Из чего сделаны звезды: Из чего состоят звезды

Содержание

Из чего состоят звезды

Несмотря на разницу в размерах, в начале своего развития все эти звезды имели похожий состав.

То, из чего состоят звезды, полностью определяет их характер и судьбу — начиная от цвета и яркости, заканчивая сроком жизни. Более того, на составе звезды завязан весь процесс ее образования, равно как и формирования ее планетной системы — и нашей Солнечной системы в том числе.

Всеобщий стандарт

Любая звезда в начале своего жизненного пути — будь то монструозные гиганты вроде UY Щита или желтые карлики как наше Солнце — состоит приблизительно из равной пропорции одних и тех же веществ. Это 73% водорода, 25% гелия и еще 2% атомов дополнительных тяжелых веществ. Почти таким же был состав Вселенной после Большого взрыва, за исключением 2% тяжелых элементов. Они образовались после взрывов первых во Вселенной звезд, чьи размеры превышали размах современных галактик.

Однако почему тогда звезды такие разные? Секрет кроется в тех самых «дополнительных» 2 процентах звездного состава. Это не единственный фактор — очевидно, что достаточно большую роль играет масса звезды. Именно гравитационное напряжение определяет судьбу светила — сгорит оно за пару сотен миллионов лет, подобно Канопусу, или же будет светить миллиардами лет, как Солнце. Однако дополнительные вещества в составе звезды могут перебить все другие условия.

Состав звезды SDSS J102915 +172927 идентичен составу первых звезд, возникших после Большого взрыва.

Вглубь звезды

Но как такая ничтожная часть состава звезды может серьезно изменить ее функционирование? Для человека, в среднем состоящего на 70% из воды, потеря 2% жидкости не страшна — это всего лишь ощущается как сильная жажда и не приводит к необратимым изменениям в организме. Но Вселенная очень чуткая даже к самым малым переменам — будь 50-я часть состава нашего Солнца хоть капельку иной, жизнь в Солнечной системе могла и не образоваться.

Как это работает? Для начала вспомним одно из главных последствий гравитационных взаимодействий, упоминаемое повсеместно в астрономии — тяжелое стремится к центру. Любая планета служит наглядной моделью этого принципа: самые тяжелые элементы, вроде железа, располагаются в ядре, когда более легкие — снаружи.

То же самое происходит во время образования звезды из рассеянного вещества. В условном стандарте строения звезды гелий образует ядро светила, а из водорода собирается окружающая оболочка. Когда масса гелия переваливает за критическую точку, гравитационные силы сжимают ядро с такой силой, что в прослойках между гелием и водородом в ядре начинается термоядерная реакция.

Строение разных звезд

Именно тогда звезда и зажигается — еще совсем молодая, окутанная водородными облаками, которые со временем улягутся на ее поверхности. Свечение играет важную роль в существовании звезды — именно частицы, пытающиеся вырваться из ядра после термоядерной реакции, удерживают светило от моментального сжатия в нейтронную звезду или черную дыру. Также имеет силу обычная конвекция, перемещение вещества под воздействием температуры — ионизированные накалом у ядра, атомы водорода поднимаются в верхние слои звезды, перемешивая тем самым материю в нем.

Так все же, при чем тут 2% тяжелых веществ в составе звезды? Дело в том, что любой элемент тяжелее гелия — будь то углерод, кислород или металлы — неминуемо окажется в самом центре ядра. Они опускают планку массы, по достижению которой зажигается термоядерная реакция — и чем тяжелее вещества в центре, тем быстрее зажигается ядро. Однако при этом оно будет излучать меньше энергии — размеры эпицентра горения водорода будут скромнее, чем если бы ядро звезды состояло из чистого гелия.

Солнцу повезло?

Итак, 4 с половиной миллиарда лет назад, когда Солнце только стало полноценной звездой, оно состояло из того же материала, что и вся Вселенная — трех четвертей водорода, одной четверти гелия, и пятидесятой части примесей металлов. Благодаря особой конфигурации этих добавок, энергия Солнца стала подходящей для наличия жизни в его системе.

Под металлами не подразумевается только никель, железо или золото — астрономы называют металлами все, что отличается от водорода и гелия. Туманность, из которой по теории сформировалось Солнце, была сильно металлизирована — она состояла из остатков сверхновых звезд, которые стали источником тяжелых элементов во Вселенной. Звезды, чьи условия зарождения были схожи с Солнечными, называются звездами населения I. Такие светила составляют большую часть нашей галактики.

Карта продуктов звездных ядерных реакций. Смотреть в полном размере.

Мы уже знаем, что благодаря 2% металлов в содержании Солнца оно горит медленнее — это обеспечивает не только долгую «жизнь» звезде, но и равномерную подачу энергии — важные для зарождения жизни на Земле критерии. Кроме того, раннее начало термоядерной реакции поспособствовало тому, что не все тяжелые вещества были поглощены младенцем-Солнцем — в итоге сумели зародиться и полностью сформироваться существующие нынче планеты.

К слову, Солнце могло гореть немногим тусклее — пусть и маленькую, но все же значимую часть металлов забрали у Солнца газовые гиганты. В первую очередь стоит выделить Юпитер, немало изменивший в Солнечной системе. Влияние планет на состав звезд было доказано в процессе наблюдений за тройной звездной системой 16 Лебедя. Там есть две звезды, похожие на Солнце, и возле одной из них нашли газовый гигант, масса которого минимум в 1,6 раза больше Юпитера. Металлизация этой звезды оказалась существенно ниже ее соседки.

Старение звезды и изменение состава

Жизненный цикл Солнца

Однако время не стоит на месте — и термоядерные реакции внутри звезд постепенно изменяют их состав. Главной и самой простой реакцией синтеза, который протекает в большинстве звезд во Вселенной, и в нашем Солнце в том числе, является протон-протонный цикл. В нем четыре атома водорода сливаются воедино, образуя в итоге один атом гелия и очень большой выход энергии — до 98% общей энергии звезды. Такой процесс называется еще «горением» водорода: в Солнце «сгорает» до 4 миллионов тонн водорода ежесекундно.

Как меняется состав звезды в процессе ее старения? Это мы можем понять того, что мы уже узнали о звездах в статье. Рассмотрим на примере нашего Солнца: количество гелия в ядре будет увеличиваться; соответственно, будет расти объем ядра звезды. Из-за этого увеличится площадь термоядерной реакции, а вместе с ней — интенсивность свечения и температура Солнца. Через 1 миллиард лет (в возрасте 5,6 млрд лет) энергия звезды вырастет на 10%. В возрасте 8 миллиардов лет (через 3 млрд лет от сегодняшнего дня) солнечное излучение составит 140% от современного — условия на Земле к тому времени поменяются настолько, что она в точности будет напоминать Венеру.

Материалы по теме

Рост интенсивности протон-протонной реакции сильно отразится на составе звезды — водород, мало затронутый с момента рождения, станет сгорать куда быстрее. Нарушится баланс между оболочкой Солнца и его ядром — водородная оболочка станет расширяться, а гелиевое ядро, наоборот, сужаться. В возрасте 11 миллиардов лет сила излучения из ядра звезды станет слабее сжимающей его гравитации — греть ядро теперь станет именно растущее сжатие.

Существенные изменения в составе звезды произойдут еще через миллиард лет, когда температура и сжатие ядра Солнца вырастет настолько, что запустится следующая стадия термоядерной реакции — «горение» гелия. В итоге реакции, атомные ядра гелия сначала сбиваются вместе, превращаясь в нестабильную форму бериллия, а затем в углерод и кислород. Сила этой реакции невероятно велика — когда будут зажигаться нетронутые островки гелия, Солнце будет вспыхивать до 5200 раз ярче, чем сегодня!

Красный гигант-Солнце с Земли в представлении художника.

Во время этих процессов ядро Солнца будет продолжать накаляться, а оболочка расширится до границ орбиты Земли и значительно остынет — ибо чем больше площадь излучения, тем больше энергии теряет тело. Пострадает и масса светила: потоки звездного ветра будут уносить остатки гелия, водорода и новообразованных углерода с кислородом в далекий космос. Так наше Солнце превратится в красного гиганта. Полностью завершится развитие светила тогда, когда оболочка звезды окончательно истощится, и останется только плотное, горячее и маленькое ядро — белый карлик. Оно медленно будет остывать миллиардами лет.

Эволюция состава звезд, отличных от Солнца

На этапе возгорания гелия термоядерные процессы в звезде размеров Солнца заканчиваются. Массы небольших звезд недостаточно для возгорания новообразованных углерода и кислорода — светило должно быть минимум в 5 раз массивнее Солнца, чтобы углерод начал ядерное преобразование.

Цепочка трансформации крупных звезд куда дольше: она доходит вплоть до самого железа. Создаются и элементы потяжелее. У таких звезд уже нет пути назад — они взорвутся сверхновой, оставив по себе черную дыру или нейтронную звезду. Последняя вообще не состоит из привычного для нас физического вещества — звезду наполняет сверхтекучая жидкость, которая настолько плотная, что протоны и электроны в ней слились в незаряженные частицы, нейтроны. Спичечный коробок гиперконцентрированного вещества звезды будет весить сотни миллионов тонн.

Финальная стадия эволюции масссивной звезды в разрезе

Хотя углерод и кислород существуют в звезде одновременно, во время реакций синтеза они создают вещества, распределяющиеся на принципиально разных уровнях звезды. Так, углерод порождает легкие вещества, вроде неона, натрия или магния. Кислород же создает тяжелые неметаллы, наподобие серы или фосфора, или неплотные металлы, как вот алюминий. А вместе с азотом они участвуют в CNO-цикле горения водорода — основном термоядерном процессе в больших звездах Главной последовательности. Там они катализируют ядерное «горение» водорода, делая его возможным при меньшем гравитационном сжатии.

Спектры излучения разных источников света

Интересный факт — один грамм водорода, «сгорающий» во время термоядерного синтеза, дает 98 тысяч киловатт-часов энергии. Для сравнения, один грамм урана в ядерном реакторе дает 22 тысячи кВт/ч, а обычное сжигание водорода — всего 4,4 ватт-часа.

Как узнали о составе звезд?

Состав — это самая неочевидная характеристика звезд. О нем человечество узнало в последнюю очередь. Происхождение звезд угадал философ Иммануил Кант еще в XVIII веке. Другие параметры, вроде цвета или светимости, можно оценить без особых инструментов — а вот материал, из которого состоят звезды, долгое время терзал воображение ученых.

Открыть занавес тайны ученые смогли только в середине XIX века, после изобретения методики спектрального анализа. Оказывается, каждый источник света имеет свой уникальный излучаемый спектр, который напрямую зависит от его состава — материалы поглощают одни линии спектра, и пропускают сквозь себя другие. С помощью спектрального анализа, астрономы значительно расширили горизонты человеческого познания.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 21890

Запись опубликована: 13.12.2015
Автор: Виталий Патинскас

Секреты варки рубиновых звезд: как производят главный символ Кремля

Кремлевские звезды – бренд, известный во всем мире. Их рубиновый цвет вспоминается в десятках песен и стихов, а образ безошибочно ассоциируется с российской столицей. Москва и кремлевские звезды прочно связаны друг с другом в сознании каждого россиянина.

Однако мало кто задается вопросом, насколько сложно в производстве изделие, достойное украшать сердце России. Сейчас технологией и возможностями изготовления кремлевской звезды владеет едва ли не единственное предприятие в стране.

