Главная В избранное Контакты News О проекте Планы сайта Карта
счетчик сайта
Размер шрифта:

Кратко:

Звёзды, подобные Солнцу

Самое важное — найти звезды, максимально похожие на наше Солнце. Это не такая лёгкая задача, как может показаться с первого взгляда, даже несмотря на тот факт, что Солнце является «среднестатистической» звездой. Рассуждения о том, что во Вселенной существует множество его аналогов, совсем не то же самое, что обнаружение их с помощью телескопа.

Учёными проводилось множество систематических поисков аналогов Солнца, увенчавшихся разной степенью успеха. В настоящее время существует лишь одна звезда, 18 Скорпиона, характеристики которой настолько хороши, что её можно официально признать двойником нашего Солнца. При поиске таких двойников Солнца проводится анализ не только характеристик светимости, спектра, массы, температуры звёзд, но и звёздных циклов, аналогичных солнечным циклам.

Солнечный цикл

Периодическое изменение солнечной активности, в частности, числа солнечных пятен. Период цикла - около 11 лет, хотя в течение XX в. он был ближе к 10 годам. В начале нового цикла пятен на Солнце практически нет. Первые пятна нового цикла появляются на гелиографических северных и южных широтах 35°- 45°; затем в процессе цикла пятна появляются ближе к экватору, доходя соответственно до 7° северной и южной широты. Эту картину распространения пятен можно представить графически в виде "бабочек" Маундера.

Принято считать, что солнечный цикл вызван взаимодействием между "генератором", порождающим магнитное поле Солнца, и вращением Солнца. Солнце вращается не как твердое тело, причем экваториальные области вращаются быстрее, что вызывает усиление магнитного поля. В конечном счете поле "выплескивается" в фотосферу, создавая солнечные пятна. В конце каждого цикла полярность магнитного поля меняется, поэтому полный период составляет 22 года (цикл Хейла).

Понимание принципов, лежащих в основе цикла солнечной активности, поможет понять сущность функционирования других звёзд, подобных Солнцу.

Интересно знать:

Значительная часть звёзд внутри нашей Галактики входит в состав звёздных скоплений - гравитационно связанных групп звёзд. Каждое такое скопление движется внутри Галактики как единое целое.

Звёзды, принадлежащие к одному скоплению, имеют общее происхождение (образовались из одного газового облака), одинаковый возраст и почти один и тот же химический состав. Звёздные скопления делятся на два сильно отличающихся друг от друга вида - шаровые и рассеянные.

 

    

    

 

Солнце


Положение Солнца среди звёзд. Ближайшие звёзды.

 

Положение Солнца в галактике Млечный путьДля того чтобы определить заслуженное место нашего Солнца среди звёзд, давайте сначала посмотрим на его соседей. Ближайший сосед Солнца — это система трёх звёзд, вращающихся друг над другом. Самая яркая из них, Альфа Центавра А, — это звезда, очень похожая на наше желтое Солнце. Альфа Центавра В немного меньше, и её свет имеет оранжевый оттенок, так как температура ее поверхности прохладнее — около 4800 °С, тогда как температура Солнца достигает 5800 °С. Цвет звезды говорит нам о её температуре. Прохладные звезды — красные, более горячие — оранжевые, желтые и голубовато-белые.

Период обращения двух главных звёзд системы Альфа Центавра относительно друг друга составляет около 80 лет. Они расположены довольно далеко друг от друга (расстояние между ними сопоставимо с расстоянием от Земли до Солнца или от Солнца до планеты Уран). Третья звезда в системе Альфа Центавра — С, или Проксима Центавра, получила своё название благодаря тому, что находится ближе всего к Земле. Она является гораздо более типичным представителем звездного содружества, несмотря на то, что эта звезда тусклая, красная (а значит, холодная) и маленькая. Она далеко расположена от основной пары, примерно в 300 раз больше, чем расстояние от Солнца до Плутона. Если бы у нашего Солнца была такая звезда-компаньон, как Альфа Центавра С, то она выглядела бы, как обычная звезда на ночном небе. Её можно было бы наблюдать невооруженным глазом, но она бы не выделялась на фоне других звёзд, более того, казалась бы более тусклой.

Нашим космическим соседом является также звезда Барнарда, названная в честь Эдварда Эмерсона Барнарда, который жил около века назад и, как говорят, был одним из самых зорких астрономов на земле. Эта скромная маленькая звёздочка расположена в направлении созвездия Змееносца. Это ближайшая звезда, которая может быть изучена из северного полушария с помощью телескопов, но только некоторые астрономы в настоящее время ведут подобные наблюдения. Звезда Барнарда очень напоминает Проксиму Центавру и согласно классификации является красным карликом, самым распространенным видом звёзд в галактике.

