что такое главная последовательность звезд
Главная последовательность
Главная последовательность — область на диаграмме Герцшпрунга—Рассела, содержащая звёзды, источником энергии которых является термоядерная реакция синтеза гелия из водорода.
Главная последовательность расположена в окрестностях диагонали диаграммы Герцшпрунга—Рассела и проходит из верхнего левого угла (высокие светимости, ранние спектральные классы) в правый нижний угол (низкие светимости, поздние спектральные классы) диаграммы. Звёзды главной последовательности имеют одинаковый источник энергии («горение» водорода, в первую очередь, CNO-цикл), в связи с чем их светимость и температура (спектральный класс) определяются их массой:
где светимость L и масса M измеряются в единицах солнечной светимости и массы, соответственно. Поэтому начало левой части главной последовательности представлено голубыми звёздами с массами
50 солнечных, а конец правой — красными карликами с массами
Существование главной последовательности связано с тем, что стадия горения водорода составляет
90 % времени эволюции большинства звёзд: выгорание водорода в центральных областях звезды приводит к образованию изотермического гелиевого ядра, переходу к стадии красного гиганта и уходу звезды с главной последовательности. Относительно краткая эволюция красных гигантов приводит, в зависимости от их массы, к образованию белых карликов, нейтронных звёзд или чёрных дыр.
Участок главной последовательности звёздных скоплений является индикатором их возраста: так как темпы эволюции звёзд пропорциональны их массе, то для скоплений существует «левая» точка обрыва главной последовательности в области высоких светимостей и ранних спектральных классов, зависящая от возраста скопления, поскольку звёзды с массой, превышающий некий предел, заданный возрастом скопления, ушли с главной последовательности (см. рис., чётко видна точка ухода с главной последовательности на ветвь красных гигантов).
Примечания
См. также
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Главная последовательность» в других словарях:
ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ — ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ, в астрономии область на ДИАГРАММЕ ГЕРЦШПРУНГА РАССЕЛЛА, где находится больше всего звезд, включая Солнце. Она тянется по диагонали от горячих ярких звезд в верхней левой части к холодным слабым звездам внизу справа… … Научно-технический энциклопедический словарь
главная последовательность — диаграммы Герцшпрунга Ресселла, узкая полоса на этой диаграмме, в пределах которой находится подавляющее большинство звёзд. Пересекает диаграмму по диагонали (от высоких до низких светимостей и температур). Звёзды главной последовательности (к… … Энциклопедический словарь
Главная последовательность звёзд — совокупность звёзд, физически сходных с Солнцем и образующих на диаграмме состояния (Герцшпрунга Ресселла диаграмме (См. Герцшпрунга Ресселла диаграмма)) практически однопараметрическая последовательность. Вдоль Г. п. з. диаграммы… … Большая советская энциклопедия
ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ — диаграммы Герцшпрунга Ресселла, узкая полоса на этой диаграмме, в пределах к рой находится подавляющее большинство звёзд. Пересекает диаграмму по диагонали (от высоких до низких светимостей и темп р). Звёзды Г. п. (к ним, в частности, относится… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ Герцшпрунга — ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ диаграммы Герцшпрунга Ресселла узкая полоса на этой диаграмме, в пределах которой находится подавляющее большинство звезд. Пересекает диаграмму по диагонали (от высоких до низких светимостей и температур). Звезды… … Большой Энциклопедический словарь
Главная последовательность диаграммы Герцшпрунга-Рессела — диаграмма выражает связь между светимостью и температурой звезд (спектральным классом или показателем цвета некоторыми объективными характеристиками звезд), на ней близкие по физическим свойствам звезды занимают обособленные области: главную… … Начала современного естествознания
Главная последовательность звезд — совокупность звезд, физически сходных с Солнцем и образующих на диаграмме спектр светимость (см. диаграмма Герцшпрунга Ресселла) единую последовательность, в которой светимости монотонно убывают с уменьшением температуры поверхности, массы и… … Астрономический словарь
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЙ ПОСРЕДНИКА — – логика действий третьей стороны с целью урегулирования межличностного конфликта. Она включает 17 основных шагов. 1. Попытаться представить общую картину конфликта и проникнуть в его суть, анализируя ту информацию, которой располагаем. Оценить… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ САМОРАЗРЕШЕНИЯ КОНФЛИКТА — – логика действий, предпринимаемых более психологически компетентным оппонентом с целью завершения межличностного конфликта. Она включает 17 основных шагов. 1. Прекратить борьбу с оппонентом. Понять, что путем конфликта не удастся защитить свои… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
Что такое главная последовательность звезд
Нижний правый угол занят холодными звездами с малой светимостью и малой массой, начиная со звезд порядка 0.08 солнечной массы, а верхний левый угол занимают горячие звезды, имеющие массу порядка 60-100 солнечных масс и большую светимость (вопрос об устойчивости звезд с массами больше 60-120Мsun остается открытым, хотя, по-видимому, в последнее время имеются наблюдения таких звезд).