«Звезда» побеседовала с заместителем директора НПК «Стекло» ОНПП «Технология» имени Ромашина Вячеславом Самсоновым. Именно этот научно-производственный комплекс владеет секретами производства кремлевских звезд.

Как делали звезды до войны

Кремлевские звезды не всегда изготавливались из рубинового стекла, изначально создатели думали производить их из драгоценных и полудрагоценных материалов. В 30-е годы были сделаны опытные образцы таких изделий, однако позже от идеи пришлось отказаться, поскольку с высоты сделанные из драгоценных камней звезды выглядели совсем невзрачно, рассказал Самсонов.

«В 37-м году сделали уже из рубинового стекла, однако попытка была неудачной, так как осветительный элемент – лампа накаливания, которая стоит и подсвечивает эти звезды. Она была видна через стекло. То есть не было такого эффекта, чтобы звезда горела, была видна сама лампа изнутри», – отметил заместитель директора НПК «Стекло».

Учтя ошибки, создатели исправили проект, добавив внутренний слой молочного стекла на расстоянии в два миллиметра от рубинового. Молочное стекло рассеяло свет лампы, и именно тогда звезды обрели знаменитое на весь мир рубиновое сияние.

Как делали звезды после войны

С 37-го по 47-й год на Кремле стояли звезды, произведенные на предприятии «Автостекло» в украинской Константиновке. После войны звезды надо было ремонтировать, и следующий вариант был создан на заводе «Красный май» в Вышнем Волочке. Там проект доработали, добавив демпферный слой из хрусталя, и технология производства кремлевской звезды приобрела современный вид.

«В Вышнем Волочке сделали другой вариант, рабочий. Это накладное стекло. Что такое накладное стекло? Набирается рубиновое красное, выдувается цилиндр из красного стекла, и тут же из второй печи, которая рядом, на него набирается хрустальное стекло, бесцветное. И сверху еще третий слой, это уже опаловое, или молочное стекло. Вот такой сэндвич из трех слоев. Из него и сделали звезды, эти звезды себя хорошо зарекомендовали», – поделился Вячеслав Самсонов.

Созданные таким образом звезды стоят на Кремле уже около 70 лет. Они оказались очень прочными, демпферный слой и усовершенствованная технология сыграли свою роль. Однако время берет свое, и кремлевские звезды рано или поздно придется менять. В частности, уже сейчас требует замены звезда на Троицкой башне.

Как делают звезды сейчас

По словам Самсонова, сотрудники ФСО обращались к его предприятию по этому поводу. Предприятие занимается всеми видами стекла, нужного для производства кремлевской звезды, и обладает необходимыми компетенциями. Не хватает только многогоршковой печи, но о ней НПК «Стекло» уже договорилось со стекольным предприятием из Гусь-Хрустального. Сотрудники ФСО объехали всю страну, утверждает Самсонов, и только его НПК совместно с Гусь-Хрустальным сможет произвести настоящие кремлевские звезды.

Сложность производства не в последнюю очередь заключается в сложном химическом составе стекол. Самое сложное из них – рубиновое, оно содержит около десяти различных элементов.

«Получить их (рубиновые стекла – прим. ред.) сложно. Они содержат по составу порядка десяти элементов, кварцевый песок, сода, цинковые белила и борная кислота… в качестве красителя используется селен металлический и углекислый кадмий, которые в определенных пропорциях дают такую насыщенность цвета. Селеновые стекла варить очень тяжело, это очень летучий материал, если температурные режимы ушли, то он может потемнеть, стать светлым или вообще улетучиться», – рассказал Самсонов.

Несмотря на сложность производственного процесса, заместитель директора уверен, что созданные его НПК звезды смогут простоять не менее 50 лет. При составлении сметы сотрудники даже не закладывали прибылей, поскольку собрать на своем предприятии звезды, на которые еще 50 лет будет смотреть вся страна, само по себе стоит дорогого.

10 фактов о кремлевских звездах – Москва 24, 02.11.2017

Ровно 80 лет назад на башнях Московского Кремля установили знаменитые рубиновые звезды, которые стали символом столицы. На смену чего они пришли, сколько весят и зачем Никите Михалкову понадобилось их потушить – портал Москва 24 собрал 10 самых интересных фактов.

Факт 1. До звезд были орлы

С XVII века на Спасской, Троицкой, Боровицкой и Никольской башнях Московского Кремля возвышались позолоченные двуглавые царские орлы из меди.

До наших дней они не дошли. По решению нового правительства 18 октября 1935 года орлов сняли, а позднее переплавили. Тогдашние историки решили, что они не представляют ценности и металл просто утилизировали.

Факт 2. Первые звезды установили на четырех башнях

Фото: ТАСС

Первую кремлевскую звезду установили 23 октября 1935 года на Спасской башне. С 25 по 27 октября звезды появились на Троицкой, Никольской и Боровицкой башнях.

Факт 3.

До рубиновых звезды были медными и с самоцветами

Изначально звезды изготовили из красной листовой меди, которую закрепили на металлическом каркасе. Каждая звезда весила приблизительно одну тонну.

На звездах разместили бронзовые эмблемы серпа и молота. Эмблемы инкрустировали уральскими камнями – горным хрусталем, топазом, аметистом, аквамарином, сандритом, александритом. Каждый камень весил до 20 граммов.

Факт 4. Шпиль Северного речного вокзала венчает кремлевская звезда-самоцвет

Фото: ТАСС/Владимир Гердо

Звезды-самоцветы демонтировали незадолго до 20-й годовщины Октябрьской революции. Одну из них, снятую со Спасской башни, впоследствии водрузили на шпиль Северного речного вокзала в Москве.

Факт 5. Рубиновые звезды на пяти башнях

На смену звездам-самоцветам пришли новые – рубиновые. Их установили 2 ноября 1937 года. Прежние звезды потускнели, а самоцветы блестели не слишком ярко.

К прежним «звездным» башням добавилась пятая – Водовзводная, или Свиблова. Ранее у нее на шпиле находился флажок.

Факт 6. Внутри звезд – лампы освещения

Фото: ТАСС/Владимир Смирнов

Рубиновые звезды светятся изнутри. Для их освещения Московский электроламповый завод (МЭЛЗ) разработал специальные лампы в 1937 году.
Мощность электроламп в звездах на Спасской, Троицкой, Никольской башнях составляла 5 кВт, на Водовзводной и Боровицкой – 3,7 кВт.

Факт 7. У звезд разные размеры

Фото: ТАСС/Василий Егоров и Алексей Стужин

Рубиновые звезды Кремля имеют разные размеры. Размах лучей на Спасской и Никольской башнях – 3,75 метра, на Троицкой – 3,5, на Боровицкой – 3,2, а на Водовзводной – 3 метра.

Факт 8. Звезды вращаются флюгером

Фото: ТАСС/ Николай Рахманов

В основании каждой звезды лежат специальные подшипники. Благодаря им звезда весом в одну тонну может вращаться на ветру как флюгер. Это сделано для уменьшения нагрузки при больших воздушных потоках. Иначе звезда может упасть со шпиля.

Факт 9. В годы войны звезды укрывал брезент

Фото: ТАСС

Звезды впервые потушили в годы Великой Отечественной войны. Они были хорошим ориентиром для авиации врага. Звезды зачехлили в брезент. Впоследствии их вновь погасили по просьбе режиссера Никиты Михалкова ради съемки одного из эпизодов «Сибирского цирюльника».

Факт 10. С 2014 года у звезд очередной этап реконструкции

Фото: ТАСС/Сергей Бобылев

В 2014 году на Спасской башне провели комплексную реконструкцию звезды: у нее появилась новая система освещения с несколькими металлогалогенными лампами общей мощностью 1000 Вт.

В 2015-м заменили лампы в звезде Троицкой башни, а в 2016-м – Никольской. В 2018 году предстоит ремонт на Боровицкой башне.

Из чего состоят звезды

По современным представлениям, первичное вещество во Вселенной, образовавшееся в «первые три минуты» после Большого Взрыва, примерно на три четверти состояло из водорода, на одну четверть из гелия и ничтожную примесь составляли дейтерий и литий. Только через несколько миллиардов лет из первичных возмущений стали конденсироваться галактики и звезды.

Сейчас нет сомнения, что основная часть барионного вещества во Вселенной (то есть вещества, основную массу которого составляют протоны и нейтроны) сосредоточена именно в звездах.

Вы когда-нибудь задумывались, из чего состоят звезды? Вы были бы удивлены, узнав их состав — это те самые материалы, из которых сделана вся остальная Вселенная: 73% — водород, 25% — гелий, 2% — остальные элементы. Вот и все, за исключением некоторых различий в определенных материалах, звезды созданы в значительной степени из одинакового вещества.

От размера звезды зависит ее состав и процессы, протекающие в его ядре

После Большого Взрыва 13,8 миллиарда лет назад вся Вселенная являлась горячей плотной сферой. Внутри молодого образования было настолько горячо, что это сравнимо с нахождением внутри ядра светила. Иными словами, вся Вселенная была как звезда, и за тот недолгий отрезок времени такого состояния трансформация водорода в гелий посредством реакции ядерного синтеза происходила в том соотношении, которые мы видим и сегодня.

Вселенная продолжала расширяться и охлаждаться, в конечном итоге водород и гелий остыли до такой степени, что фактически начали собираться вместе от взаимного притяжения. Так родились первые звезды, которые мы имеем и сегодня. Их приблизительный состав 73% водорода и 25% гелия. Первые светила были огромны и вероятно взорвались, как сверхновые, в пределах миллиона лет формирований. Их жизнь и смерть создали некоторые тяжелые элементы, которые мы имеем сейчас на Земле, такие как: кислород, углерод, золото и уран.

Водород и гелий — основной состав всех звезд нашей Вселенной и источник их энергии

Звезды образовывались со времен зарождения Вселенной. Фактически астрономами рассчитано, что каждый год в галактике Млечный Путь формируется 5 новых звезд. Некоторые из них имеют больше тяжелых элементов от предыдущих звезд – металлически богатые, а некоторые содержат меньше – металлически бедные. Но даже так, соотношение элементов остается в равной степени.

Солнце — пример богатой на металл звезды, имеет более высокое количество тяжелых элементов внутри, нежели в среднем среди таких же представителей. И все же, наше светило обладает схожим соотношением долей элементов: 71% водорода, 27,1% гелия, а остальные — кислород, углерод, азот. Преобразование водорода в гелий внутри ядра Солнца происходит уже 4,5 миллиарда лет.

Звезды повсюду состоят из того самого вещества: 3/4 водорода и 1/4 гелия. Эти материалы, которые остались от формирования Вселенной, самое лучшее доказательство объяснения того, как мы оказались здесь сегодня.

Источник

ЕЩЁ МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:

1. Спектральная классификация звезд

2. ПЕРВЫЕ ТРИ МИНУТЫ

По мнению американского астронома, выдающегося популяризатора науки Карла Сагана, все мы и окружающие нас предметы и объекты (люди, планета Земля и остальные объекты Космоса) состоим из вещества, образовавшегося в недрах звёзд, состоим из элементов, которые образовались в звездах в процессе ядерных реакций и при взрывах сверхновых звезд. Но, возможно, мы сделаны не только из вещества, образованного в звездах, но и пыли, выбрасываемой квазарами.

Видео:

Мы сделаны из звезд

Из чего сделаны звезды?. Все обо всем. Том 3

Из чего сделаны звёзды?