Масса красных карликов составляет около 10-30% массы нашего Солнца. Их собственные ядерные реакции протекают медленно, поэтому продолжительность их жизни составляет 10 млрд. лет. Эти звёзды очень интересные, и их изучение помогает лучше понять наше Солнце. Внешний слой нашего Солнца является зоной конвективной передачи энергии, а у красных карликов эти зоны более мощные и располагаются глубже. Фактически некоторые из таких звёзд могут быть полностью конвективными. Это приводит к генерации сильных магнитных полей. Когда эти поля возвышаются над красной поверхностью звёзд, могут возникнуть огромные взрывы.

Звёздные вспышки от звёзд-карликов намного энергетичнее тех, которые удается наблюдать на нашем Солнце. Эти звезды и были обнаружены из-за того, что они ярко вспыхивали на несколько минут. Неудивительно, что они получили название «вспыхивающих звёзд». Кроме того, было обнаружено, что эти гигантские звездные вспышки генерируют радиоволны. Впервые их зафиксировал профессор Манчестерского университета Бернанд Ловелл в 1959 г., а позднее для этой цели использовался новый большой телескоп, установленный в обсерватории «Джодрелл Бэнк». Много лет назад один молодой аспирант (а именно я сам) (напомню, что данную беседу ведёт Девид Уайтхаус,, прим. В.К.) провёл много бессонных ночей, изучая элементы управления этого радиотелескопа для того, чтобы с помощью новых методик выявить звёздные вспышки красных карликов в близлежащем космическом пространстве. Материалы по этой работе хранятся в библиотеке в «Джодрелл Бэнк».

Одна из изучаемых нами звёзд не хотела раскрывать свои тайны. В течение одного года наблюдений вспышек было много, а на следующий год они практически отсутствовали. Я помню, как записал в своем блокноте: «Подобна ли активность этой звезды 11-летнему циклу Солнца?». Может быть.

Звезда Барнарда движется в космическом пространстве, и её видимое перемещение по небу — самое быстрое из всех. Однако, поскольку эта звезда слишком мала, её перемещение не влияет на форму созвездий. Созвездия кажутся неизменными, и, с точки зрения человека и длительности его жизни, они таковыми и являются. Однако в течение столетий звёзды медленно изменяют своё положение в космосе. К примеру, период обращения нашего Солнца и планет Солнечной системы вокруг центра галактики составляет 200 млн. лет. Процесс происходит настолько медленно, что созвездия, имеющие возраст 10 тыс. лет, вполне узнаваемы. Однако если бы современный астроном каким-то образом перенёсся в прошлое на миллион лет, то, глядя на звёздное небо, он бы растерялся. Звезда Барнарда движется по небу со скоростью полградуса каждые 175 лет. Она приближается и ориентировочно в 11800 г. окажется недалеко от Земли, на расстоянии всего лишь четырех световых лет (ближе, чем Проксима Центавра).

Много лет назад некоторые астрономы полагали, что по орбите вокруг звезды Барнарда движется планета. Наблюдения показывали, что, двигаясь по небу, звезда слегка раскачивалась относительно вертикальной оси. Возможно, что это колебание было вызвано действием силы тяжести расположенной рядом одной или нескольких больших планет. Однако явного подтверждения обнаружить не удавалось, да и само колебание звезды было практически незаметным. В течение последних 10 лет было сделано открытие о том, что по соседству с Солнечной системой есть множество планет, вращающихся по орбитам вокруг своих звёзд, т.е. Вселенная полна планет, и ничего необычного в этом нет.

Возле Солнечной системы существует ещё один красный карлик, который стал знаменитым благодаря телесериалу «Звездный путь». Это звезда Вольф 359, у которой разыгралась зрелищная битва между Объединенной Федерацией Планет и Боргами — высокотехнологичной псевдорасой киборгов, управляемых единым мозгом и увеличивающих свою численность за счёт ассимиляции целых миров. Вольф 359 расположена в созвездии Льва и является самой тусклой среди своих соседей и одной из самых неярких из всех известных человечеству звёзд. Если Солнце заменить звездой Вольф 359, на Земле либо не было бы дневного света, либо это был бы свет, яркость которого лишь в 10 раз превышала яркость лунного света.

