Se guardi da vicino il cielo notturno, è facile notare che le stelle che ci guardano differiscono per colore. Bluastro, bianco, rosso, brillano in modo uniforme o tremolano come una ghirlanda di albero di Natale. In un telescopio, le differenze di colore diventano più evidenti. La ragione di questa diversità risiede nella temperatura della fotosfera. E, contrariamente a un presupposto logico, le più calde non sono le stelle rosse, ma blu, bianco-blu e bianche. Ma prima le cose.
Classificazione spettrale
Le stelle sono enormi bolle di gas. Il modo in cui li vediamo dalla Terra dipende da molti parametri. Ad esempio, le stelle in re altà non brillano. È molto facile esserne convinti: basta ricordare il Sole. L'effetto sfarfallio si verifica a causa del fatto che la luce proveniente dai corpi cosmici a noi supera il mezzo interstellare, pieno di polvere e gas. Un' altra cosa è il colore. È una conseguenza del riscaldamento delle conchiglie (soprattutto della fotosfera) a determinate temperature. Il vero colore può differire da quello visibile, ma la differenza è generalmente piccola.
Oggi, la classificazione spettrale delle stelle di Harvard è usata in tutto il mondo. Lei sembra esseretemperatura e si basa sulla forma e sull'intensità relativa delle righe dello spettro. Ogni classe corrisponde alle stelle di un certo colore. La classificazione è stata sviluppata presso l'Osservatorio di Harvard nel 1890-1924.
Un inglese rasato masticava datteri come le carote
Ci sono sette classi spettrali principali: O-B-A-F-G-K-M. Questa sequenza riflette una graduale diminuzione della temperatura (da O a M). Per ricordarlo, esistono formule mnemoniche speciali. In russo, uno di loro suona così: "Un inglese rasato masticava datteri come le carote". Altri due vengono aggiunti a queste classi. Le lettere C e S denotano luminari freddi con bande di ossido di metallo nello spettro. Diamo un'occhiata più da vicino alle classi stellari:
- La Classe O è caratterizzata dalla più alta temperatura superficiale (da 30 a 60 mila Kelvin). Le stelle di questo tipo superano il Sole in massa di 60 e in raggio di 15 volte. Il loro colore visibile è blu. In termini di luminosità, sono più di un milione di volte più avanti della nostra stella. La stella blu HD93129A, appartenente a questa classe, è caratterizzata da uno dei più alti indici di luminosità tra i corpi cosmici conosciuti. Secondo questo indicatore, è davanti al Sole di 5 milioni di volte. La stella blu si trova a una distanza di 7,5 mila anni luce da noi.
- La classe B ha una temperatura di 10-30 mila Kelvin, una massa 18 volte maggiore di quella del Sole. Queste sono stelle bianco-blu e bianche. Il loro raggio è 7 volte più grande di quello del Sole.
- La classe A è caratterizzata da una temperatura di 7,5-10 mila Kelvin,raggio e massa superiori rispettivamente a 2,1 e 3,1 volte i parametri simili del Sole. Queste sono stelle bianche.
- Classe F: temperatura 6000-7500 K. Massa maggiore del sole di 1,7 volte, raggio - di 1,3 Dalla Terra, anche queste stelle sembrano bianche, il loro vero colore è bianco giallastro.
- Classe G: temperatura 5-6 mila Kelvin. Il Sole appartiene a questa classe. Il colore apparente e reale di tali stelle è giallo.
- Classe K: temperatura 3500-5000 K. Il raggio e la massa sono minori del solare, sono 0,9 e 0,8 dei parametri corrispondenti della stella. Viste dalla Terra, il colore di queste stelle è giallo-arancio.
- Classe M: temperatura 2-3,5 mila Kelvin. Massa e raggio - 0,3 e 0,4 da parametri simili del Sole. Dalla superficie del nostro pianeta sembrano rosso-arancio. Beta Andromedae e Alpha Chanterelles appartengono alla classe M. La stella rossa brillante familiare a molti è Betelgeuse (Alpha Orionis). È meglio cercarlo nel cielo in inverno. La stella rossa si trova sopra e leggermente a sinistra della cintura di Orione.
Ogni classe è divisa in sottoclassi da 0 a 9, ovvero dalla più calda alla più fredda. I numeri di stelle indicano l'appartenenza a un certo tipo spettrale e il grado di riscaldamento della fotosfera rispetto ad altri luminari del gruppo. Ad esempio, il Sole appartiene alla classe G2.