— Все используемые и размещенные на Сервисе результаты интеллектуальной деятельности, а также сам Сервис являются интеллектуальной собственностью их законных правообладателей и охраняются законодательством об интеллектуальной собственности Российской Федерации, а также соответствующими международными правовыми конвенциями. Любое использование размещенных на Сервисе результатов интеллектуальной деятельности (в том числе элементов визуального оформления Сервиса, символики, текстов, графических изображений, иллюстраций, фото, видео, программ, музыки и других объектов) без разрешения Администратора или законного правообладателя соответствующих результатов интеллектуальной деятельности является незаконным и может послужить причиной для судебного разбирательства и привлечения нарушителей к гражданско-правовой, административной и/или уголовной ответственности в соответствии с законодательством Российской Федерации.

— Кроме случаев, установленных Соглашением, а также действующим законодательством Российской Федерации, никакой результат интеллектуальной деятельности, размещенный на Сервисе, не может быть скопирован (воспроизведен), переработан, распространен, отображен во фрейме, опубликован, скачан, передан, продан или иным способом использован целиком или по частям, без предварительного разрешения Администратора или законного правообладателя соответствующего результата интеллектуальной деятельности, кроме случаев, когда Администратор или правообладатель явным образом выразил свое согласие на свободное использование материала любым лицом.

— Доступ к результатам интеллектуальной деятельности, размещенным на Сервисе, предоставляется Администратором исключительно для личного некоммерческого использования Пользователями в целях ознакомления с ними исключительно посредством Сервиса, без права на воспроизведение (в том числе копирование/загрузку) указанных результатов интеллектуальной деятельности в памяти электронных устройств Пользователей (кроме случаев, установленных Соглашением), а также без права на иное использование указанных результатов интеллектуальной деятельности, не указанное в настоящем Соглашении, в том числе, их продажу, модификацию, распространение целиком или по частям и т.п.

— Любое использование Сервиса или результатов интеллектуальной деятельности, размещенных на нем, кроме разрешенного в Соглашении, или, в случае явно выраженного согласия Администратора или правообладателя на такое использование, без предварительного письменного разрешения Администратора или правообладателя категорически запрещено

Перейти на одну, две или три звезды спереди?

В магазинах все больше велосипедов с одной звездой впереди (вместо двух или трех), но с привычной стопкой из многих звезд сзади. Кое-кому из покупателей это не очень нравится, а кто-то ищет как раз такие модели: они ведь модные, их все хотят, их очень активно рекламируют.

Кстати, для краткости их нередко называют на международный манер – 1x. Единичка означает одну переднюю звезду, а икс подразумевает много задних звезд. Если нужно обозначить 10-скоростную трансмиссию, пишут 1×10, 11-скоростную – 1×11 и т. д. Почему производители уходят от двух или трех звезд спереди? В каких случаях это действительно хорошо и полезно? Может быть, с одной звездой лучше работает сам велосипед — то есть рама и механика? А для каких условий правильнее не гнаться за модой, а прибегнуть к старой доброй трехзвездочной системе? Давайте разберемся.

В чем отличия одной звезды спереди от набора из двух или трех

Вдруг кто не знает: на вид все велосипеды 1x почти обыкновенны, но сразу заметно, что у них нет переднего переключателя, а также левой манетки (ответственной за передний переключатель) и «лишних» звезд впереди. Это понятно: единственная передняя звезда не требует этого самого переднего переключателя с манеткой, тросиком и рубашкой.

Чтобы цепь при тряске не слетала со звезды, зубья такой звезды сделаны высокими. В этом их главное отличие от зубьев под переключение: те всегда специально делают пониже, чтобы переключатель мог стащить с них цепь или, наоборот, затащить.

Если присмотреться, заметно, что зубья передних звезд 1x у разных фирм тоже разные. У одних их профиль почти прямоуголен, у других более закруглен, а у третьих даже заострены концы зубьев. Кроме того, зубья могут быть одинаковыми, но могут быть и разной толщины, причем тонкие с толстыми чередуются через один. Что лучше, а что хуже, зависит не столько от таких явных различий, сколько от незаметных нюансов — например, от углов наклона у вершины зуба. Поэтому бесполезно определять на глаз, какая звезда 1x лучше. Хорошо ли работает некая модель (держит цепь на тряских участках, при больших перекосах цепи не закусывает ее, самоочищается от прилипшей грязи) — покажет только катание. Ну, или вдумчивое чтение других наших статей.

Одна передняя звезда на горных велосипедах, преимущества и недостатки

В самом распространенном сегменте велорынка, сегменте горных велосипедов (МБТ), единственная звезда оправданна прежде всего в кросскантри (cross country). Поэтому для начала давайте уточним, что же это такое. Обычно считают, что это любое катание по грунту. Однако по грунту с большим успехом можно ездить и на комфорт-байке, на гибриде, грэвеле (гравийнике), циклокроссере, фэтбайке, туринге, а также на дедушкиной «Украине». Застукать людей за подобным занятием нетрудно: достаточно выкатиться за город.

Так вот, кросскантри заметно отличается от такого катания. Его главная черта — это езда по крутым склонам. Кросскантрийные тропинки очень часто бегут поперек оврагов, и ехать нужно не только вниз, но и вверх, и чем круче подъем, тем интереснее. Стало быть, кросскантри имеет ярко выраженный спортивный акцент, даже если ты не мучаешь себя на гонке, а просто катаешься. Это примерно как с мотокроссом. Там тоже ведь не одни гонки с тренировками — там и езда «для души».

Свойства кантрийных трасс таковы, что передачи очень часто приходится переключать грубо, давя на педали в полную силу в момент щелчка, – а вовсе не так, как пишут в руководствах для новичков. Дело не столько в том, что хочется ехать побыстрее, сколько в том, что иначе в некоторые горки просто не заедешь. Вот пример. Горизонтальная тропинка, в конце — поворот, заводящий на длинный подъем, который с высотой становится все круче и круче. А тебе надо не просто заехать, а желательно побыстрее.

Итак, ты в повороте. Проезжаешь его с предельной (насколько он позволит) скоростью и закатываешься по инерции на начало подъема. А дальше что? Дальше нужно, крутя изо всех сил, раз за разом переключаться синхронно со снижением скорости в подъеме, пока не перейдешь на самую «легкую» комбинацию звезд.

Что у нас получается при трех передних звездах?

Быстро едешь по тропинке на средней передней звезде, поворачиваешь, инерция занесла тебя в начало подъема. За эту секунду ты должен переключиться впереди на малую звезду, а сзади (одновременно) — на одну звезду крупнее. А ведь у любого переднего переключателя есть одно противное свойство: он работает медленнее и капризнее, чем задний переключатель, особенно если ты пытаешься переключиться, не ослабляя педаляж. В таком режиме даже самый лучший передний переключатель может шевельнуться как-то не так, цепь перекосит и, не приведи Будда, зажует. Поэтому впереди всегда надо переключаться осторожнее, чем сзади. Ты неминуемо теряешь время: либо чуть сбавляешь мощность (иначе не переключишься), либо вовсе не заезжаешь, если таки замечтался и не смог переключиться.

С одной звездой впереди — намного проще. Ты шевелишь только задним переключателем, не ослабляя педаляж ни на полсекунды. На замкнутой трассе после нескольких кругов это очень полезно. Ты выигрываешь время, а главное — ты разгружен психически: во-первых, меньше занят (ибо манетка только одна), а во-вторых, ты не думаешь о том, что c передними звездами нужна аккуратность. Вот что тут здорово!

А что не здорово?

Уже сказано, что кросскантрийным байкам приходится постоянно лезть на очень крутые подъемы. Мало того, эти подъемы неровные и сыпучие. Это значит, что передаточное отношение трансмиссии для такого режима должно быть очень легким — то есть, иными словами, очень медленным. Скажем, в прошлом году вы ездили с тремя звездами на 22-32-44 зуба и кассетой с набором от 11-зубой до 32-зубой звезды. Давайте вычислим самое легкое передаточное отношение. Оно включается, когда цепь на 22-зубой звезде впереди и на 32-зубой – сзади.

22 : 32 = 0,69

Проще говоря, при одном полном 360-градусном обороте педалей заднее колесо делает 0,69 полного оборота, то есть проворачивается не на 360 градусов, а заметно меньше. Значит, скорость очень маленькая, зато тяга очень большая. Допустим, в нынешнем году вы перешли на трансмиссию с единственной 32-зубой звездой: выкинули манетку с переключателем и тремя звездами, а вместо – поставили 32-зубую «неспадайку». Какая нужна кассета, чтобы добиться примерно такого же передаточного отношения, как в прошлом году?

32 : x = 0,69

Стало быть, x = 32 : 0,69 = 46

Выходит, вам понадобится без преувеличения гигантская кассета — с крупнейшей звездой аж на 46 зубьев! Конечно, такие кассеты в природе есть. Они как раз и бросаются в глаза, когда рассматриваешь современные кантрийники. Плохо в этом лишь то, что самую маленькую звезду на кассете трудно сделать меньше 11 зубьев (иногда делают, но там много технических нюансов и сложностей, о которых поговорим в другой раз). Поэтому самая тяжелая (самая скоростная) передача на нашем новом байке будет не очень большой.

32 : 11 = 2,91

За один оборот шатунов заднее колесо сделает 2,91 оборота.

А вот раньше, при звездах 22-32-44, максимальная передача была намного эффектнее:

44 : 11 = 4

На один оборот шатунов – аж 4 оборота заднего колеса.

Значит, на гладком асфальте (с попутным ветром и хорошим настроением) наш новый агрегат поедет слегка медленнее, чем прошлогодний. По выражению опытных велосипедистов, вы просто заболтаетесь: будете молотить ногами с большой частотой, но педали останутся «пустыми», а скорость – далекой от прошлогодней максималки.

Вот мы и увидели, чем плох МТБ 1x: на асфальте он может быть немного медленным. Конечно, острота проблемы зависит от всяческих подробностей: какого размера ваши звезды, какова ваша физуха, какова погода, есть ли попутный ветер, хорош ли асфальт, — но проблема таки вероятна. Именно это вызывает самые большие недоумения у новичков. Действительно, купил самый модный агрегат, а на нем невозможно как следует разогнаться.

Мораль тут проста до примитивности. Перед покупкой есть смысл сосчитать число зубьев впереди и сзади, разделить одно на другое, а потом проделать то же с хорошо знакомым велосипедом, на котором вы до сих пор катались. А если велосипеда у вас не было — попросите у товарища и таки прикиньте всё, о чем мы только что поговорили. Это не трудно, зато чрезвычайно полезно: вы будете избавлены от вероятных будущих переделок – от поиска более крупной передней звезды и ее запихивания в трансмиссию. Такое занятие не всегда просто, потому в сфере передних звезд и шатунов сейчас развелось много разных стандартов, не очень хорошо совместимых друг с другом.

Еще раз. Кросскантрийный МТБ – для катания поперек оврагов, не только вниз, но и вверх. В версии 1x он может плохо подходить для быстрой асфальтовой езды просто потому, что передняя звезда всего одна и она небольшая.

Технику для экстремальных дисциплин (фрирайд, байкеркросс, даунхилл и т. д.) с набором звезд 1x мы сегодня рассматривать не будем, ибо это отдельная очень обширная тема. Ну, а трейловые байки (а также близкие к ним эндуро и оллмаунтин) имеют трансмиссию, близкую к кантрийным и по передаточным отношениям, и по условиям катания (большая передаваемая мощность и не очень большие прыжки). Поэтому для них справедливо все сказанное о кантри. Кстати, это же относится и к фэтбайкам. В конце концов, как фэтбайк ни назови, он прежде всего кантрийник.