Фаза эволюции, соответствующая главной последовательности, связана с выделением энергии в процессе превращения водорода в гелий, и так как все звезды ГП имеют один источник энергии, то положение звезды на диаграмме ГР определяется ее массой и в малой степени химическим составом.
Главная последовательность
Основные соотношения, справедливые для звезд главной последовательности
Светимость звезды пропорциональна ее эффективной температуре и площади поверхности.
Зависимость масса-светимость для главной последовательности
Для звезд главной последовательности существует апроксимационное соотношение, известное как зависимость масса-светимость. Это соотношение было выведено из наблюдательного определения масс и светимостей звезд главной последовательности, но оно также подтверждается расчетами звездных моделей для звезд ГП. Светимость звезды грубо пропорциональна ее массе в степени 3.5 или 4:
Таким образом, звезда в два раза массивней Солнца имеет светимость в 11 раз большую, чем Солнце. Наиболее массивные звезды главной последовательности примерно в 60 раз массивней Солнца. Это соответствует светимости почти в миллион раз больше солнечной.
Для наиболее массивных звезд L
Время жизни на главной последовательности
Звезды проводят большую часть своей жизни на главной последовательности. В общем, более массивные звезды живут более быстрой жизнью, чем менее массивные. Казалось бы, что звезды, имеющие большее количество водорода для горения должны были бы расходовать его дольше, но это не так, потому что они используют свои ресурсы быстрее.
Оценим время жизни звезды на ГП. Упрощенно, оно равно отношению энергии, которая может быть излучена к выделению звездой энергии в единицу времени (это светимость L).
Энергия, излучаемая звездой за время t, равна произведению светимости на это время:
Согласно уравнению Эйнштейна:
Комбинируя эти два выражения, получаем:
учитывая закон масса-светимость, получаем:
или в солнечных единицах:
Таким образом, если расчетное время жизни Солнца на главной последовательности составляет 10 10 лет, то звезда в 10 раз массивней Солнца будет жить в 1000 раз меньше т.е. 10 7 лет. Так как для наиболее массивных звезд L
M, то по мере увеличения их массы время жизни перестает увеличиваться и стремится к величине
3.5 млн. лет, что очень мало по космическим масштабам.
Главная последовательность
Из Википедии — свободной энциклопедии
Главная последовательность — стадия эволюции звёзд, а также область на диаграмме Герцшпрунга — Рассела, образованная звёздами на этой стадии, и соответствующий класс светимости.
На главную последовательность звёзды попадают после стадии протозвезды — когда их единственным источником энергии становятся термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, идущие в ядре. В этот момент возраст звезды считается нулевым и она находится на так называемой начальной главной последовательности. По мере исчерпания водорода звезда становится немного ярче, отходит от начальной главной последовательности и, когда в ядре не остаётся водорода, звезда окончательно покидает главную последовательность, причём то, как это происходит, зависит от массы звезды. Однако в любом случае дальнейшие стадии эволюции длятся гораздо меньше, чем стадия главной последовательности, и, как следствие, абсолютное большинство звёзд во Вселенной, включая Солнце, принадлежит главной последовательности. Планетные системы звёзд главной последовательности с небольшой массой представляют интерес при поиске обитаемых планет — ввиду длительного существования и стабильных размеров зоны обитаемости.
Главная последовательность была впервые обнаружена и описана в начале XX века в нескольких независимых работах, в которых строилась диаграмма спектр — светимость. В середине XX века была выяснена природа и эволюция звёзд главной последовательности.