Недалеко от Земли существует ещё много красных карликов. Среди них можно назвать Лаланд 21 185 в созвездии Большой Медведицы. Необходимо вспомнить и UV Кита — пару красных карликов и прототип всего класса вспыхивающих звёзд, к которому относятся Проксима Центавра и Вольф 359. Расстояние между звездами пары UV Кита в 6 раз превышает расстояние от Земли до Солнца, а период их обращения друг относительно друга составляет 25 лет. Их общая масса — всего лишь 30% массы Солнца.

Самая яркая звезда поблизости Солнца — Сириус, которую также называют Собачьей звездой, поскольку она расположена в созвездии Большого Пса. В 1862 г. было обнаружено, что Сириус является двойной звездой. Сириус А — голубовато-белая звезда, она в 2 раза больше нашего Солнца. Температура её поверхности составляет 10 000 °С. Её маленький компаньон, Сириус B ближайший к Земле образчик звезды, являющейся белым карликом. Это чрезвычайно плотная звезда, закончившая свою эволюцию и сжавшаяся до размера небольшой планеты. По размеру она такая же, как наша Земля, но обладает массой Солнца. Её вещество имеет такую высокую плотность, что наполненная им чашка будет весить столько же, как реактивный лайнер. Находясь на её поверхности, вы весили бы в 100 раз больше, чем стоя на Земле. Эти две совершенно разные звезды вращаются друг относительно друга с периодом 50 лет, а среднее расстояние между ними в 20 раз превышает расстояние от Земли до Солнца. Последняя из известных нам звёзд, расстояние до которой от Земли составляет менее 10 световых лет, получила название Росс 154 и является, опять таки, красным карликом.

В 1783 г. Уильям Гершель опубликовал свои наблюдения, послужившие толчком для открытия солнечного движения. Он определил, что наша Солнечная система движется между соседними звёздами в направлении звезды Лямбда Геркулеса, или Маасим, что в переводе с арабского означает «запястье». Для обозначения этого направления Гершель ввёл термин апекс (от латинского «арех» — верхушка), который стал означать точку на небесной сфере, в направлении которой движется астрономический объект. Самая яркая звезда на небе, Сириус, является антиапексом, т.е. точкой, в направлении от которой перемещается Солнце.

Таково направление движения Солнца по своей орбите вокруг центра Млечного Пути. Все 100 тыс. звёзд нашей Галактики вращаются вокруг её центра. Чем ближе расположена звезда к центру Галактики, тем быстрее она движется. Что касается нашего Солнца, оно отстоит от центра на 24 тыс. световых лет и движется по орбите со скоростью 220 км/с, делая полный оборот за 230 млн. лет. Получается, что за время своего существования Солнце облетело Галактику около 18 раз (по другим данным 25-30 раз). Помимо кругового движения вокруг центра, Солнце ещё совершает колебательные движения вверх-вниз относительно плоскости Галактики. Период колебаний составляет 70 млн. лет. Это означает, что мы проходим через медианную плоскость Галактики каждые 35 млн. лет. Некоторые учёные сопоставляют этот период с интервалом между массовыми вымираниями живых существ на Земле. Нет никакой тайны в том, что количество космических лучей, достигающих Земли, увеличивается в последние 100 тыс. лет по мере приближения Земли к медианной плоскости Галактики. Возможно, этот факт повлияет на облачность и, следовательно, на климат Земли.

Наша Галактика состоит из ряда спиральных ветвей, и наше Солнце в данный момент находится в маленькой спиральной ветви, именуемой Орионом, которая соединяет более крупные спиральные рукава Стрельца и Персея. Земля проходит через главный спиральный рукав каждые 100 млн. лет, а длительность прохождения составляет 10 млн. лет. В процессе прохождения через спиральный рукав усиливается влияние ближайшей сверхновой звезды, а её интенсивное излучение, испущенное даже на расстоянии в десятки световых лет, может изменить климат Земли.

>>>Читайте дальше: Что говорит наука о Солнце?

ВведениеПоложение в галактикеПоложение среди звёздНаука о СолнцеВнутреннее строениеФотосфера, хромосфераПоверхность, корона, пятнаУстройство пятен, гранулы, факелыСпикулы, флоккулы, протуберанцы; солнечная активностьСпектрАтомная энергия звездАртур Эддингтон и источник энергии звездГеоргий Гамов и его туннельный эффектУглеродный цикл Протон-протонная цепочка. Возникновение более тяжелых элементовСолнечное нейтрино. Нейтринная астрономия [1 2]Будущее Солнца

 
 
Главная В закладки Контакты Новости О проекте Планы сайта

video
© KV


 


 

Видео: Межзвёздное пространство.

Закрыть урок