Одна звезда спереди на шоссейных велосипедах

Шоссейник традиционно, десятилетиями, с незапамятных времен несет две звезды, и вроде бы не видно серьезных резонов что-либо менять. В самом деле, бездорожья в шоссейном велоспорте почти нет, зато спусков (на которых чем больше звезда, тем лучше) – хоть отбавляй, а подъемов (где звезда как раз нужна некрупная) – еще больше. Зачем искать новое? Однако в последние двадцать с небольшим лет число звезд в кассетах росло весьма быстро и предсказуемо: 9, 10, 11, 12. Больше звезд – больше диапазон передаточных отношений в кассете. При 9-скоростных кассетах на топовых шоссейниках их звезды были размером от 11 до 19 зубьев. При 12-скростных кассетах зубьев уже от 11 до 22. Диапазон вырос. Именно это натолкнуло конструкторов на мысль попробовать 1х в шоссейных велосипедах. И они пробуют.

Дело не только в облегчении, в граммах. Без переднего переключателя и механики для него (на руле), без тросика с рубашкой вес, конечно, меньше, но шоссейные байки и так давно приблизились к 6,8 кг — нижнему пределу, установленному техрегламентом Международной федерации велоспорта (UCI) для соревнований. Главная польза от ликвидации лишнего – аэродинамическая. Без лишних деталей, да еще и с гладкой передней звездой (без выступов под переключение) на скорости 40 км/ч можно сэкономить под 10 Вт мощности из примерно 300 выдаваемых.

Надо сказать, в последние десять лет аэродинамику шоссейных велосипедов действительно улучшили. Это относится и к технике с лежаками для гонок с раздельным стартом (TT road), и к триатлонным байкам, и к технике для групповых гонок с традиционным рулем-«бараном» (дропбаром, говоря на иностранный манер). В третьей группе даже появилась отдельная подгруппа – aero road, – велосипеды с обтекаемыми профилями труб, руля, подседельного штыря, фляг, а также со скрытой проводкой тросов (тоже для обтекаемости). В гонках наподобие «Тур де Франс» их применяют на равнинных этапах, и эффект вполне ощутим: средняя скорость пелотона становится больше примерно на 0,7-1,3 км/ч. У спуртующего гонщика, который разгоняется чуть ли не до 70 км/ч, прибавка к скорости намного существеннее.

Итак, мораль для шоссейников очень проста. Чем быстрее вы ездите, тем более оправдан переход на одну звезду. Ведь с ростом скорости аэродинамическое сопротивление растет, так сказать, опережающими темпами, поскольку оно пропорционально квадрату скорости. Иначе говоря, при 45 км/ч на аэродинамику уходит в 2,25 раза больше ватт, чем при 30 км/ч. Ведь вы едете быстрее в полтора раза:

45 : 30 = 1,5

А сопротивление выросло как квадрат скорости:

1,5 x 1,5 = 2,25

Сингл на циклокроссах и грэвел (гравийниках) байках

Эти байки созданы для очень быстрой езды по сравнительно плоским грунтам, зато нередко с большой грязью. У циклокроссов и гравийников руль-«баран», однако зубастая резина и приличные грязевые просветы.

Тут смысл 1x намного понятнее. Меньше механики – меньше вероятность что-нибудь засорить или заклинить. Если кто не знает, с каким зубовным скрежетом переключается мокрая и грязная передняя механика, — лучше этого и не знать. Стало быть, для байков с рулем-«бараном» и 28” резиной шириной 30-40 мм единственная передняя звезда вместо нескольких безоговорочно полезна. А поскольку тут не приходится ползти по вертикальным склонам (как кантрийщикам), передняя звезда может быть крупной и давать большую скорость на асфальте, чему хорошо помогает нижний хват на руле-«баране». Выходит, не зря сейчас почти все велостроители так активно продвигают гравийники: гравийник — действительно самый универсальный из всех неутилитарных велосипедов.

Преимущества одной звезды спереди или Q — фактор

Пока гонщики (и простой народ вместе с ними) примерялись и прикидывали, некоторые конструкторы принялись проектировать рамы исключительно под 1x. Туда не поставить передний переключатель, на их шатуны не влезет больше одной звезды.

Что это значит? Зачем это нужно?

В любой раме правое нижнее перо на своем, так сказать, пути от каретки к задней втулке встречает кучу препятствий. Перо должно «обойти» передние звезды, передний переключатель, а также резину, которая иногда очень широкая. Убрав лишние звезды (причем крупные, то есть мешающие больше всего) и переключатель, мы «расчищаем» путь для правого нижнего пера. Его можно сделать прямее прежнего, а также толще прежнего и вдобавок короче. Все это позволяет придать нижнему перу больше боковой жесткости, которая чрезвычайно полезна: меньше боковой изгиб — меньше потери на деформацию при педаляже — больше КПД. Вдобавок короткие перья облегчают раму и улучшают управляемость. Мало того, с короткими перьями легче выдергивать переднее колесо на препятствиях, легче прыгать (вместе с велосипедом, конечно).

А для гравийников и их рам нашлась еще одна выгода 1x. Поскольку эти байки напрямую происходят от циклокроссовых, а те от шоссейных (циклокросс когда-то был единственным зимним занятием шоссейных гонщиков), у них у всех есть такое очень приятное свойство, как узкий Q-фактор.

Узкий Q-фактор всегда полезен (кстати, его измеряют простейшим способом — линейкой, в миллиметрах). Спортивные физиологи давно установили: чем он меньше, тем большую мощность способен развить человек. Поэтому у шоссейников Q-фактор всегда небольшой. Их конструкторам это сделать нетрудно: шоссейная резина узкая, поэтому нижние перья можно сделать прямыми (а не растопыренными в стороны из-за широкой резины, как у МТБ). Циклокроссовая резина тоже неширокая. По правилам Международной федерации велоспорта она не может быть шире 31 мм. Зато у гравийников она может быть и 40-милллиметровой, и даже 45-миллиметровой ширины. Появляются проблемы, типичные для всех аппаратов с широкой резиной: перья приходится растопыривать в стороны. Тут и возникает конфликт между перьями и концами шатунов (у которых в циклокроссе традиционно маленький Q-фактор, как мы недавно увидели).

Выкинув лишние звезды спереди вместе с передним переключателем, мы получим больше места для перьев и не тронем Q-фактор. А это прекрасно. Шире резина – больше скорость на неровных грунтах.

У неэкстримных двухподвесов (какими бы они ни были: кантрийными, эндуро, оллмаунтин, трейл) — свои проблемы. Даже плюнув на Q-фактор, конструктор вынужден компоновать главный шарнир подвески поблизости от самого узкого места – как раз там, где болтается передний переключатель с передними звездами, одна из которых еще и крупная. Поэтому самыми счастливыми людьми с появлением 1x стали разработчики двухподвесов.

Это максимум, что можно сказать о двухподвесах в такой общей статье, как наша. Что бы вы ни выбирали из велосипедов, снабженных трансмиссией 1x, — в любом случае очень полезно прикинуть крайние передаточные отношения (самое легкое и, наоборот, самое скоростное) на конкретной модели. Еще полезнее потом сравнить эти передаточные отношения с каким-нибудь байком, хорошо вам знакомым, на котором вы не раз катались. Мы убедились, что такую операцию проделать совсем не трудно. Выводы могут быть неожиданными, интересными и полезными. Такой небольшой труд убережет вас от возможных разочарований. Вам не придется искать, а потом менять звезду, размер которой вас не устроил. Значит, вы сможете меньше сомневаться и больше кататься.

звезд — факты и информация

Тихое пение Мерцание, мерцание, маленькая звездочка может убаюкивать ребенка, но за пределами атмосферы Земли эти слова не совсем точны. Правильное, хотя и менее успокаивающее, представление могло бы быть таким: Испускать, испускать, гигантский газовый шар .

Звезды — это огромные небесные тела, состоящие в основном из водорода и гелия, которые производят свет и тепло из вспениваемых ядерных кузниц внутри своих ядер. За исключением нашего Солнца, все точки света, которые мы видим на небе, находятся на расстоянии световых лет от Земли.Они являются строительными блоками галактик, которых во Вселенной миллиарды. Невозможно узнать, сколько существует звезд, но по оценкам астрономов, только в нашей галактике Млечный Путь их около 300 миллиардов.

Рождение звезды

Жизненный цикл звезды длится миллиарды лет. Как правило, чем массивнее звезда, тем короче продолжительность ее жизни.

Рождение происходит внутри водородных пылевых облаков, называемых туманностями. В течение тысяч лет гравитация заставляет карманы плотной материи внутри туманности схлопываться под их собственным весом. Одна из этих сжимающихся масс газа, известная как протозвезда, представляет собой фазу зарождения звезды. Поскольку пыль в туманностях скрывает их, астрономам бывает трудно обнаружить протозвезды.

По мере того, как протозвезда становится меньше, она вращается быстрее из-за сохранения углового момента — по тому же принципу, который заставляет вращающуюся фигуристку ускоряться, когда она тянет за собой руки. Повышение давления приводит к повышению температуры, и за это время звезда входит в так называемую относительно короткую фазу Т Тельца.

Миллионы лет спустя, когда температура ядра поднимается примерно до 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию), начинается ядерный синтез, воспламеняющий ядро и запускающий следующий — и самый продолжительный — этап жизни звезды, известный как ее главная последовательность.

Большинство звезд в нашей галактике, включая Солнце, относятся к категории звезд главной последовательности. Они существуют в стабильном состоянии ядерного синтеза, превращая водород в гелий и излучающего рентгеновские лучи. Этот процесс излучает огромное количество энергии, сохраняя звезду горячей и яркой.

Все, что блестит

Некоторые звезды светят ярче других. Их яркость является фактором того, сколько энергии они излучают, известной как светимость, и насколько далеко они находятся от Земли. Цвет также может варьироваться от звезды к звезде, потому что их температура не одинакова. Горячие звезды кажутся белыми или синими, а более холодные — оранжевыми или красными.

Нанося эти и другие переменные на график, называемый диаграммой Герцшпрунга-Рассела, астрономы могут классифицировать звезды по группам.Помимо звезд главной последовательности и белых карликов, в другие группы входят карлики, гиганты и сверхгиганты. Радиус сверхгигантов может быть в тысячу раз больше, чем у нашего Солнца.

Звезды проводят 90 процентов своей жизни в фазе главной последовательности. Солнцу Земли, которому сейчас около 4,6 миллиарда лет, считается желтый карлик среднего размера, и астрономы предсказывают, что оно будет оставаться в стадии своей главной последовательности еще несколько миллиардов лет.

По мере того, как звезды подходят к концу своей жизни, большая часть их водорода превращается в гелий.Гелий опускается в ядро звезды и повышает температуру звезды, в результате чего ее внешняя оболочка из горячих газов расширяется. Эти большие набухающие звезды известны как красные гиганты. Но жизнь звезды может закончиться по-разному, и ее судьба зависит от того, насколько массивна звезда.

Фаза красного гиганта на самом деле является прелюдией к тому, что звезда сбрасывает свои внешние слои и становится маленьким плотным телом, называемым белым карликом. Белые карлики крутятся миллиарды лет. Некоторые из них, если они существуют как часть двойной звездной системы, могут собирать избыточное вещество со своих звезд-компаньонов до тех пор, пока их поверхности не взорвутся, вызывая яркую новую звезду.В конце концов, все белые карлики темнеют и перестают производить энергию. На данный момент, который ученым еще предстоит наблюдать, они стали известны как черные карлики.

