О светимости звезд


Долгое время астрономы полагали, что различие видимого блеска звезд связано только с расстоянием до них: чем дальше звезда, тем менее яркой она должна казаться. Но когда стали известны расстояния до звезд, астрономы установили, что иногда более далекие звезды имеют больший видимый блеск. Значит, видимый блеск звезд зависит не только от их расстояний, но также и от действительной силы их света, от их светимости.

Светимость звезды зависит от размеров поверхности звезды и от ее температуры.

Светимость звезды выражает ее истинную силу света по сравнению с силой света Солнца. Таким образом, когда говорят, что светимость Сириуса равна 17, это означает, что истинная сила его света больше силы света Солнца в 17 раз.

Определяя светимости звезд, астрономы установили, что многие звезды в тысячи раз ярче Солнца. Например, светимость Ригеля (бета Ориона) — 23 000, Денеба (альфа Лебедя) — 9400.

Звезда Бетельгейзе так велика, что внутри ее могли бы разместиться Солнце и орбиты ряда планет солнечной системы, включая орбиту Марса.
Звезда Бетельгейзе так велика, что внутри ее могли бы разместиться Солнце и орбиты ряда планет солнечной системы, включая орбиту Марса.

Среди звезд есть и такие, которые излучают в сотни тысяч раз больше света, чем Солнце. Например, звезда, обозначаемая буквой S (эс) в созвездии Золотой Рыбы, светит в 1 000 000 раз ярче Солнца. Наше лучезарное Солнце по сравнению с ней — то же, что обычная свеча по сравнению с прожектором. Другие звезды имеют одинаковую или почти одинаковую с нашим Солнцем светимость: например, светимость альфы Центавра — 1, Проциона (альфа Малого Пса) — 6, Альтаира (альфа Орла) — 8. Есть и такие звезды, светимость которых выражается тысячными долями, т. е. их сила света в сотни раз меньше, чем Солнца. Светимость звезды — спутника Проциона почти в две с лишним тысячи раз меньше, чем у Солнца; светимость спутника Сириуса слабее солнечной в сто с лишним раз.

Одна из слабых звездочек, не имеющая особого названия, обладает такой малой светимостью, что ее силу света можно уподобить свету свечи рядом с мощным прожектором, каким следует тогда изобразить Солнце.

 

ЦВЕТ, ТЕМПЕРАТУРА И СОСТАВ ЗВЕЗД

Звезды имеют заметно различный цвет. Например, Вега и Денеб — белые, Капелла — желтоватая, Бетельгейзе —красноватая. Чем ниже температура звезды, тем она краснее. Солнце относится к разряду желтых звезд. Его поверхностная температура около 6000°. Температура белых звезд достигает 30 000° и даже 100 000°, а температура красных звезд 3000° и ниже.

Как ни мало количество тепла, приходящего от звезд, его удалось измерить. Работа эта очень сложная, кропотливая, требующая величайшей точности. Изучая спектры, астрономы делают заключения о температурах далеких небесных тел.

Спектральный анализ показал, что звезды, подобно Солнцу, состоят из раскаленных газообразных веществ: водорода, гелия, железа, натрия, углерода, кислорода и др.

 

ЗВЕЗДЫ-ГИГАНТЫ И ЗВЕЗДЫ-КАРЛИКИ

Астрономы уже составили классификацию звезд по их светимости. Звезды,

излучающие в тысячи раз больше света, чем Солнце, называются звездами-гигантами, а звезды с еще более мощным излучением — сверхгигантами. Наоборот, звезды с малой светимостью получили наименование звезд-карликов. Наше Солнце и по своей светимости и по размерам — средняя звезда.

Среди звезд, усматриваемых простым глазом и в небольшие телескопы, большинство составляют гиганты и сверхгиганты. Это объясняется тем, что только такие звезды видны с огромных расстояний. На самом яге деле в звездном мире карликов гораздо больше, чем гигантов. В большинстве случаев эти названия — «гиганты» и «карлики» — говорят и о размерах звезд, т.е. о том, что гиганты очень велики, а карлики очень малы.

Так, диаметр звезды Бетельгейзе в 350 раз превосходит диаметр Солнца. Есть звезды, превосходящие Солнце по диаметру в 1000— 2000 раз, а по объему в несколько миллиардов раз.

Но существуют звезды, по размерам значительно меньшие, чем Солнце. Среди них особенно выделяются так называемые «белые карлики». Первый из них по времени открытия — спутник Сириуса — размером меньше планет Урана и Нептуна, а некоторые белые карлики меньше Земли и даже меньше Марса.

Астрономы смогли установить для многих звезд не только их действительные размеры, но и массы. Результаты оказались поразительными: несмотря на огромную разницу в размерах звезд, массы их не так сильно отличаются от массы Солнца. Редко встречаются звезды с массой, более чем в 5—10 раз превышающей массу Солнца, а равно и звезды с массой менее 0,3—0,5 солнечной. Это значит, что средняя плотность вещества (масса, деленная на объем) в звездах-гигантах должна быть чрезвычайно мала (в тысячи раз разреженнее комнатного воздуха), а в звездах — белых карликах она невообразимо велика (в десятки тысяч раз плотнее воды). Иначе говоря, в 1 см3 звезды-гиганта вещества ничтожные доли грамма, а в таком же объеме звезды-карлика — тонны и даже десятки тонн.

Известно, что 1 м3 воды весит около тонны, 1 м3 вещества звезды Бетельгейзе весит ¾ Г. В 1 см3 воды 1 Г, а в 1 см3 вещества белого карлика, называемого звездой Койпера, десятки тонн.

Все это говорит о большом разнообразии в мире звезд — этих далеких солнц, кажущихся нам лишь искорками света.