Наблюдая за небом даже невооруженным глазом, можно сразу отметить такую особенность звезд, их главное отличие друг от друга, как яркость. Одни звёзды очень яркие, другие - светят более слабо. Без телескопа, в безо́блачную погоду при хорошей видимости человек с хорошим зрением теоретически способен рассмотреть на всём небе около 6000 звёзд. Возможности наблюдений значительно возрастают с применением оптических приборов. С помощью телескопа мы можем любоваться уже миллионами звёзд Млечного Пути и других галактик.

Ближайшая к нам звезда - это Солнце. О Солнце подробно рассказано в отдельном разделе нашего сайта. Звёзды - очень удалённые от нас объекты. Звёзды находятся от Земли на огромных расстояниях. Так, от ближайшей звезды свет идёт к нам более четырёх лет! Сравните: от Солнца свет доходит к нам за 8 минут, преодолевая расстояние в 150 миллионов километров и это составляет одну двухсот семидесяти тысячную от расстояния до самой ближайшей к нам звезды - Альфы Центавра (Кентавра)! Вот почему звёзды видны как крохотные точки - уж очень огромны расстояния, отделяющие нас от них!

Звёзды — наиболее распространенные объекты во Вселенной. Более 98% массы видимого космического вещества сосредоточено в этих газовых шарах, остальная часть его рассеяна в межзвездном пространстве. С эволюцией звёзд связано образование многих химических элементов. Поэтому звёзды представляют интерес не только как космические объекты, являющиеся важным элементом структуры Вселенной, но и как тела, эволюция которых — важное звено в эволюции материи.

Количество существующих звёзд также очень сложно представить. Можно лишь приблизительно оценить, что в нашей Галактике около 150 000 000 000 звёзд, а во Вселенной громадное число галактик...

Парадокс О́льберса

Почему ночное небо тёмное, если во Вселенной громадное число светящихся звёзд? Этот вопрос, на первый взгляд банальный, требует сложных ответов, учитывающих возраст и размеры Вселенной. Только в последние годы космология сформулировала приемлемый ответ.

Иоганн Кеплер в своей книге «Разговоры с посланником звёзд» отвергал возможность того, что Вселенная бесконечна, потому что в противном случае раньше или позже мы увидели бы свет звёзд в любом направлении, а ночное небо светилось бы, как Солнце. Таким же образом, используя сравнение современного астронома Гаррисона, человек, находящийся в лесу, во всех направлениях видит деревья, не видя, что делается вне леса. После Кеплера этим же вопросом задавались Ньютон и Галлей. Галлей, в частности, считал, что ночное небо не светится, потому что далекие звёзды настолько слабые, что их нельзя наблюдать ни в какой телескоп. Отсюда следует, что видно только конечное число относительно видимых звёзд. Но аргумент был необоснованным, потому что нет невидимых звезд, а излучё́нные фотоны раньше или позже доходят до наблюдателя, объединяясь с другими фотонами. Проблема не была решена, когда Генрих О́льберс в 1823 году́ занялся ею, предположив, что свет, идущий из космоса, постепенно поглощается, не доходя до наблюдателя. В этом же смысле в 1744 году́ высказывался Шезо. Но Уильям Гершель в 1848 году́ опроверг обоих, показав, что вся энергия, поглощённая существующей во Вселенной материей, испускается, хотя и в разных направлениях. Таким образом, количество света, доходящее до наблюдателя, может быть тем же, если свет не поглощался на своём пути каким-либо образом. С тех пор вопрос об окраске ночного неба известен как парадокс О́льберса.

Чтобы разрешить парадокс, будем считать, что внутри Вселенной любая информация, даже световое излучение, движется с конечной скоростью, равной примерно 300 000 км/сек. Сначала уточним, что означает понятие «видимый горизонт» в данном случае. В предыдущем примере это лес, где было максимальное расстояние, на которое уходил взгляд, пока он не упирался в деревья. Если в лесу́ видимый горизонт составляет порядка нескольких десятков метров, для Вселенной он составит 10²³ световых лет, расстояние, на котором можно увидеть теоретически 10⁶⁰ звёзд. Но, согласно современным теориям, Вселенной не более 13—14 млрд. лет, поэтому самые удаленные объекты находятся на расстоянии 13—14 млрд. световых лет (порядка 10¹⁰, то есть десятков миллионов). На большем расстоянии не могут находи́тся объекты, излучающие свет. Отношение 10²³/10¹⁰ обозначает, что во сколько раз менее ярко ночное небо по сравнению с поверхностью звёзд, равное 10¹³, то есть в 10 триллионов раз. Вот почему ночное небо тёмное. Свет, идущий от далекого воображаемого объекта, расположенного выше видимого горизонта, ещё не дошел до Земли.

Так что же такое звёзды?

Если говорить кратко, звёзды представляют собой раскалённые газовые шары. Звёзды - это космические тела, состоящие из сильно ионизированного газа, в которых, вся энергия, высвобожда́емая при термоядерных реакциях, излучается через звёздную атмосферу в космос, и, давление газа внутри звезды уравновешивает вес её внешних слоёв. Температура поверхности звёзд различна. У некоторых звёзд она может достигать 30000К и выше, а у других - лишь 3000К. Наше Солнце имеет поверхность с температурой около 6000К. Надо оговориться, что говоря о поверхности, мы имеем в виду лишь видимую поверхность, так как никакой твердой поверхности у газового шара быть не может. Нормальные звёзды гораздо больше планет, но главное - гораздо массивнее. Мы увидим, что есть во Вселенной странные звёзды, имеющие типичные для планет размеры, но во много раз превосходящие последние по массе. Солнце в 750 раз массивнее всех остальны́х тел Солнечной системы. Есть звёзды, в сотни раз превышающие по размеру Солнце и во столько же раз уступающие ему в этом показателе. Однако, массы звезд меняются в гораздо более скромных пределах - от одной двенадцатой массы Солнца до 100 его масс. Может быть, есть и ещё более тяжёлые, но такие массивные звёзды очень редки.