Большой взрыв

Массивные звезды избегают этого эволюционного пути и вместо этого уходят со взрыва, взрываясь как сверхновые. Хотя снаружи они могут казаться раздутыми красными гигантами, их ядра на самом деле сжимаются, в конечном итоге становясь настолько плотными, что коллапсируют, вызывая взрыв звезды. Эти катастрофические всплески оставляют после себя небольшое ядро, которое может стать нейтронной звездой или даже, если остаток достаточно массивным, черной дырой.

Поскольку определенные сверхновые имеют предсказуемую схему разрушения и результирующую светимость, астрономы могут использовать их в качестве «стандартных свечей» или астрономических измерительных инструментов, чтобы помочь им измерить расстояния во Вселенной и вычислить скорость ее расширения.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1/7

Знакомая форма глазного яблока туманности Хеликс показывает только два измерения этого сложного небесного тела. Но новые наблюдения показывают, что на самом деле он может состоять из двух газовых дисков, почти перпендикулярных друг другу.

Туманность Хеликс

Фотография любезно предоставлена NASA / ESA / C.

Р. О’Делл (Университет Вандербильта)

Глядя вверх

В зависимости от облачности и того места, где вы стоите, вы можете увидеть бесчисленные звезды, покрывающие небо над собой, или вовсе не увидеть их.В городах и других густонаселенных районах световое загрязнение делает практически невозможным созерцание звезд. Напротив, некоторые части мира настолько темны, что при взгляде вверх открывается ночное небо во всей его богатой небесной славе.

Из многих способов загрязнения Земли, о световом загрязнении, пожалуй, меньше всего говорят. Этот короткометражный фильм, снятый в основном в Калифорнии Шрирамом Мурали, проходит через все уровни шкалы, показывая, как улучшается вид космоса в менее освещенных местах.

Древние культуры смотрели в небо по разным причинам. Определяя различные конфигурации звезд, известных как созвездия, и отслеживая их движения, они могли проследить время года для ведения сельского хозяйства, а также прокладывать маршруты по морям. Есть десятки созвездий. Многие из них названы в честь мифических персонажей, таких как Кассиопея и Орион-Охотник. Другие названы в честь животных, на которых они похожи, таких как Малая Медведица (Маленькая Медведица) и Большая Пса (Большая Собака).

Сегодня астрономы используют созвездия как ориентиры для именования вновь открытых звезд.Созвездия также продолжают служить инструментами навигации. Например, в Южном полушарии в качестве ориентира используется знаменитое созвездие Южного Креста. В то же время люди на севере могут полагаться на Полярную звезду или Полярную звезду для определения направления. Полярная звезда является частью известного созвездия Малой Медведицы, которое включает в себя знаменитую звезду, известную как Малая Медведица.

Из чего сделаны звезды?

По сути, звезды — это большие взрывающиеся шары из газа, в основном из водорода и гелия.Ближайшая к нам звезда, Солнце, настолько горячая, что проходит через нее огромное количество водорода. постоянная звездная ядерная реакция, как в водородной бомбе. Несмотря на то он постоянно взрывается в ядерной реакции, Солнце и другие звезды настолько велики и содержат столько вещества, что на это потребуются миллиарды лет для взрыва нужно использовать все «горючее» в звезде. Огромные реакции происходящие в звездах, постоянно выделяют энергию (называемую электромагнитным излучения) во Вселенную, поэтому мы можем их увидеть и найти на радиотелескопы, такие как те, что находятся в сети Deep Space Network (DSN).Звезды, в том числе Солнце также испускает солнечный ветер и время от времени вспыхивает на Солнце.

Звездное Облако в Стрельце, найденное в центре нашей галактики. Цвет звезды связано с температурой. Относительно холодная желтая звезда, как наше Солнце. кажутся тусклыми на этой фотографии. Изображение, полученное космическим телескопом Хаббла из астрономии Фото из дневного архива. http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap9

.html

Ученые считают, что ядро Солнца представляет собой плазму с температурой 15 миллионов градусов Цельсия, суп из электронов и протонов, лишенных атомов водорода.Этот «суп», называемый плазмой, составляет 90 процентов Солнца. Каждую секунду, тысячи протонов в ядре Солнца сталкиваются с другими протонами, образуя Ядра гелия в реакции ядерного синтеза, которая высвобождает энергию. Только снаружи В ядре энергия движется наружу в результате процесса, называемого излучением. Ближе к поверхность, энергия уходит в результате процесса, называемого конвекцией — поднимаются горячие газы, остынет и снова опустится. Когда эти массы газа движутся, они отталкиваются от друг друга вызывают «солнечные землетрясения».»Они заставляют материал на Солнце вибрировать. Эти солнечные землетрясения помогают ученым определить внутреннюю структуру Солнца и процессы, происходящие в разных местах под поверхностью Солнца.

НАСА Фотография Солнца, сделанная Скайлэбом в 1973 году. Из астрономической галереи архивов дня, http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap960916.html

На этом рисунке показаны основные особенности Солнца.Солнце на самом деле состоит из 90% водорода и смеси других газов. По диаметру более 100 раз больше Земли. Со страницы образования и работы с общественностью Проект солнечной и гелиосферной обсерватории (SOHO) в НАСА. http://sohowww.nascom.nasa.gov/explore/img/mdigraphic.gif

Что находится в космосе помимо планет и звезд?
Что это энергия?
Что такое плазма?
Что такое DSN?
Как движется тепло?
Что такое тепло?

Что такое электромагнитное излучение?
Что роль Солнца в космических миссиях вроде DS1?
Подробнее о радиоволнах и электромагнитном излучении
Будет ли нагреваться DS1 прямо на Солнце?
Нагревает иначе путешествовать в космосе, чем на Земле?

Почему разве мы не получаем свет от всех звезд во Вселенной?
Что такое солнечный ветер?
Что это солнечная вспышка?
Как вы делаете радиоволны?
Откуда берется энергия прийти и уйти?
Что делает ЭМ излучение?

звезд | Управление научной миссии

Звезды — самые известные астрономические объекты и самые фундаментальные строительные блоки галактик.Возраст, распределение и состав звезд в галактике прослеживают историю, динамику и эволюцию этой галактики. Более того, звезды несут ответственность за производство и распространение тяжелых элементов, таких как углерод, азот и кислород, и их характеристики тесно связаны с характеристиками планетных систем, которые могут объединяться вокруг них. Следовательно, изучение рождения, жизни и смерти звезд занимает центральное место в области астрономии.

Звездное образование

Звезды рождаются в облаках пыли и разбросаны по большинству галактик.Знакомый пример пылевого облака — туманность Ориона. Турбулентность глубоко внутри этих облаков порождает узлы с достаточной массой, чтобы газ и пыль могли начать схлопываться под действием собственного гравитационного притяжения. Когда облако схлопывается, материал в центре начинает нагреваться. Известная как протозвезда, именно это горячее ядро в центре коллапсирующего облака однажды станет звездой. Трехмерные компьютерные модели звездообразования предсказывают, что вращающиеся облака коллапсирующего газа и пыли могут распасться на две или три капли; это объяснило бы, почему большинство звезд в Млечном Пути спарены или объединены в группы из нескольких звезд.

Мощное звездное извержение
Наблюдения за световым эхом Эта Киля позволяют по-новому взглянуть на поведение мощных массивных звезд, находящихся на грани детонации.
Авторы и права: NOAO, AURA, NSF и Н. Смит (Университет Аризоны)

Когда облако схлопывается, образуется плотное горячее ядро, которое начинает собирать пыль и газ. Не весь этот материал оказывается частью звезды — оставшаяся пыль может стать планетами, астероидами или кометами или может остаться в виде пыли.

В некоторых случаях облако может не сжиматься с постоянной скоростью. В январе 2004 года астроном-любитель Джеймс Макнейл обнаружил небольшую туманность, которая неожиданно появилась рядом с туманностью Мессье 78 в созвездии Ориона. Когда наблюдатели со всего мира направили свои инструменты на туманность МакНила, они обнаружили кое-что интересное — ее яркость, похоже, меняется. Наблюдения с помощью рентгеновской обсерватории Чандра НАСА предоставили вероятное объяснение: взаимодействие между магнитным полем молодой звезды и окружающим газом вызывает эпизодическое увеличение яркости.

Звезды основной последовательности

Звезде размером с наше Солнце требуется около 50 миллионов лет, чтобы созреть от начала коллапса до взрослой жизни. Наше Солнце будет оставаться в этой зрелой фазе (на главной последовательности, как показано на диаграмме Герцшпрунга-Рассела) примерно 10 миллиардов лет.

Звезды подпитываются ядерным синтезом водорода с образованием гелия глубоко внутри. Отток энергии из центральных областей звезды обеспечивает давление, необходимое для удержания звезды от коллапса под собственным весом, и энергию, с которой она светит.

Как показано на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, звезды главной последовательности охватывают широкий диапазон яркости и цветов и могут быть классифицированы в соответствии с этими характеристиками. Самые маленькие звезды, известные как красные карлики, могут содержать всего 10% массы Солнца и выделять только 0,01% энергии, слабо светясь при температурах между 3000-4000K. Несмотря на свою миниатюрность, красные карлики на сегодняшний день являются самыми многочисленными звездами во Вселенной и имеют продолжительность жизни в десятки миллиардов лет.

С другой стороны, самые массивные звезды, известные как гипергиганты, могут быть в 100 или более раз массивнее Солнца и иметь температуру поверхности более 30 000 К. Гипергиганты излучают в сотни тысяч раз больше энергии, чем Солнце. , но имеют время жизни всего несколько миллионов лет. Хотя считается, что такие экстремальные звезды, как эти, были обычным явлением в ранней Вселенной, сегодня они чрезвычайно редки — вся галактика Млечный Путь содержит лишь горстку гипергигантов.

Звезды и их судьбы

В целом, чем крупнее звезда, тем короче ее жизнь, хотя все звезды, кроме самых массивных, живут миллиарды лет.Когда звезда расплавляет весь водород в своем ядре, ядерные реакции прекращаются. Лишенное выработки энергии, необходимой для его поддержания, ядро начинает схлопываться само в себя и становится намного горячее. Водород по-прежнему доступен вне ядра, поэтому синтез водорода продолжается в оболочке, окружающей ядро. Все более горячее ядро также выталкивает наружу внешние слои звезды, заставляя их расширяться и охлаждаться, превращая звезду в красного гиганта.

Если звезда достаточно массивна, коллапсирующее ядро может стать достаточно горячим, чтобы поддерживать более экзотические ядерные реакции, которые потребляют гелий и производят множество более тяжелых элементов, вплоть до железа.Однако такая реакция предлагает лишь временную отсрочку. Постепенно внутренние ядерные огни звезды становятся все более нестабильными — иногда яростно горят, иногда затухают. Эти изменения заставляют звезду пульсировать и сбрасывать свои внешние слои, окутывая себя коконом из газа и пыли. Что будет дальше, зависит от размера ядра.

Средние звезды становятся белыми карликами
Для средних звезд, таких как Солнце, процесс выброса внешних слоев продолжается до тех пор, пока не обнажится ядро звезды.Этот мертвый, но все еще сильно раскаленный звездный пепел называется Белым карликом. Белые карлики размером примерно с нашу Землю, несмотря на массу звезды, когда-то озадачивали астрономов — почему они не разрушились дальше? Какая сила поддерживала массу ядра? Квантовая механика дала объяснение. Давление быстро движущихся электронов удерживает эти звезды от коллапса. Чем массивнее ядро, тем плотнее образуется белый карлик. Таким образом, чем меньше диаметр белого карлика, тем больше его масса! Эти парадоксальные звезды очень распространены — наше Солнце через миллиарды лет станет белым карликом.Белые карлики по своей природе очень тусклые, потому что они такие маленькие и, не имея источника энергии, они уходят в небытие по мере того, как постепенно остывают.

