Презентация "Звезды как космические объекты"


Подписи к слайдам:
Слайд 1

  • Звезды как космические объекты
  • Зворыкина Татьяна ФМ-112 ВлГУ

Что такое звезда?

  • Звезда – это важный элемент космической структуры, которые представляют научный интерес не только как космические объекты Вселенной, но и как важные звенья в развитии материи.
  •  

Звезда́ -излучающий свет массивный газовый 

  • Звезда́ -излучающий свет массивный газовый 
  • шар, удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза.

Модель происхождения звезды

  • Звезды образуются при скоплении частичек пыли и газов в космических туманностях. Эти частички образуют шары, которые разогреваются и становятся звездами.

Туманности – это огромные облака пыли в космосе. В этих облаках различные частицы совершают хаотичные движения. Иногда частицы притягивают друг друга и образуются шары. Эти шары по своему размеру могут превышать Солнце в десятки и сотни раз.

  • Туманности – это огромные облака пыли в космосе. В этих облаках различные частицы совершают хаотичные движения. Иногда частицы притягивают друг друга и образуются шары. Эти шары по своему размеру могут превышать Солнце в десятки и сотни раз.

Шары начинают нагреваться за счет огромного трения, их температура растет и может достигать миллионов градусов. Впоследствии шар начинает выделять огромное количество тепла и начинает светится. Так образуется новая звезда. Однажды появившись звезда живет миллионы лет, пока «топливо» внутри нее не закончится и она не потухнет навсегда.

  • Шары начинают нагреваться за счет огромного трения, их температура растет и может достигать миллионов градусов. Впоследствии шар начинает выделять огромное количество тепла и начинает светится. Так образуется новая звезда. Однажды появившись звезда живет миллионы лет, пока «топливо» внутри нее не закончится и она не потухнет навсегда.

Характеристики звезд

  • Главными характеристики звезды – считается светимость, масса и радиус.

Массу удалось измерить только у звёзд, входящих в состав двойных систем. И они определялись по параметрам орбит звёзд и периоду их обращения вокруг друг друга с использованием третьего обобщённого закона Кеплера. Массы звёзд составляют приблизительно от 1/20 до 100 масс Солнца.

  • Массу удалось измерить только у звёзд, входящих в состав двойных систем. И они определялись по параметрам орбит звёзд и периоду их обращения вокруг друг друга с использованием третьего обобщённого закона Кеплера. Массы звёзд составляют приблизительно от 1/20 до 100 масс Солнца.

Для звёзд главной последовательности имеется связь между массой звезды и её светимостью: чем больше масса звезды, тем больше её светимость. Так, звезда спектрального класса В имеет массу около 20 масс Солнца и её светимость почти в 100000 раз больше солнечной.

  • Для звёзд главной последовательности имеется связь между массой звезды и её светимостью: чем больше масса звезды, тем больше её светимость. Так, звезда спектрального класса В имеет массу около 20 масс Солнца и её светимость почти в 100000 раз больше солнечной.

  • В начале XХ века, Герцшпрунг и Рассел нанесли на диаграмму «Абсолютная звёздная величина» — «спектральный класс» различные звёзды, и оказалось, что большая их часть сгруппирована вдоль узкой кривой. Позже эта диаграмма (ныне носящая название Диаграмма Герцшпрунга-Рассела) оказалась ключом к пониманию и исследованиям процессов, происходящих внутри звезды.

Диаграмма Герцшпрунга - Рассела  (варианты транслитерации: диаграмма Герцшпрунга — РесселаРасселла, или просто диаграмма Г-Р или диаграмма цвет — звёздная величинаспектр — светимость) показывает зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды.  Неожиданным является тот факт, что звёзды на этой диаграмме  располагаются не случайно, а образуют хорошо различимые участки.

  • Диаграмма Герцшпрунга - Рассела  (варианты транслитерации: диаграмма Герцшпрунга — РесселаРасселла, или просто диаграмма Г-Р или диаграмма цвет — звёздная величинаспектр — светимость) показывает зависимость между абсолютной звездной величиной, светимостью, спектральным классом и температурой поверхности звезды.  Неожиданным является тот факт, что звёзды на этой диаграмме  располагаются не случайно, а образуют хорошо различимые участки.

Эта диаграмма была предложена примерно в 1910 году  независимо Эйнаром Герцшпрунгом (Дания) и Генри Расселом (США). Диаграмма используется для классификации звёзд и соответствует современным представлениям о звёздной эволюции.

  • Эта диаграмма была предложена примерно в 1910 году  независимо Эйнаром Герцшпрунгом (Дания) и Генри Расселом (США). Диаграмма используется для классификации звёзд и соответствует современным представлениям о звёздной эволюции.
  • Диаграмма даёт возможность (хотя и не очень точно) найти абсолютную величину по спектральному классу. Особенно для спектральных классов O—F. Для поздних классов это осложняется необходимостью сделать выбор между гигантом и карликом. Однако определённые различия в интенсивности некоторых линий позволяют уверенно сделать этот выбор.

Около 90 % звёзд находятся на главной последовательности. Их светимость обусловлена термоядерными реакциями превращения водорода в гелий. Выделяется также несколько ветвей проэволюционировавших звёзд — гигантов, в которых происходит горение гелия и более тяжёлых элементов. В левой нижней части диаграммы находятся полностью проэволюционировавшие белые карлики.