Bianchi visivi
Quindi, le classi di stelle da B a F possono sembrare bianche rispetto alla Terra. E solo gli oggetti appartenenti al tipo A hanno effettivamente questa colorazione. Quindi, la stella Saif (la costellazione di Orione) e Algol (beta Perseo) ad un osservatore non armato di telescopio sembrerannobianca. Appartengono alla classe spettrale B. Il loro vero colore è bianco-blu. Appaiono bianche anche Mitrace e Procione, le stelle più luminose nei disegni celesti di Perseo e Canide Minore. Tuttavia, il loro vero colore è più vicino al giallo (grado F).
Perché le stelle sono bianche per un osservatore terrestre? Il colore è distorto a causa della grande distanza che separa il nostro pianeta da oggetti simili, oltre a voluminose nubi di polvere e gas, spesso presenti nello spazio.
Classe A
Le stelle bianche sono caratterizzate da una temperatura non così alta come quella dei rappresentanti delle classi O e B. La loro fotosfera si riscalda fino a 7,5-10 mila Kelvin. Le stelle di classe spettrale A sono molto più grandi del Sole. Anche la loro luminosità è maggiore - circa 80 volte.
Negli spettri delle stelle A, le righe dell'idrogeno della serie di Balmer sono fortemente pronunciate. Le linee degli altri elementi sono notevolmente più deboli, ma diventano più significative man mano che ci si sposta dalla sottoclasse A0 a A9. Giganti e supergiganti appartenenti alla classe spettrale A sono caratterizzati da righe dell'idrogeno leggermente meno pronunciate rispetto alle stelle della sequenza principale. Nel caso di questi luminari, le linee di metalli pesanti diventano più evidenti.
Ci sono molte stelle peculiari appartenenti alla classe spettrale A. Questo termine si riferisce a luminari che hanno caratteristiche evidenti nello spettro e parametri fisici, il che rende difficile classificarli. Ad esempio, stelle piuttosto rare del tipo Bootes lambda sono caratterizzate da una mancanza di metalli pesanti e da una rotazione molto lenta. I luminari peculiari includono anche le nane bianche.
La classe A appartiene a tali oggetti luminosi della notteparadiso, come Sirio, Mencalinan, Alioth, Castore e altri. Conosciamoli meglio.
Alpha Canis Major
Sirio è la stella più luminosa, anche se non la più vicina, del cielo. La distanza è di 8,6 anni luce. Per un osservatore terrestre, sembra così luminoso perché ha una dimensione impressionante e tuttavia non è così lontano come molti altri oggetti grandi e luminosi. La stella più vicina al Sole è Alpha Centauri. Sirius è al quinto posto in questa lista.
Appartiene alla costellazione del Canis Major ed è un sistema di due componenti. Sirio A e Sirio B sono separati da 20 unità astronomiche e ruotano con un periodo di poco inferiore ai 50 anni. Il primo componente del sistema, una stella di sequenza principale, appartiene alla classe spettrale A1. La sua massa è il doppio di quella del sole e il suo raggio è 1,7 volte. È lui che può essere osservato ad occhio nudo dalla Terra.
Il secondo componente del sistema è una nana bianca. La stella Sirio B è quasi uguale in massa al nostro luminare, il che non è tipico per tali oggetti. Tipicamente, le nane bianche sono caratterizzate da una massa di 0,6-0,7 masse solari. Allo stesso tempo, le dimensioni di Sirio B sono vicine a quelle della terra. Si presume che lo stadio della nana bianca sia iniziato per questa stella circa 120 milioni di anni fa. Quando Sirio B si trovava sulla sequenza principale, era probabilmente un luminare con una massa di 5 masse solari e apparteneva al tipo spettrale B.
Sirius A, secondo gli scienziati, passerà alla fase successiva dell'evoluzione tra circa 660 milioni di anni. Quindisi trasformerà in una gigante rossa e, poco dopo, in una nana bianca, come la sua compagna.
Aquila Alfa
Come Sirio, molte stelle bianche, i cui nomi sono riportati di seguito, sono ben note non solo agli appassionati di astronomia per la loro luminosità e le frequenti citazioni nelle pagine della letteratura di fantascienza. Altair è uno di quei luminari. Alpha Eagle si trova, ad esempio, in Ursula le Guin e Steven King. Nel cielo notturno, questa stella è chiaramente visibile grazie alla sua luminosità e alla sua vicinanza relativamente ravvicinata. La distanza che separa il Sole e Altair è di 16,8 anni luce. Delle stelle di classe spettrale A, solo Sirio è più vicino a noi.