Такая судьба ждет только звезды с массой примерно в 1,4 раза больше массы нашего Солнца. Выше этой массы давление электронов не может поддерживать ядро от дальнейшего коллапса. Такие звезды постигает иная судьба, описанная ниже.

Белые карлики могут стать новыми
Если белый карлик образуется в двойной или кратной звездной системе, он может пережить более насыщенную событиями кончину новой звезды.Нова в переводе с латыни означает «новый» — новые звезды когда-то считались новыми звездами. Сегодня мы понимаем, что это на самом деле очень старые звезды — белые карлики. Если белый карлик находится достаточно близко к звезде-компаньону, его сила тяжести может перетаскивать материю — в основном водород — из внешних слоев этой звезды на себя, создавая ее поверхностный слой. Когда на поверхности накапливается достаточно водорода, происходит взрыв ядерного синтеза, в результате чего белый карлик значительно светлеет и изгоняет оставшийся материал. Через несколько дней свечение утихает, и цикл начинается снова.Иногда особенно массивные белые карлики (те, что близки к предельной массе 1,4 солнечной, упомянутой выше) могут наращивать столько массы, что они коллапсируют и полностью взрываются, становясь так называемой сверхновой.

Сверхновые звезды оставляют за собой нейтронные звезды или черные дыры
Звезды главной последовательности более восьми солнечных масс обречены на смерть в результате титанического взрыва, называемого сверхновой. Сверхновая — это не просто более крупная новая звезда. У новой звезды взрывается только поверхность звезды.В случае сверхновой ядро звезды коллапсирует, а затем взрывается. В массивных звездах сложная серия ядерных реакций приводит к образованию железа в ядре. Получив железо, звезда выжала из ядерного синтеза всю возможную энергию — реакции синтеза, в результате которых образуются элементы тяжелее железа, на самом деле потребляют энергию, а не производят ее. У звезды больше нет возможности поддерживать собственную массу, и железное ядро разрушается. За считанные секунды ядро сжимается с примерно 5000 миль в диаметре до всего лишь дюжины, а температура поднимается на 100 миллиардов градусов или больше.Внешние слои звезды сначала начинают коллапсировать вместе с ядром, но отскакивают с огромным выбросом энергии и резко выбрасываются наружу. Сверхновые выделяют почти невообразимое количество энергии. В течение нескольких дней или недель сверхновая звезда может затмить целую галактику. Точно так же при этих взрывах производятся все природные элементы и богатый набор субатомных частиц. В среднем в типичной галактике взрыв сверхновой происходит примерно раз в сто лет.Ежегодно в других галактиках обнаруживается от 25 до 50 сверхновых, но большинство из них находятся слишком далеко, чтобы их можно было увидеть без телескопа.

Нейтронные звезды
Если коллапсирующее ядро звезды в центре сверхновой имеет массу от 1,4 до 3 солнечных, коллапс продолжается до тех пор, пока электроны и протоны не объединятся в нейтроны, образуя нейтронную звезду. Нейтронные звезды невероятно плотны — сравнимы с плотностью атомного ядра.Поскольку она содержит так много массы, упакованной в такой небольшой объем, гравитация на поверхности нейтронной звезды огромна. Подобно звездам Белого карлика, приведенным выше, если нейтронная звезда образуется в системе с несколькими звездами, она может образовывать аккрецию газа, оторвав его от ближайших спутников. Rossi X-Ray Timing Explorer зафиксировал контрольные рентгеновские выбросы газа, закрученного всего в нескольких милях от поверхности нейтронной звезды.

Нейтронные звезды также обладают мощными магнитными полями, которые могут ускорять атомные частицы вокруг своих магнитных полюсов, создавая мощные лучи излучения.Эти лучи движутся вокруг, как массивные лучи прожекторов, когда звезда вращается. Если такой луч ориентирован так, что он периодически направлен на Землю, мы наблюдаем его как регулярные импульсы излучения, возникающие всякий раз, когда магнитный полюс проходит мимо луча зрения. В этом случае нейтронная звезда известна как пульсар.

Черные дыры
Если коллапсировавшее ядро звезды больше трех масс Солнца, оно полностью схлопывается, образуя черную дыру: бесконечно плотный объект, гравитация которого настолько сильна, что ничто не может избежать его непосредственной близости, даже свет.Поскольку наши инструменты предназначены для наблюдения за фотонами, черные дыры можно обнаружить только косвенно. Косвенные наблюдения возможны, потому что гравитационное поле черной дыры настолько мощно, что любой близлежащий материал — часто внешние слои звезды-компаньона — захватывается и втягивается внутрь. По мере того, как материя движется по спирали в черную дыру, она образует диск, который нагревается до огромных температур, испуская большое количество рентгеновских и гамма-лучей, которые указывают на присутствие скрытого компаньона.

Из останков возникают новые звезды
Пыль и обломки, оставленные новыми и сверхновыми, в конечном итоге смешиваются с окружающим межзвездным газом и пылью, обогащая их тяжелыми элементами и химическими соединениями, образующимися во время звездной смерти. В конце концов, эти материалы перерабатываются, создавая строительные блоки для нового поколения звезд и сопутствующих планетных систем.

Недавние открытия

Дата	Открытие
18 марта 2021	Хаббл показывает, что обильные оттоки молодых звезд не могут остановить их рост
4 марта 2021 г.	Хаббл разгадывает тайну затемнения звезды-монстра
23 февраля 2021	Скрытая нейтронная звезда могла быть обнаружена в сверхновой 1987A
15 февраля 2021	Истерики звезды-младенца (HH 46, HH 47)
8 февраля 2021	В Центре Млечного Пути (Стрелец А Восток) обнаружены останки редкого взрыва
27 января 2021	Первая шестизвездная система, в которой все шесть звезд претерпевают затмение
25 января 2021	Межзвездный дистрибьютор (ESO 455-10)
15 января 2021	Хаббл обнаружил вспышку сверхновой (1E 0102.2-7219
13 января 2021	Гражданские ученые помогают создать трехмерную карту космических окрестностей
13 января 2021	Миссии НАСА выявили извержения магнитаров в соседних галактиках
8 января 2021	Чандра изучает необычный магнитар (J1818.0-1607)
3 декабря 2020	Хаббл зафиксировал беспрецедентное исчезновение туманности Стингрей
12 ноября 2020	Хаббл видит необъяснимую яркость от колоссального взрыва
12 ноября 2020	Космический аметист в умирающей звезде (IC4593)
12 октября 2020	Взрыв звездообразования frEGGS
1 октября 2020 г.	Хаббл наблюдает впечатляющую замедленную съемку сверхновой в NGC 2525
22 сентября 2020	Измерение масс магнитных белых карликов
25 августа 2020	Где делаются звезды? Спитцер НАСА шпионит за горячей точкой (W51)
24 августа 2020	На грани взрыва (Петля Лебедя)
20 августа 2020	Магнитные «реки» питают молодые звезды (звездное скопление Змеи на юге)
19 августа 2020	Обломки от взрыва звезды не замедлились спустя 400 лет (остаток сверхновой Кеплера)
13 августа 2020	Хаббл помогает раскрыть тайну затемнения Бетельгейзе
3 августа 2020	Пульсирующие звезды распространяют ключевой ингредиент для жизни
1 июля 2020 г.	Первые признаки рождения звезды, вызванные ветром Ориона
25 июня 2020	Хаббл наблюдает за «хлопаньем» космической летучей мыши (HBC 672)
18 июня 2020	Новые снимки телескопа Хаббла показывают, что звезды разошлись (NGC 6302 и NGC 7027)
17 июня 2020	Обнаружен космический младенец, и он великолепен
1 июня 2020 г.	Рентгеновские лучи новорожденной звезды намекают на самые ранние дни нашего Солнца (HOPS 383)
29 мая 2020	Литий образуется из взрывающихся звезд
28 мая 2020	Самые яркие звезды — ключ к сохранению первозданных дисков
22 мая 2020	Мониторинг первого сверхъестественного пульсара
15 мая 2020	Изменения в двойном аккреционном диске нейтронной звезды во время вспышки
13 мая 2020	TESS НАСА позволяет провести революционное исследование вызывающих недоумение звездных пульсаций
5 мая 2020	Астрономы находят подобные Юпитеру облачные полосы на ближайшем коричневом карлике (Лухман 16A и 16B)
13 апреля 2020	Миссии НАСА помогают выявить силу ударных волн при взрыве Новой звезды
9 апреля 2020	НАСА измеряет скорость ветра на коричневом карлике

Жизнь Сесилии Пейн-Гапошкин: Мур, Донован, Бернелл, Джоселин Белл: 9780674237377: Амазонка.com: Книги

«Первая полноценная биография, красиво написанное и хорошо проработанное исследование. Обращаясь к науке с легкостью, но ловко, Мур в первую очередь сосредотачивается на личной жизни этого астронома, политике офиса и борьбе, с которой столкнулась одна женщина-ученый в первой половине 20-го века ». — Марсия Бартусяк , Wall Street Journal

«Пейн-Гапошкин ударилась о стеклянный потолок астрономии, и она была первой, кто оставил в нем серьезные трещины.Но во многих местах потолок был невосприимчив к ее усилиям и интеллекту. Она заслуживает большей похвалы за свои достижения, чем получила… К счастью, необходимо прочитать новую биографию Мура об этом гениальном ученом ». — Дэвид А. Вайнтрауб , Физика сегодня

«Мужчины-астрономы часто добиваются популярной известности, которая ускользнула от одной из самых выдающихся женщин в этой области: Сесилии Пейн-Гапошкин. Это должно быть исправлено интересной и доступной биографией Донована Мура.Он умело раскрывает достижения и приключения Пейна, помещая их в глобальную деревню астрономии … Мур освещает превращение Пейна в выдающегося ученого ». — Джузеппина Фаббиано , Природа

«Мур проводит для читателей тщательно исследованный тур по замечательной жизни Пейн-Гапошкин, взятый из семейных интервью, современных отчетов и собственных работ Пейн-Гапошкин. Это захватывающий рассказ о женщине, которая сносила все стены, которые стояли перед ней, чтобы получить ответы на свои вопросы о космосе. — Кристофер Крокетт , Новости науки

«Рассказывает историю блестящего и в целом замечательного астронома, который далеко не так знаменит, как следовало бы. Эта ясная и четко сформулированная книга может в некоторой степени исправить эту ситуацию … Мы многим обязаны пионерам, таким как Сесилия Пейн-Гапошкина, о которых следует больше узнавать и чьи достижения следует отмечать гораздо шире ». — Патрисия Энн Уайтлок , Природная астрономия

«Богатая и информативная биография ученого, чей вклад слишком долго недооценивался. — Донна Лу , New Scientist

«Пейн производит впечатление очаровательной женщины, преодолевая различные гендерные препятствия на своем пути, чтобы построить жизнь и карьеру в новом предмете. (астрофизика) в новой стране… Интересное, увлекательное и информативное чтение ». — Эмили Винтерберн , BBC Sky at Night