  • Около 90 % звёзд находятся на главной последовательности. Их светимость обусловлена термоядерными реакциями превращения водорода в гелий. Выделяется также несколько ветвей проэволюционировавших звёзд — гигантов, в которых происходит горение гелия и более тяжёлых элементов. В левой нижней части диаграммы находятся полностью проэволюционировавшие белые карлики.

Виды звезд

Красный гигант

  • К этой группе в основном относятся звёзды красного цвета с радиусами, в десятки раз превышающими солнечный. Например, звезда Арктур, радиус которой превышает солнечный в 25 раз, а светимость – в 140.

Белый карлик

  • Это группа звёзд в основном белого цвета со светимостями в сотни и тысячи раз меньше солнечной. Эти звёзды имеют радиусы почти в сто раз меньше солнечного и по размерам сравнимы с планетами. Примером служит звёзда Сириус В – спутник Сириуса. Масса почти равна солнечной, и в размере в 2,5 раза больше, чем Земля.

  • с помощью специальной технологии фотосъемки видно, что после взрыва на месте звезды осталась маленькая звезда - белый карлик.

Солнце

  • Солнце – это не заурядный желтый карлик, как раньше было принято говорить. Это звезда, около которой есть планеты, содержащие много тяжелых элементов. Это звезда, которая образовалась после взрывов сверхновых, она богата железом и другими элементами.

Сверхновая звезда

  • Сверхно́вые звёзды — звёзды, заканчивающие свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе.

  • Взрыв сверхновой звезды

  • После вспышки сверхновой и разлета оболочки у звезд массой порядка 10-30 солнечных масс продолжающийся гравитационный коллапс приводит к образованию нейтронной звезды. Это обычно происходит по достижении звездой размеров около 15 км в диаметре.

В результате образуется быстро вращающаяся нейтронная звезда, испускающая электромагнитные импульсы с частотой ее вращения; такие звезды называются пульсарами. Наконец, если масса ядра звезды превышает 30 солнечных масс, ничто не в силах остановить ее дальнейший гравитационный коллапс, и в результате вспышки сверхновой образуется черная дыра.

  • В результате образуется быстро вращающаяся нейтронная звезда, испускающая электромагнитные импульсы с частотой ее вращения; такие звезды называются пульсарами. Наконец, если масса ядра звезды превышает 30 солнечных масс, ничто не в силах остановить ее дальнейший гравитационный коллапс, и в результате вспышки сверхновой образуется черная дыра.

Черная дыра – область в пространстве-времени,

  • Черная дыра – область в пространстве-времени,
  • гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть
  • её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света. Черная дыра описывается всего тремя параметрами:
  • массой, Моментом импульса и электрическим зарядом.

  • Предполагаемый вид
  • черных дыр

Белые дыры

  • Ученые утверждают, что кроме черных, есть еще и белые дыры. Они постоянно выбрасывают материю и энергию. И хотя белых дыр никто не видел, то, что они существуют доказали математически с помощью суперкомпьютера, решая уравнения теории относительности Эйнштейна.

«Белых дыр столько же, сколько и черных. Это космические вулканы, которые выбрасывают поглощенную черными дырами материю, порождая новые Вселенные» ( Блейк Темпл)

  • «Белых дыр столько же, сколько и черных. Это космические вулканы, которые выбрасывают поглощенную черными дырами материю, порождая новые Вселенные» ( Блейк Темпл)
  • При этом в точке разрыва между двумя Вселенными может существовать своего рода туннель: черная дыра со стороны нашей Вселенной и белая со стороны другой.

Стивен Хокинг (1942 г.)

  • С. Хокинг открыл возможность очень
  • медленного самопроизвольного квантового «испарения» черных
  • 91 дыр. В 1974 г. он доказал, что черные дыры (не только
  • вращающиеся, но любые) могут испускать вещество и
  • излучение, однако заметно это будет лишь в том случае, если
  • масса самой дыры относительно невелика. Мощное
  • гравитационное поле вблизи черной дыры должно рождать пары
  • частица-античастица. Одна из частиц каждой пары поглощается
  • дырой, а вторая испускается наружу. Идея об «испарении»
  • черных дыр полностью противоречит классическому
  • представлению о них как о телах, не способных излучать.

Стивен Хокинг отождествил белые и черные дыры. «..Разные авторы пытались привлечь белые дыры для объяснения квазаров и других необычных астрономических явлений... ...белая дыра возникает в начале времени (т.е. при "Большом Взрыве") и остаётся в практически неизменном состоянии в течение неопределённого долгого времени. Затем она исчезает, разлетаясь со взрывом в облако обычной материи, а именно абсолютный горизонт частиц, за который ни одна частица не может залететь, но из-за которого в принципе могут вылетать частицы...»

  • Стивен Хокинг отождествил белые и черные дыры. «..Разные авторы пытались привлечь белые дыры для объяснения квазаров и других необычных астрономических явлений... ...белая дыра возникает в начале времени (т.е. при "Большом Взрыве") и остаётся в практически неизменном состоянии в течение неопределённого долгого времени. Затем она исчезает, разлетаясь со взрывом в облако обычной материи, а именно абсолютный горизонт частиц, за который ни одна частица не может залететь, но из-за которого в принципе могут вылетать частицы...»