если в звездных недрах господствует жар в 10 млн. градусов. Чтобы гелий мог превращать-ся в более тяжелые элементы, такой темпера-туры уже недостаточно.

Астрофизик Ганс Бете в 1938 г. подсчитал: тот максимум температуры, на который «спо-собны» недра обычных звезд, не превышает 20 млн. градусов. Но при такой температуре ядерный синтез не пойдет дальше образования гелия.

Одно из двух: или звезды — неподходящие «фабрики» химических элементов и те каким-то неведомым способом образовались, когда и са-мих-то звезд еще не существовало, или сле-дует искать особые, сверхгорячие звезды, раскаленные до миллиардов градусов.

КАК И ИЗ ЧЕГО ВЕЩЕСТВО ПОСТРОЕНО
ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Кaждая звезда - это oгрoмный светящийся газoвый шaр, как нaше Сoлнце. Звезда cветит потому, чтo выделяет колoссальное кoличество энергии. Этa энергия oбразуется в результaте так называемых термoядерных реaкций. В сoстав каждой звезды вхoдит мнoжество химических элементoв. Например, на Сoлнце oбнаружено присутствие пo крaйней мере 60 элементoв. Cреди них вoдород, гелий, железo, кaльций, магний и другие.

Пoчему же мы видим Сoлнце таким небoльшим? Да потому, что онo очень далекo от нас. Пoчему звезды выглядят сoвсем крoшечными? Вспoмни, каким небoльшим кажется нам наше oгромное Солнце - всегo лишь с футбoльный мяч. Это пoтому, чтo оно oчень далеко oт нас. А звезды нахoдятся гораздo-гораздо дальше!

Звезды на пoдобие нашегo Солнца oсвещают Вселенную вокруг себя, сoгревают, окружающие их, плaнеты, дaрят жизнь. Почему же oни светятся только нoчью? Нет-нет, днем oни тоже светят, простo их не видно. В дневнoе время нaше сoлнышко своими лучами освещает голубую атмосферу плaнеты, из-за чего космос скрывается как бы за шторкой. Ночью же эта завеса открывается, и мы видим все великолепие космоса - звезды, галактики, туманности, кометы и многие другие чудеса нашей Вселенной.

Звезды не отражают свет, как это делают планеты и их спутники, а излучают его. Причем ровно и постоянно. А мигание, видимое на Земле, возможно, вызвано наличием разнообразных микрочастиц в космосе, которые, попадая в световой луч, прерывают его.

Самая яркая звезда, с точки зрения землян

Со школьной скамьи известно, что Солнце - это звезда. С нашей планеты - это а по меркам Вселенной - чуть меньше средней и по размерам, и по яркости. Огромное количество звезд крупнее Солнца, но их значительно меньше.

Звездная градация

Разделять небесные светила по величине начали еще древнегреческие астрономы. Под понятием «величина» и тогда, и сейчас имеют в виду яркость свечения звезды, а не ее физическую величину.

Различаются звезды и по длине излучения. По спектру волн, а он, действительно, разнообразен, астрономы могут рассказать о химическом составе тела, температуре и даже удаленности.

Ученые спорят

Не одно десятилетие длится полемика по вопросу «почему звезды светят». Единого мнения до сих пор нет. Трудно поверить даже физикам-ядерщикам, что происходящие в звездном теле реакции, могут выделять такое огромное количество энергии, причем не останавливаясь.

Проблема термоядерного синтеза, проходящего в звездах, занимает ученых очень давно. Астрономы, физики, химики предпринимали попытки выяснить, что дает толчок к извержению тепловой энергии, которое сопровождается ярким излучением.

Химики полагают, что свет далекой звезды - это последствия экзотермической реакции. Она завершается выбросом значительного количества тепла. Физики утверждают, что в теле звезды не может проходить химических реакций. Ибо ни одна из них не способна идти безостановочно миллиарды лет.

Ответ на вопрос «почему звезды светят» стал немного ближе после открытия Менделеевым таблицы элементов. Теперь абсолютно по-новому стали рассматриваться химические реакции. В результате экспериментов были получены новые радиоактивные элементы, и теория радиоактивного распада становится версией номер один в бесконечном споре о свечениях звезд.

Современная гипотеза

Свет далекой звезды не давал «уснуть» Сванте Аррениусу - шведскому ученому. В начале прошлого века он перевернул идею излучения звездами тепла, разработав концепцию Она состояла в следующем. Основной источник энергии в теле звезды - атомы водорода, постоянно участвующие в химических реакциях друг с другом, образуют гелий, который значительно тяжелее своего предшественника. Процессы превращения происходят из-за давления газа большой плотности и дикой для нашего понимания температурой (15 000 000̊С).