«Добро пожаловать не только потому, что это ставит рекорд для более широкой аудитории, но и потому, что это хорошо известное прочтение, устанавливающее достижения Пэйна в контекст ее времени.» — Джон Гриббин , Литературное обозрение

« Сесилия Пейн-Гапошкин — одна из самых важных ученых, о которых вы никогда не слышали… Мур отдает дань уважения упорному ученому, чье множество первые помогли открыть новые горизонты ― и чей дух открытий изменил наше понимание Вселенной ». — Mighty Girl

«Освещает удивительную жизнь и работу астронома Сесилии Пейн-Гапошкин… Мур запечатлел захватывающий период изменений в науке, когда физика была в движении, а астрофизика была совершенно новой. и в мире в целом, поскольку перед женщинами открываются новые возможности.Это захватывающий взгляд на пионера науки ». — Publishers Weekly

«Успех Сесилии Пейн-Гапошкин не был случайным. Она победила, преодолевая все препятствия, никогда не сдаваясь, оставаясь, как она говорит, «упрямой настойчивостью». Донован Мур выводит Сесилию Пейн-Гапошкин на передний план истории, вдохновляя нас, обучая и заставляя хочу быть лучше. Чемпионы адаптируются, и Сесилия была чемпионкой.» — Билли Джин Кинг, обладатель Президентской медали свободы и победитель теннисного матча« Битва полов »

« Прекрасная биография, возможно, величайшего астронома прошлого века, о которой никто не слышал. … Читатели будут скрежетать зубами, когда Мур расскажет о дискриминации, которой она подверглась… Выдающаяся жизнь выдающегося ученого ». — Киркус Обзоры (помеченный обзор)

«Карта Мура показывает научную жизнь Пейн-Гапошкина от выдающегося школьника до астронома мирового класса.» — Дженнифер Карсон , Наука

« Увлекательная и познавательная биография ключевой фигуры в астрофизике ХХ века ». — Джефф Фуст , Space Review

« Из чего состоят звезды» отмечает ученого, ответственного за открытие состава звезд. Сесилия Пейн-Гапошкин посвятила свою жизнь занятиям наукой, когда очень немногим женщинам была предоставлена такая возможность.На протяжении всей своей долгой карьеры она никогда не переставала адаптировать свои методы и осваивать новые идеи, подпитываемые страстью к пониманию Вселенной и нашего места в ней ». — Скотт Келли, капитан ВМС США в отставке, бывший астронавт НАСА и автор книги Endurance

«Эта книга с помощью яркой и красноречивой прозы аплодирует великому астроному, открывшему, из чего состоят сами звезды. Мур выводит вдохновляющую историю Сесилии Пейн-Гапошкин на центральную сцену, которой она и принадлежит. — Джо Данкли, автор книги Наша Вселенная: Руководство астронома

«Я проглотил эту книгу за один уик-энд. Донован Мур искусно изображает непризнание открытий, меняющих парадигму Пейн-Гапошкин, и решительно, как и сама Сесилия, пытается установить рекорд ». — Джесси Кристиансен, Научный институт экзопланет НАСА

« Из чего состоят звезды. » представляет собой доступное введение и обширный контекст для жизни и деятельности Сесилии Пейн-Гапошкин, одной из самых блестящих астрофизики ХХ века.Обмен историями, подобными истории Пейн-Гапошкина, изменит будущее науки, чтобы все начинающие ученые могли полностью раскрыть свой потенциал, пока мы продолжаем исследовать Вселенную ». — Эмили Райс, Городской университет Нью-Йорка и Американский музей естественной истории

«В этом увлекательном и вдохновляющем произведении, которое необходимо прочитать, наконец-то ожила икона астрономии. Донован Мур глубоко копает, чтобы выявить ученого, намного опередившего свое время ». — Сара Сигер, Массачусетский технологический институт

«Рассказывает замечательную историю этого необычайно одаренного ученого.» — Приямвада Натараджан , Книжная почта

« Сесилия Пейн-Гапошкин была одним из первых астрохимиков в мире. В этой книге рассказывается о ее поразительных научных открытиях, ее разочарованиях в качестве женщины-ученого и о том, как она стала первой женщиной-профессором Гарвардского университета … Очень удобочитаема и хорошо организована, давая замечательное понимание парадоксальной темы, которая была одновременно застенчивой, но решительной … достойная дань уважения поистине замечательной женщине.» — Билл Гриффит , Chemistry World

« Сесилия Пейн-Гапошкин — одна из самых важных ученых, о которых вы никогда не слышали… В этой тщательно изученной биографии Донован Мур пишет дань уважения упорному ученому, многие первые открытия которого помогли открыть новые горизонты ― и чей дух открытий изменил наше понимание Вселенной ». — Могучая девочка

Донован Мур написал статьи для множества газет и журналов, включая Boston Globe и Rolling Stone , а также работал репортером и продюсером на телевидении.

Аллен, Сара: 9780374313197: Amazon.com: Книги

Автор Q&A

Что вдохновило вас написать «Из чего сделаны звезды»?

Эта история была со мной, можно сказать, со дня моего рождения.Как и Либби, я родился с синдромом Тернера и провел первые несколько недель в отделении интенсивной терапии, перенеся несколько операций, в том числе операцию на сердце. Но даже при том, что некоторые вещи отличаются, например, уколы гормона роста, синдром Тернера никогда не чувствовал себя чем-то, что меня сдерживает. Дело в том, что я никогда не видел историй о таких девушках, как я. Я никогда не находил книг, в которых девочки проходили бы то же самое, что и я, эти небольшие различия в нашем мозгу и теле. Книги с персонажами все еще были одними из моих лучших друзей в детстве, и я хотел передать эту дружбу другим читателям, но на этот раз с персонажем с TS.Я хотел рассказать эту историю. Для меня, для других девушек с синдромом Тернера и для всех, кто чувствует себя немного иначе.

Кто такая Сесилия Пейн и какую роль в этом романе играет наука?

Сесилия — невероятный астроном и профессор Гарварда, открывшая, из чего состоят звезды.Она преподавала и училась в начале 1900-х годов, и прошло некоторое время, прежде чем ей уделили должное внимание. Как и сами звезды, наука логична и удивительна, и я хотел использовать эту книгу, чтобы подойти к научному познанию как с помощью интеллекта, так и с помощью широко открытого сердца.

Если бы вы могли дать Либби один совет, что бы это было?

Я бы напомнил ей, что даже если она не может делать все то, что хотела бы, и даже

когда ее лучшие планы идут наперекосяк, ничто не может изменить того факта, что она делает мир ярче, просто

быть ею.Либби и всем, кто читает эту книгу, я бы сказал, что доброты и радости достаточно.

Этого тебе достаточно. Что когда вы перейдете к химическим веществам и их чудесам, вы

из чего сделаны звезды.

Из чего сделаны звезды?

Мы все сделаны из звездной пыли — часто цитируемая фраза, относящаяся к тому факту, что почти все элементы человеческого тела были выкованы в звезду.Но из чего сделаны сами звезды?

На самом деле, звезды состоят из тех же химических элементов, что и планета Земля, но не в тех же пропорциях. Подавляющее большинство звезд почти полностью состоит из водорода (около 90%) и гелия (около 10%) — элементов, которые относительно редки на нашей планете и являются самыми легкими в периодической таблице, — в то время как все остальные элементы составляют всего 0,1%. .

Среди других элементов обычно преобладает кислород, за ним следуют углерод, неон и азот, причем железо является наиболее распространенным металлическим элементом.Тем не менее, на Солнце есть только один атом кислорода на каждые 1200 атомов водорода и только один атом железа на каждые 32 атома кислорода.

Логично, что водород является доминирующим элементом Солнца и других звезд. Чтобы ярко гореть миллиарды лет, звезды превращают водород в гелий посредством постоянной ядерной реакции, подобной водородной бомбе. Таким образом, в некотором смысле Солнце находится в состоянии постоянного ядерного взрыва и выглядит как сплошная сфера только потому, что удерживается вместе собственной массивной гравитацией.

Более того, как мы увидим, состав и химический состав звезд могут значительно различаться в зависимости от их состояния старения или от того, где они находятся в галактике.

Кроме того, звезды могут выковывать элементы, отличные от водорода или гелия, но только в конце их жизненного цикла. Обычно в такой звезде, как Солнце, более тяжелые элементы были засеяны звездами, существовавшими до него. Некоторые звезды гаснут с треском, создавая сверхновую — мощный и яркий взрыв — на последних стадиях эволюции, выбрасывая тяжелые элементы в космос.Таким образом, новые звезды могут использовать этот материал. Вселенная перерабатывает все по законам физики.

Не все звезды сияют одинаково и не сделаны из одного материала

Предоставлено: Wikimedia Commons.

Все звезды по-своему удивительны, но одни сияют ярче других. Горячие звезды кажутся белыми или синими при наблюдении с Земли, а более холодные звезды — оранжевыми или красными оттенками. Астрономы наносят светимость и температуру звезды на график, называемый диаграммой Герцшпрунга-Рассела, который полезен для классификации звезд.

Хотя существует много типов звезд, наиболее распространенными являются звезды главной последовательности — около 90% всех известных звезд, включая Солнце, относятся к этому классу.

Ниже звезд главной последовательности находятся белые карлики, остатки ядра звезды после того, как звезда исчерпала все свое топливо. Эти древние звезды невероятно плотные. Чайная ложка их материи весила бы на Земле столько же, сколько слон.

Такие плотности возможны, потому что материал белого карлика не состоит из атомов, соединенных химическими связями, а скорее состоит из плазмы несвязанных ядер и электронов.По этой причине ядра могут быть размещены ближе, чем это обычно допускается электронными орбиталями в нормальном веществе.

Поскольку белые карлики являются остатками ядер нормальных звезд, они в основном состоят из «отходов» реакций ядерного синтеза, которые они использовали для поддержки. Эти «отходы» — это в первую очередь углерод и кислород со следами других элементов. Но это не значит, что не осталось гелия и водорода. Внешняя часть белого карлика содержит два элемента.И из-за огромной гравитационной силы, связанной с этими плотными звездами, эти элементы расслоены с самыми тяжелыми элементами, находящимися на самых глубоких глубинах звезды.

Звезды главной последовательности выше — это «гиганты» и «сверхгиганты». Прежде чем звезды достигнут самого конца своей эволюции — когда они превратятся в карликов или взорвутся в сверхновые, — они конденсируются и уплотняются, нагреваясь еще больше по мере сгорания последнего из их водорода. Это заставляет внешние слои звезды расширяться наружу.На этом этапе звезда становится большим красным гигантом.

Согласно старому исследованию, опубликованному в выпуске 1985 года журнала Astrophysical Journal , красные гиганты в основном состоят из гелия и водорода, а также углерода, кислорода, азота и железа. Астрофизики также зафиксировали присутствие тяжелых элементов s-процесса, таких как стронций, иттрий, цирконий, барий и неодим.

Предоставлено: Wikimedia Commons.

Сверхгиганты — одни из самых массивных и ярких звезд во Вселенной.Звезды, которые в десять раз больше Солнца (или больше), превратятся в сверхгигантов, когда у них закончится топливо. По составу они похожи на красных гигантов, за исключением того, что, как вы уже догадались, намного крупнее.

Ожидается, что Солнце превратится в красного гиганта, когда исчерпает свое топливо. К счастью, этого не произойдет еще пять миллиардов лет.

«Из чего сделаны звезды» рассказывает историю жизни женщины, стоящей за звездной наукой.