Altair è 1,8 volte più massiccio del Sole. La sua caratteristica è una rotazione molto veloce. La stella compie una rotazione attorno al proprio asse in meno di nove ore. La velocità di rotazione vicino all'equatore è di 286 km/s. Di conseguenza, l'"agile" Altair sarà appiattito dai poli. Inoltre, a causa della forma ellittica, la temperatura e la luminosità della stella diminuiscono dai poli all'equatore. Questo effetto è chiamato "oscuramento gravitazionale".
Un' altra caratteristica di Altair è che la sua brillantezza cambia nel tempo. Si riferisce a variabili del tipo Shield delta.
Alpha Lyra
Vega è la stella più studiata dopo il Sole. Alpha Lyrae è la prima stella a cui è stato determinato lo spettro. È diventata anche la seconda luminare dopo il Sole, catturato nella fotografia. Vega è stata anche tra le prime stelle a cui gli scienziati hanno misurato la distanza usando il metodo parlax. Per un lungo periodo, la luminosità della stella è stata presa come 0 quando si determinavano le magnitudini di altri oggetti.
Alpha Lyra è ben nota sia all'astronomo dilettante che al semplice osservatore. È la quinta stella più luminosa ed è inclusa nell'asterismo del triangolo estivo insieme ad Altair e Deneb.
La distanza dal Sole a Vega è di 25,3 anni luce. Il suo raggio equatoriale e la sua massa sono rispettivamente 2,78 e 2,3 volte più grandi dei parametri simili della nostra stella. La forma di una stella è tutt' altro che una palla perfetta. Il diametro all'equatore è notevolmente maggiore rispetto ai poli. Il motivo è l'enorme velocità di rotazione. All'equatore raggiunge i 274 km/s (per il Sole, questo parametro è poco più di due chilometri al secondo).
Una delle caratteristiche speciali di Vega è il disco di polvere che lo circonda. Presumibilmente, è sorto a seguito di un gran numero di collisioni di comete e meteoriti. Il disco di polvere ruota attorno alla stella ed è riscaldato dalla sua radiazione. Di conseguenza, l'intensità della radiazione infrarossa di Vega aumenta. Non molto tempo fa sono state scoperte asimmetrie nel disco. La loro probabile spiegazione è che la stella ha almeno un pianeta.
Alfa Gemelli
Il secondo oggetto più luminoso nella costellazione dei Gemelli è Castore. Lui, come i precedenti luminari, appartiene alla classe spettrale A. Castore è una delle stelle più luminose del cielo notturno. Nella lista corrispondente, è al 23° posto.
Castor è un sistema multiplo composto da sei componenti. I due elementi principali (Ruota A e Rotella B) ruotanointorno ad un centro di massa comune con un periodo di 350 anni. Ciascuna delle due stelle è una binaria spettrale. I componenti di Castor A e Castor B sono meno luminosi e presumibilmente appartengono al tipo spettrale M.
Castor C non è stato collegato immediatamente al sistema. Inizialmente, è stata designata come una stella indipendente YY Gemini. Nel processo di ricerca in questa regione del cielo, si è scoperto che questo luminare era fisicamente connesso al sistema di Castore. La stella ruota attorno a un centro di massa comune a tutti i componenti con un periodo di diverse decine di migliaia di anni ed è anche una binaria spettrale.
Beta Aurigae
Il disegno celeste di Auriga include circa 150 "punti", molti dei quali sono stelle bianche. I nomi dei luminari diranno poco a una persona lontana dall'astronomia, ma ciò non toglie nulla al loro significato per la scienza. L'oggetto più luminoso nel modello celeste, appartenente alla classe spettrale A, è Mencalinan o Beta Aurigae. Il nome della stella in arabo significa "spalla del proprietario delle redini".
Menkalinan - sistema triplo. I suoi due componenti sono subgiganti di classe spettrale A. La luminosità di ciascuno di essi supera il parametro simile del Sole di 48 volte. Sono separati da una distanza di 0,08 unità astronomiche. Il terzo componente è una nana rossa a una distanza di 330 UA dalla coppia. e.
Epsilon Orsa Maggiore
Il "punto" più luminoso nella costellazione forse più famosa del cielo settentrionale (Orsa Maggiore) è Aliot, anch'esso classificato come classe A. La magnitudine apparente è 1,76. La stella luminare più brillante occupa il 33° posto. Alioth entra nell'asterismo dell'Orsa Maggiore ed è più vicino alla coppa rispetto ad altri luminari.