Гипотеза пришлась по вкусу многим ученым. Вывод был однозначен: звезды на ночном небе светятся, потому что внутри происходит реакция синтеза и выделяемой при этом энергии больше чем достаточно. Также стало понятно, что соединение водорода может идти безостановочно много миллиардов лет подряд.

Итак, почему звезды светят? Энергия, которая выделяется в ядре, передается во внешнюю газовую оболочку и происходит видимое нам излучение. Сегодня ученые практически уверены, что «дорога» луча от ядра к оболочке занимает более сотни тысяч лет. До Земли луч от звезды тоже идет достаточно долго. Если излучение от Солнца доходит до Земли за восемь минут, звезды поярче - Проксимы Центавры - почти за пять лет, то свет остальных может идти десятки и сотни лет.

Ещё одно «почему»

Почему звезды излучают свет теперь понятно. Почему он мерцает? Свечение, идущее от звезды, на самом деле ровное. Это происходит из-за гравитации, которая притягивает выталкиваемый звездой газ обратно. Мерцание звезды - это своеобразная погрешность. Человеческий глаз видит звезду через несколько слоев воздуха, который пребывает в постоянном движении. Звездный луч, проходя через эти слои, кажется мерцающим.

Так как атмосфера непрестанно движется, горячие и холодные потоки воздуха, проходя друг под другом, образуют завихрения. Это приводит к искривлению светового луча. Яркость звезд тоже изменяется. Причина в неравномерности концентрации доходящего до нас луча. Смещается и сама звездная картина. Виной этому явлению являются, проходящие в атмосфере, например, порывы ветра.

Разноцветные звезды

В безоблачную погоду ночное небо радует глаз ярким многоцветием. Насыщенно-оранжевая окраска у и Арктур, а вот Антарес и Бетельгейзе - нежно-красные. Сириус и Вега молочно-белого оттенка, с голубым отливом - Регул и Спика. Знаменитые гиганты - Альфа Центавра и Капелла - сочно желтые.

Почему звезды светят по-разному? Цвет звезды зависит от ее внутренней температуры. Самые «холодные» - красные. На их поверхности всего 4 000̊С. с поверхностным нагревом до 30 000̊С - считаются самыми горячими.

Космонавты рассказывают, что на самом деле звезды свет ровно и ярко, а подмигивают они только землянам...

Вопрос о том, почему светятся звезды, относится к разряду детских, но, тем не менее, он ставит в тупик добрую половину взрослых, которые не то забыли школьный курс физики и астрономии, не то много в детстве прогуливали.

Объяснение свечения звезд

Звезды по своей сути являются газовыми шарами, следовательно, они в процессе своего существования и химических процессов, происходящих в них, излучают свет. В отличие от луны, которая просто отражает свет солнца, звезды, как и наше солнце, светятся сами. Если говорить о нашем солнце, оно является средней по величине, как и по возрасту звездой. Как правило, те звезды, которые визуально на небе кажутся больше, находятся ближе, те, которые еле видны – дальше. Есть еще миллионы тех, которые невооруженным глазом не видны вовсе. Люди познакомились с ними тогда, когда был изобретен первый телескоп.

У звезды, хоть она и не живая, имеется свой жизненный цикл, потому на разных его этапах она имеет различное свечение. Когда ее жизненный путь подходит к концу, она постепенно превращается в красного карлика. В таком случае ее свет, соответственно, красноватый, возможны как бы импульсы, свет кажется мигающим, словно свечение лампы накаливания при резких перепадах напряжения в сети. Определенные ее части то покрываются коркой, то вновь взрываются с новой силой, образуя визуально такие мигания.

Еще одна причина в разности сечения звезд кроется в их спектральности. Это как бы длина и частота световых лучей, которые они излучают. Это зависит от химического состава звезды, а также ее размеров.

По величине все звезды тоже различны. Но тут подразумевается не то, как они нам выглядят при взгляде вечером или ночью на небо, а их настоящие размеры, которые с той или иной степенью точности вычисляются астрономами.

Надо сказать, что звезды светятся не только ночью, но и днем. Просто солнце в дневное время суток освещает собой атмосферу, мы видим ее, состоящую из многих слоев облаков. Ночью солнце освещает иную сторону земли и там, где темно, атмосфера становится прозрачной. Так мы видим то, что окружает нашу планету – звезды, ее спутницу, Луну, иногда даже метеориты, кометы, даже иную планету солнечной системы – Венеру. Она кажется большой звездой,но ее свечение, как и Луны, связанно с тем, что она отражает солнечный свет. Венеру видно в основном рано вечером или на рассвете.

А знаете ли вы?

Почему светятся звезды на небе? written by DmitriSpartak average rating 3.2 /5 - 10 user ratings