На диаграмме Герцшпрунга — Рассела главная последовательность проходит по диагонали: из верхнего левого угла (высокие светимости, синий цвет) в правый нижний угол (низкие светимости, красный цвет). Таким образом, значения масс, размеров, температур и светимостей звёзд главной последовательности тесно связаны друг с другом и лежат в довольно широком диапазоне.
Звёзды главной последовательности: что такое звезда и как они образуются
Звёзды — это…
это гигантские вращающиеся шары горячих газов. Они производят огромное количество энергии, включая тепло и свет, которые они излучают в космосе во время своего сияния. Они сильно различаются по размеру (Бетельгейзе в созвездии Ориона в 800 раз больше Солнца) и по количеству испускаемого ими света. Звёзды бывают разных цветов — в зависимости от того, сколько им лет. Синие звёзды молоды и горячи; красные звёзды старые и крутые. Оранжевые и желтые звёзды (включая Солнце) – молодые, среднего возраста и умеренно горячие.
Как образуются звёзды
Звезда рождается, когда облако пыли и газа в космосе, известное как туманность, сжимается под действием силы тяжести, превращаясь в плотную каплю, называемую протозвездой. Ударные волны от взрывающейся звезды в конце ее жизни, поблизости, могут быть ответственны за запуск этого процесса. Протозвезда становится настолько горячей, что начинает производить свою собственную энергию в своем ядре. Вскоре газ и пыль исчезают. Иногда вращающийся диск из газа и пыли окружает вновь формирующуюся звезду, которая в конечном итоге может стать местом рождения новых планет.
Звёзды главной последовательности
Звезда проводит следующие несколько миллиардов лет своей жизни как звезда главной последовательности, как наше Солнце. Она производит огромное количество энергии, когда атомы водорода сливаются вместе, образуя гелий при чрезвычайно высоких температурах в его ядре. Когда водородное топливо начинает истощаться, звезда превращается в красного гиганта. Красный гигант не взрывается. Вместо этого его внешние слои рассыпаются в космос, оставляя планетарную туманность с белым карликом в центре. Он, в свою очередь, исчезает и остывает, чтобы стать черным карликом.
Сверхгиганты и сверхновые
Все звёзды рождаются в туманностях и становятся протозвездами. Очень немногие массивные звёзды становятся сверхгигантами. Бетельгейзе — это пример красного супергиганта, Ригель (также в созвездии Ориона) — синий супергигант. В конце концов, сверхгигант взрывается в результате мощного взрыва, называемого сверхновой. Он заканчивает свои дни черной дырой, областью пространства, настолько плотной, что ничто, даже свет, не может избежать притяжения ее гравитации или нейтронной звезды.
Крабовидная туманность, остатки сверхновой звезды
Крабовидная туманность — это все, что остается от сверхновой звезды. Она состоит из пыли и газа, медленно дрейфующих в космос. Сверхновая, которая его создала, появилась в 1054 году и была засвидетельствована и записана китайскими астрономами. В центре Крабовидной туманности находится Крабовый Пульсар, нейтронная звезда, длина которой составляет 28–30 километров, раздающая импульсы излучения.
Туманность Конская Голова
Туманность — это огромное облако пыли и газа — остатки умирающих звезд. Некоторые из туманностей Галактики приобретают впечатляющие формы, как, например, туманность Конская Голова в Орионе. Туманности предоставляют «сырье», из которого новые звёзды начинают формироваться миллионы лет. Через мощный телескоп они образуют мерцающую разноцветную область пространства.
Белый Гном
Звёзды, подобные Солнцу, настолько малы по сравнению с красными гигантами и сверхгигантами, что астрономы называют их карликами. Чайная ложка материала от Солнца такая же тяжелая, как ложка сиропа. После того как Солнце взорвется и станет красным гигантом — примерно через пять миллиардов лет — оно потеряет свои внешние слои. Останется просто маленькое, очень горячее, мертвое ядро. Названная белым карликом, она может иметь размеры около 10 000 километров в поперечнике — возможно, даже меньше Земли — и быть чрезвычайно плотной. Чайная ложка материала белого карлика будет весить пять тонн.