Lo spettro di Aliot è caratterizzato da linee insolite fluttuanti con un periodo di 5,1 giorni. Si presume che le caratteristiche siano associate all'influenza del campo magnetico della stella. Le fluttuazioni nello spettro, secondo dati recenti, possono verificarsi a causa della posizione ravvicinata di un corpo cosmico con una massa di quasi 15 masse di Giove. Se sia così è ancora un mistero. Come altri segreti delle stelle, gli astronomi cercano di capirlo ogni giorno.
Nane bianche
La storia delle stelle bianche sarà incompleta se non menzioniamo quella fase nell'evoluzione delle stelle, che è designata come una "nana bianca". Tali oggetti hanno preso il nome dal fatto che i primi scoperti appartenevano alla classe spettrale A. Era Sirio B e 40 Eridani B. Oggi le nane bianche sono chiamate una delle opzioni per la fase finale della vita di una stella.
Soffermiamoci più in dettaglio sul ciclo di vita dei luminari.
Evoluzione delle stelle
Le stelle non nascono in una notte: ognuna di loro attraversa diverse fasi. In primo luogo, una nuvola di gas e polvere inizia a restringersi sotto l'influenza delle proprie forze gravitazionali. Lentamente, assume la forma di una palla, mentre l'energia di gravità si trasforma in calore: la temperatura dell'oggetto aumenta. Nel momento in cui raggiunge un valore di 20 milioni di Kelvin, inizia la reazione di fusione nucleare. Questa fase è considerata l'inizio della vita di una vera star.
Il più delle volte i luminari trascorrono la sequenza principale. Le reazioni sono costantemente in corso nelle loro viscereciclo dell'idrogeno. La temperatura delle stelle può variare. Quando tutto l'idrogeno nel nucleo finisce, inizia una nuova fase dell'evoluzione. Ora l'elio è il carburante. Allo stesso tempo, la stella inizia ad espandersi. La sua luminosità aumenta, mentre la temperatura superficiale, al contrario, diminuisce. La stella lascia la sequenza principale e diventa una gigante rossa.
La massa del nucleo di elio aumenta gradualmente e inizia a ridursi sotto il suo stesso peso. La tappa della gigante rossa termina molto più velocemente della precedente. Il percorso che seguirà l'ulteriore evoluzione dipende dalla massa iniziale dell'oggetto. Le stelle di piccola massa nella fase di gigante rossa iniziano a gonfiarsi. Come risultato di questo processo, l'oggetto perde i suoi gusci. Si formano una nebulosa planetaria e un nucleo nudo di una stella. In un tale nucleo, tutte le reazioni di fusione sono completate. Si chiama elio nana bianca. Giganti rosse più massicce (fino a un certo limite) si evolvono in nane bianche di carbonio. Hanno elementi più pesanti dell'elio nei loro nuclei.
Caratteristiche
Le nane bianche sono corpi, in massa, di regola, molto vicini al Sole. Allo stesso tempo, la loro dimensione corrisponde alla terra. La colossale densità di questi corpi cosmici ei processi che avvengono nelle loro profondità sono inspiegabili dal punto di vista della fisica classica. I segreti delle stelle sono stati rivelati dalla meccanica quantistica.
La sostanza delle nane bianche è un plasma elettrone-nucleare. È quasi impossibile progettarlo anche in laboratorio. Pertanto, molte caratteristiche di tali oggetti rimangono incomprensibili.
Anche se studi le stelle tutta la notte, non sarai in grado di rilevare almeno una nana bianca senza un'attrezzatura speciale. La loro luminosità è molto inferiore a quella del sole. Secondo gli scienziati, le nane bianche costituiscono circa il 3-10% di tutti gli oggetti della Galassia. Tuttavia, ad oggi, sono stati trovati solo quelli che si trovano a non più di 200-300 parsec dalla Terra.
Le nane bianche continuano ad evolversi. Immediatamente dopo la formazione, hanno una temperatura superficiale elevata, ma si raffreddano rapidamente. Poche decine di miliardi di anni dopo la formazione, secondo la teoria, la nana bianca si trasforma in una nana nera, un corpo che non emette luce visibile.
Le stelle bianche, rosse o blu per l'osservatore differiscono principalmente per il colore. L'astronomo guarda più in profondità. Il colore per lui dice subito molto sulla temperatura, le dimensioni e la massa dell'oggetto. Una stella blu o blu brillante è una gigantesca palla calda, molto più avanti del Sole sotto tutti gli aspetti. I luminari bianchi, esempi dei quali sono descritti nell'articolo, sono leggermente più piccoli. Anche i numeri delle stelle in vari cataloghi dicono molto ai professionisti, ma non solo. Una grande quantità di informazioni sulla vita di oggetti spaziali distanti non è stata ancora spiegata o non è stata nemmeno scoperta.
