Глава 10. Расстояния до звезд. Световой год. Звезды и их спектральные классы.

Перед разговором о звездах несколько слов о структуре нашей Вселенной и о расстояниях в ней.
Свет, летящий со скоростью 300 000 километров в секунду, преодолевает расстояние до ближайшей к нам звезды где-то за четыре года. А другие звезды расположены еще дальше. Таким образом все эти гигантские расстояния измеряются в световых годах. Часто спрашивают — сколько это в километрах? Для любителей точности и образности отвечу — световой год, это расстояние проходимое светом за год, т.е. около 9 461 миллиардов километров или 9,5 триллионов километров.
Вкратце и упрощенно — все звезды, которые мы видим на небосводе отдельно, это звезды нашей Галактики. Млечный путь, белесая полоса пересекающая все небо и видимая сейчас глазом, к сожалению, только в идеальных условиях вдали от городов, при наблюдении в телескоп распадается на отдельные звезды — это тысячи и тысячи звезд — ребро нашей галактики, видимое с Земли. Из-за этого иногда нашу Галактику называют галактика Млечный Путь. Диаметр галактики около 100 тысяч световых лет. От нас до центра Галактики около 30 тысяч световых лет — мы видим нашу галактику как бы «изнутри». Другие галактики находятся от нас значительно дальше — расстояния до них миллионы световых лет и видны они в телескопы туманными пятнами, звездную структуру можно различить только у самых ярких и ближайших к нам из них в большие телескопы.

Звезды — это огромные газовые шары, в недрах которых идут ядерные реакции с выделением огромного количества энергии. Именно благодаря этому свет звезд виден за многие тысячи световых лет. Формируются звезды в газово-пылевых облаках из сгустков вещества за счет гравитационного сжатия. Сжатие происходит до тех пор, пока в недрах этих сгустков не начнется ядерная реакция — так рождается звезда. Туманности состоят из водорода и, в меньшей степени, гелия. Эти два основных элемента — начальный состав нашей Вселенной. Соответственно, звезды будут иметь тот же состав. Энергия в звезде образуется за счет превращения водорода в гелий — термоядерной реакции.
Все звезды имеют разные размеры и разную массу. Последняя является главной характеристикой звезды — от нее зависит и температура звезды и время жизни светила.
Звезды с самой маленькой массой являются самыми холодными и живут дольше всех — ядерные реакции в них протекают настолько медленно, что они могут существовать миллионы миллионов лет — в сто раз дольше, чем наше Солнце. Например, красные карлики имеют массу в десятые доли солнечной, а температура их поверхности в среднем около 3500 градусов. Типичный пример красного карлика — звезда Барнарда, одна из наших ближайших соседок — до нее всего 6 световых лет.
Звезды типа нашего Солнца имеют массу равную одной солнечной и температуру около 6000 градусов. Продолжительность жизни таких звезд около 10 миллиардов лет. Наше Солнце сейчас находится на среднем этапе жизни (около 5 миллиардов лет).
Звезды с массой в два раза большей, чем у нашего Солнца, живут уже около 1 миллиарда лет, пример такой звезды — ярчайшая звезда нашего неба Сириус, альфа Большого Пса. Температура поверхности Сириуса равна около 11000 градусов.
Спика, альфа Девы имеет массу в 11 солнечных, а температуру около 24000 градусов. Время жизни Спики — «всего» 10 миллионов лет.
Классифицируют звезды по спектру излучения (или по ее цвету), что соответствует разной температуре.
Принята следующая спектральная классификация звезд -

Основные спектральные классы O, B, A, F, G, K, M. Чтобы запомнить эту последовательность — существует много различных «правил». На английском, например, это звучит «Oh Be A Fine Girl, Kiss Me». В России же уже много десятков лет используется другое — «Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь».
Самые горячие, как мы видим, звезды классов O и B. Это опять же Спика, бета Центавра, альфа и бета Южного Креста, Дельта Ориона. Это звезды голубого и голубовато-белого цвета. Далее идут белые звезды класса A. Это тот же Сириус, например. Еще более холодные звезды класса F имеют желтовато-белый цвет. Здесь примером может служить Процион (альфа Малого Пса). Звезды G — класса имеют желтый цвет. Здесь примером может служить наше Солнце, Толиман (альфа Центавра) и тау Кита. Звезды класса K имеют оранжевый оттенок — Эпсилон Эридана. И, наконец, самые холодные из всех — звезды класса M — красные. Примером могут служить Антарес (альфа Скорпиона) и Бетельгейзе (альфа Ориона).
Также каждый класс делится на 10 подклассов от 0 до 9. Например полная запись спектрального класса Солнца — G2.
В начале двадцатого века была составлена диаграмма спектр-светимость — диаграмма Герцшпрунга-Рассела. На ней четко просматриваются все этапы пути жизни звезд -

Если мы присмотримся к диаграмме, то увидим, что большинство звезд группируются вдоль одной линии — она называется главной последовательностью. Положение на ней определяется массой звезды — менее массивные звезды лежат внизу, а наиболее массивные в самом верху главной последовательности. На главной последовательности лежат все звезды находящиеся в стабильном состоянии на стадии горения водорода. Звезды же лежащие выше и правее и ниже и левее находятся на других этапах эволюции звезды. Выше и правее главной последовательности область звезд-гигантов и сверхгигантов — Ригель (альфа Льва), Денеб (альфа Лебедя), Полярная. Ниже и левее главной последовательности лежит зона белых карликов.
На разных этапах своей жизни звезда в зависимости от начальной массы проходит разные стадии эволюции. Например где-то через четыре миллиарда лет наше Солнце раздуется в красного гиганта, на конечном этапе эволюции превратится в белого карлика. Но этапы эволюции звезд это уже более серьезный разговор. Наша же задача была ознакомится с тем какие же бывают звезды.                                              ( по материалам http://blog.astronomypage.ru )