Это был крупный научный скандал: авторитетные астрономы настаивали на том, что Солнце состоит из той же смеси элементов, что и земная кора , только для того, чтобы аспирантка опубликовала обстоятельную диссертацию, утверждая, что они были полностью неправы, что звезды созданы преимущественно водорода .

Она была права, и своей диссертацией 1925 года Сесилия Пейн, позже известная как Пейн-Гапошкин, заняла место в истории науки . Но ее история все еще малоизвестна, и почти через столетие после ее потрясающего исследования бывший журналист и отставной банкир Донован Мур наткнулся на картину Пейн-Гапошкина и упал в кроличью нору.

Результатом этого исследования стала его книга « Из чего сделаны звезды: жизнь Сесилии Пейн-Гапошкин, » (Harvard University Press, 2020).Space.com поговорил с Муром о том, как появилась книга и почему он так заинтересовался рассказом истории Пейн-Гапошкин. Это интервью отредактировано для большей ясности.

По теме: Прочтите отрывок из книги «Из чего состоят звезды»
Подробнее: Лучшие книги о космосе и научной фантастике на 2020 год

Space.com: Как вы решили писать эта книга?

Донован Мур: [друг] договорился прислать мне материалы курса, который он проводил в Принстоне, который назывался Вселенная.Итак, он прислал его мне, я пролистываю его и попадаю на эту страницу, на ней три фотографии, без имен, только три фотографии. Я узнал двух мужчин, Аристотеля и Ньютона. Кто эта женщина, буквально на одной странице с этими выдающимися учеными?

Итак, я начал выяснять, кто она, и чем больше я совал, тем больше меня заинтриговало. Это была удивительно вдохновляющая история женщины, которой пришлось преодолеть невероятные препятствия — личные, профессиональные, академические — для того, чтобы сделать одно из самых фундаментальных открытий во всей науке, и никто не написал о ней книги.Я решил, что буду человеком, который напишет эту книгу.

Space.com: Каким было исследование для этого проекта?

Мур: Я немедленно начал исследование, и я прочитал ее мемуары и внимательно изучил старые фотографии, которые ее дочь, Кэтрин Харамунданис, очень мне помогла, она предоставила мне фотографии.

Я поехала в Кембридж, Англия, потому что там Сесилия училась в школе. И я пошел в университет там, и я провел там около недели, и я не арендовал машину, я арендовал велосипед, потому что я хотел увидеть, каково было Сесилии в 1920-х годах.И поэтому я день и ночь катался на велосипеде по Кембриджскому университету, в Кавендишскую лабораторию, в Тринити-холл, в Кембриджскую обсерваторию, как и она.

Я вернулся домой, провел много времени в архивах Гарварда и нанял исследователя, чтобы он помог мне с этим. И, наконец, после хороших исследований такого рода, мне было достаточно, чтобы сесть и написать рукопись. Вот что я сделал, я просто сел и написал это.

Связанный: Познакомьтесь с неизвестной женщиной-математиком, расчеты которой помогли открыть Плутон

Донован Мур (Изображение предоставлено издательством Harvard University Press)

Космос.com: У вас нет сильного астрономического образования — почему вы захотели написать книгу об астрономе, что привлекло вас к Сесилии Пейн-Гапошкин как к предмету биографии?

Мур: Я всегда интересовался наукой. … Когда я писал это, я не был ни профессором, ни историком. Все, чем я был на самом деле, было писателем, ищущим хороший рассказ. … Я написал это, потому что это была такая захватывающая история. Так что, с одной стороны, это очень тщательно изученная биография. …

Но на другом уровне, это действительно повествование об основной человеческой потребности понять, что-то выяснить и объяснить это.Сесилии была неумолимая потребность знать, и это действительно двигало ею. В классе ее высмеивали, ей плохо платили. Ей отказали в учёбе, ей сказали, что она ошибалась, и тому подобное. Ничего из этого не имело значения, она просто наступала на каждое препятствие, потому что у нее просто была потребность в вождении, чтобы понять. Так что это действительно ставит книгу на совершенно другой уровень, чем просто описание чьей-то жизни. …

Space.com: Вы освещаете ее образование и докторскую степень намного подробнее, чем ее более позднюю карьеру.Почему это так, и не могли бы вы немного рассказать о том, над чем она работала позже?

Мур: Половина книги действительно ее время в Англии и Кембридже. Это было [полно] действительно хороших примеров того, о чем я говорю, необходимости преодолевать препятствия. Она изучала физику в классе Кавендишской лаборатории. Руководителем лаборатории был Эрнест Резерфорд , лауреат Нобелевской премии по химии, и он начинал каждое занятие, глядя прямо на Сесилию.

Она была единственной женщиной в классе, и как женщина она должна была сидеть в первом ряду. Поэтому он начинал каждое занятие с того, что дамы и господа смотрели прямо на нее, и все мальчики топали ногами и выли от смеха. Именно такая драма привлекла меня к этой истории. Ей пришлось смириться с этим. Потому что ей нужно было учиться, ей нужно было понять.

Еще до того, как она добралась до Кембриджа, ее выгнали из школы за потребность понять, и это как бы бросило вызов католической школе, в которой она училась.В книге есть один действительно интересный анекдот о том, как она попросила лондонского переплетчика взять сочинения Платона, связать их и повесить на корешок «Святую Библию», чтобы ее учителя подумали, что она изучает свою религию, а не читает Платона. .

Связано: Первопроходец-астроном Маргарет Бербидж, которая помогла раскрыть, что происходит внутри звезд, умирает по адресу 100

Это такие анекдоты, которые действительно развили ее как личность.Вот почему я потратил много времени на эту часть ее жизни. После того, как она написала диссертацию, и ей сказали, что она ошибалась, хотя на самом деле она была абсолютно права. Ее работа после этого, [Харлоу] Шепли, который руководил Гарвардской обсерваторией , он как бы заставил ее больше заниматься классификацией переменных звезд и тому подобным, что было не так интересно, по крайней мере, для меня, как работа, которую она выполняла по изучению звездных спектров. Так что я как бы быстро прошел через это.

После этого, когда она увезла будущего мужа из Германии, это было очень интересно.

Space.com: Что вам больше всего понравилось, что вы узнали о Пейн-Гапошкин и ее работе во время написания книги?

Мур: Я узнал следующее: будьте осторожны, делая суждения. Потому что она была маленькой, 24-летней, 25-летней , аспирантка . И никто не думал, что кто-то вроде этого сможет сделать такое открытие, которое сделала она. На самом деле здесь происходило то, что это было очень интересное время для науки, потому что физика только зарождалась как форма обучения.Были эти ученые, которые изучали физику и совмещали ее с другими дисциплинами, чтобы сделать действительно невероятные открытия. Так, например, Резерфорд соединил физику с химией, чтобы понять ядро атома, и Нильс Бор соединил физику с квантовой теорией, чтобы понять структуру молекулы, а Эйнштейн соединил физику с математикой, чтобы создать свою теорию относительности.

Итак, она соединяла физику с астрономией, чтобы понять, из чего состоят звезды.И это действительно было рождением астрофизики. Глядя на эти стеклянные пластины, она могла делать то, что веками пытались делать астрономы, глядя вверх в телескопы. И поскольку у нее были эти познания в физике, она могла, так сказать, вглядываться во Вселенную глубже, чем признанные ученые.

У них не было той же подготовки по физике , как у нее. И поэтому, когда она смогла вглядеться глубже и сделала фундаментальное открытие, они не смогли понять этого и не могли поверить в это.И поэтому они действительно даже не последовали ее открытию. Будь она мужчиной, я не сомневаюсь, что она бы инициировала дальнейшее исследование.

Это явно расстраивало ее. Она была очень осторожна в своей диссертации, она написала, что «мои результаты почти наверняка не настоящие». … Она очень осторожно формулировала это, потому что хотела, чтобы все знали, правильно или неправильно, что именно она сделала это открытие. Это очень драматичный материал для книги.

Связано: Испытание телескопа Хаббл вдохновляет на внесение изменений в некоторые программы НАСА по борьбе с гендерными предубеждениями

Космос.com: Как вы думаете, почему это важная история, которую нужно рассказать сейчас?

Мур: Я думаю, что это действительно важно для женщин и молодых девушек в науке. … Проблемы, с которыми вы сталкиваетесь, не волнует ваш пол, им все равно. Им все равно, мужчина ты или женщина, черный ты или белый, старый ты или молодой.

Проблема в том, может ли ваш мозг осмыслить то, что вы пытаетесь понять и понять? И это очень мощная вещь, если вдуматься.Мужчины также должны прочитать эту книгу и понять, что способность воспринимать, открывать и понимать не зависит от пола. Я надеюсь, что это то, что отражено в книге.

Space.com: Как вы надеетесь, что люди вынесут из книги?

Moore: Я бы хотел, чтобы книга воспринималась, как я уже сказал, больше, чем просто биография. Я описывал это на самом деле. И действительно, потребность в понимании так глубоко укоренилась в людях и так важна.

Вы можете купить «Из чего сделаны звезды» на Amazon или Bookshop.org .

Напишите Меган Бартелс по адресу [email protected] или подпишитесь на нее @meghanbartels .

Из чего состоят звезды

Всеобщий стандарт

Вглубь звезды

Солнцу повезло?

Старение звезды и изменение состава

Материалы по теме

Эволюция состава звезд, отличных от Солнца

Как узнали о составе звезд?

Секреты варки рубиновых звезд: как производят главный символ Кремля

10 фактов о кремлевских звездах – Москва 24, 02.11.2017

Факт 1. До звезд были орлы

Факт 2. Первые звезды установили на четырех башнях

Факт 3.

Факт 4. Шпиль Северного речного вокзала венчает кремлевская звезда-самоцвет

Факт 5. Рубиновые звезды на пяти башнях

Факт 6. Внутри звезд – лампы освещения

Факт 7. У звезд разные размеры

Факт 8. Звезды вращаются флюгером

Факт 9. В годы войны звезды укрывал брезент

Факт 10. С 2014 года у звезд очередной этап реконструкции

Из чего состоят звезды

От размера звезды зависит ее состав и процессы, протекающие в его ядре

Водород и гелий — основной состав всех звезд нашей Вселенной и источник их энергии

Видео:

Из чего сделаны звезды?. Все обо всем. Том 3

Читайте также

Когда впервые были сделаны колокольчики?

Из чего сделаны ногти?

Звезды

Звезды

Из чего сделаны метеоры?

Звезды

Звёзды

Из чего сделаны бумажные деньги?

ОТ ЗВЕЗДЫ ДО ЗВЕЗДЫ

Из чего сделаны звёзды?

Перейти на одну, две или три звезды спереди?

звезд — факты и информация

Из чего сделаны звезды?

Из чего сделаны звезды?

звезд | Управление научной миссии

Звездное образование

Звезды основной последовательности

Звезды и их судьбы

Недавние открытия

Жизнь Сесилии Пейн-Гапошкин: Мур, Донован, Бернелл, Джоселин Белл: 9780674237377: Амазонка.com: Книги

Аллен, Сара: 9780374313197: Amazon.com: Книги

Автор Q&A

Что вдохновило вас написать «Из чего сделаны звезды»?

Кто такая Сесилия Пейн и какую роль в этом романе играет наука?

Если бы вы могли дать Либби один совет, что бы это было?

Из чего сделаны звезды?

Не все звезды сияют одинаково и не сделаны из одного материала

«Из чего сделаны звезды» рассказывает историю жизни женщины, стоящей за звездной наукой.

Добавить комментарий Отменить ответ