Нейтронная звезда
Ядро, которое остается после взрыва сверхновой, представляет собой крошечную звезду шириной не более 25 километров, известную как нейтронная звезда, самый маленький тип звезд из существующих. Чайная ложка весит невероятный миллиард тонн. Нейтронные звёзды очень горячие, с мощными магнитными и гравитационными полями. Вновь образованные нейтронные звёзды вращаются со скоростью до нескольких сотен раз в секунду.
Диаграмма Герцспрунга-Рассела
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела показывает связь между светимостью (количество испускаемого света) и температурой для всех типов звезд. Звёзды с большей яркостью расположены в верхней части диаграммы, а звёзды с более высокой температурой — в левой части диаграммы. Астрономы используют Солнце как своего рода измерительный стержень яркости.
Большинство звезд находятся в пределах полосы, которая наклоняется от верхнего левого угла (горячие, яркие звёзды) к нижнему правому углу (тусклые, холодные звёзды). Эта полоса известна как «главная последовательность», а лежащие на ней звёзды называются «звёздами главной последовательности». Звёзды главной последовательности находятся в стабильном среднем периоде своей жизни, в течение которого они сливают водород в свои ядра.
Не все из них являются звеёздами главной последовательности. Те, что лежат в правом верхнем углу, — это красные гиганты, холодные красные звёзды огромных размеров. Те, что лежат в левом углу – белые карлики, относительно маленькие и очень горячие.
Ученые рассчитывают, что количество звёзд в наблюдаемой Вселенной составляет 300 секстиллионов — это 3 с 23 нулями.
Около 85% всех звёзд — красные карлики (звёзды с массой менее половины массы Солнца), но ни одну из них нельзя увидеть с Земли невооруженным глазом.
Звезда белого карлика в конечном итоге охладится до температур, при которых она больше не будет излучать тепло или свет, и в этот момент она станет черным карликом.
Звёзды проводят 90% своей жизни, испуская энергию, созданную слиянием водорода с образованием гелия внутри своих ядер. Они называются звездами главной последовательности.
Главная последовательность: характеристики и особенности
К звездам Главной последовательности относятся те, которые находятся в основной фазе своей эволюции. Все звезды проходят эту фазу, одни дольше, другие быстрее. В жизни каждой звезды такой период является самым длительным по времени.
Если взглянуть на диаграмму Герцшпрунга-Рассела, то можно понять, какие звезды находятся на Главной последовательности. Они находятся по диагонали от верхнего левого в нижний правый угол. Их положение зависит от химического состава, массы и светимости.
Основной источник энергии звезд Главной последовательности – термоядерные реакции превращения водорода в гелий, поэтому их положение, температура и светимость определяются массой. Самые большие звезды находятся в верхней части Главной последовательности, а внизу массы небесных тел убывают до М
Большинство звездных характеристик Главной последовательности выражается в системных единицах. Радиус, масса и светимость определяются в соотношении с Солнцем. Большие расстояния часто выражаются посредством астрономической единицы (а.е.) – усредненное расстояние между Солнцем и нашей планетой (150 млн. км).
Эволюция звезд Главной последовательности
Наиболее многочисленный класс звезд относится к звездам Главной последовательности. К такому типу небесных тел принадлежит и наше Солнце. Эволюция звезд Главной последовательности (далее – ГП) представляет собой последовательность изменений, которым подвергается небесное тело в течение его жизненного цикла, то есть на протяжении миллиардов или миллионов лет, пока оно излучает тепло и свет. В течение столь огромных периодов времени изменения оказываются весьма существенными.
На ГП небесные тела попадают после этапа гравитационного сжатия, который приводит к образованию термоядерного источника энергии в недрах звезды. На первой стадии ГП потери энергии звезды на излучение компенсируются выделением энергии в термоядерных реакциях. В этот момент небесные тела располагаются на левой границе ГП. Окончание стадии ГП соответствует образованию у небесного тела однородного гелиевого ядра. Оно уходит с ГП и становится гигантом. Помимо эффектов эволюции, разброс звезд обусловлен различиями в химическом составе и возможной двойственностью звезды.
Строение звезд главной последовательности различных масс.
Изображение с сайта ru.wikipedia.org
4glaza.ru
Август 2021
Статья одобрена экспертом: Марина Атланова
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:
Все об основах астрономии и «космических» объектах: