Звезда

Звезда́ — массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый в состоянии равновесия силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза. Ближайшей к Земле звездой является Солнце — типичный представитель спектрального класса G.

Звёзды образуются из газово-пылевой среды (главным образом из водорода и гелия) в результате гравитационного сжатия. Температура вещества в недрах звёзд измеряется миллионами кельвинов, а на их поверхности — тысячами кельвинов. Энергия подавляющего большинства звёзд выделяется в результате термоядерных реакций превращения водорода в гелий, происходящих при высоких температурах во внутренних областях. Звёзды часто называют главными телами Вселенной, поскольку в них заключена основная масса светящегося вещества в природе. Примечательно, что звёзды имеют отрицательную теплоёмкость.

Ближайшей к Солнцу звездой является Проксима Центавра. Она расположена в 4,2 светового года (4,2 св. года = 39 Пм = 39 трлн км = 3,9⋅1013 км) от центра Солнечной системы (см. также Список ближайших звёзд).

Невооружённым глазом (при хорошей остроте зрения и отсутствии искусственной засветки) на небе видно около 6000 звёзд, по 3000 в каждом полушарии. За исключением сверхновых, все видимые с Земли звёзды (включая видимые в самые мощные телескопы) находятся в местной группе галактик.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Если первоначальная масса звезды находилась в пределах 1,2–2,5 солнечной массы, «чистая» теория утверждает, что конечным результатом эволюции должно быть образование нейтронной звезды. И здесь, однако, как, впрочем, и всегда, действительность оказалась богаче «чистой» теории. Один из двух пульсаров, отождествляемых с остатками вспышек сверхновых, несомненно, образовался после вспышки сверхновой II типа. Это видно по туманности, с которой он отождествляется. Но звезды, вспыхивающие как сверхновые II типа, имеют массу, значительно превышающую 2,5 солнечной! Как же быть? Похоже на то, что здесь решающую роль играет быстрое вращение вспыхнувшей звезды. По этой причине при катастрофическом сжатии только самые внутренние области звезды, линейная скорость вращения которых незначительна, превратились в нейтронную звезду, между тем как основная масса в конце концов была выброшена в межзвездное пространство.

Иосиф Шкловский, Вселенная, жизнь, разум, 2006

Чем меньше дистанция, разделяющая двойные звезды, тем больше скорость вращения. Расстояния между некоторыми звездами, настолько малы, что период обращения этих звезд равен всего нескольким часам. (Для сравнения заметим, что период обращения Земли вокруг Солнца равен одному году.) Но иногда их удаленность друг от друга в сотни раз превышает диаметр Солнечной системы, а периоды обращения составляют миллионы земных лет. В первом случае двойные звезды кажутся одной звездой даже в самый сильный телескоп, и то, что звезды две астрономы определяют лишь по особенностям линий спектров излучения таких систем или по изменению блеска, которое возникает из-за затмения одной части двойной звезды другой. Такие двойные звезды называются спектральными. В противоположность им визуальные двойные звезды при наблюдении в телескоп представляются системами, состоящими из двух или нескольких объектов.

Г. П. Шалаева, Кто есть кто в мире звезд и планет, 2009

Другой вариант – тройная система Альфа Центавра. Компонент А этой системы весьма похож на Солнце и принадлежит к тому же спектральному классу, компонент В – оранжевая звездочка класса Ki, а слабый компонент С – знаменитая Проксима Центавра – красный карлик 11-й звездной величины класса М5. Из-за близости к нам Проксима Центавра заметно удалена на звездном небе от компонент А и В, которые, «как порядочные», обращаются вокруг общего центра масс сравнительно недалеко друг от друга. У астрономов возникал даже вопрос: а принадлежит ли вообще Проксима Центавра системе Альфа Центавра? Ответ: скорее да, чем нет. Ведь в пространстве все три звезды движутся в одном направлении с примерно равными скоростями. По всей видимости, период обращения Проксимы Центавра вокруг общего центра масс тройной системы превышает миллион лет.

Александр Громов, Удивительная Солнечная система, 2012

Тем временем по результатам наблюдений местной планетной системы Наблюдатель быстро накапливал знания о ее строении. Четыре ближайшие к звезде планеты были намного меньше по размеру, но намного плотнее четырех более удаленных. Спектральный анализ четырех удаленных планет показал, что они состоят в основном из легких газов, однако благодаря их огромным размерам они были во много раз более массивными, чем четыре более близкие к звезде. Детальный спектральный анализ излучения самой звезды HZW-1020-3964-2904-3845 (QSL) позволил обнаружить присутствие на ней не только ядер водорода и гелия, но и углерода и других более тяжелых элементов. По их соотношению Наблюдатель оценил возраст местного светила в 7 миллиардов лет. Теперь он знал, и как 7 миллиардов лет назад возникла эта звезда и ее планетная система, и что их ждет в будущем. Результаты наблюдений позволяли однозначно отнести ее к одному из детально описанных в каталоге типов звездно-планетных систем. Весь звездный каталог Млечного Пути находился в памяти Наблюдателя, он обратился к нужному разделу. В нем говорилось, что в подобных звездно-планетных системах нередко встречаются пояса астероидов, образованных из вещества, не сумевшего сгруппироваться в планету. Наблюдатель переключил свое внимание с планет на межпланетное пространство и скоро в телескоп действительно обнаружил сначала один, потом второй, третий и множество других астероидов. Моделирование их орбит показало, что это действительно широкий пояс астероидов между четвертой и пятой планетами. Теперь план действий был готов!

Игорь Сунчелей, Наблюдатель, 2011

Солнечная система обладает еще одной особенностью, благоприятной для существования жизни на планете. В отличие от множества других планетных систем, наша образована вокруг одной звезды. С помощью мощных телескопов астрономы обнаружили, что примерно две трети видимых звезд являются двойными, т. е. такими системами, в которых две звезды «танцуют» вокруг друг друга и имеют общий гравитационный центр. Во время формирования таких звезд водород скапливался в двух отдельных точках пространства, образуя два гигантских газовых шара.

Роберт Хейзен, История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет, 2012

Согласно современным представлениям, образование планет начинается в центре протопланетного диска и со временем распространяется на его периферию, очищая окрестности звезды от пыли. Есть наблюдательные подтверждения этого. Так, исследование инфракрасного спектра звезды типа Т Тельца (TW Гидры) с возрастом 107 лет показало, что пыль в околозвездной зоне с радиусом около 4 а.е. отсутствует [Calvet et al., 2002]. Согласно этой работе, расстояние в 4 а.е. совпадает с ожидаемым размером зоны, в которой успели сформироваться планеты в протяженном (около 100 а.е.) пылевом диске, окружающем эту звезду. Если принять массу звезды равной массе Солнца, а массу диска равной 0,06 массы Солнца, то положение «фронта» активного планетообразования оказывается совпадающим с положением Плутона, который являет собой пример планеты на стадии формирования. За фронтом планетообразования расположен протяженный пылевой диск, во внутренних

Коллектив авторов, Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра, 2010

– Большинство туманностей на небе – это либо спиральные галактики из множества звезд, либо бесформенные газопылевые облака. То, что мы увидели, свидетельствует о высочайшей упорядоченности». «Туманность ДНК» имеет в длину около 80 световых лет и находится на расстоянии всего 300 световых лет от центра нашей Галактики, где, согласно современным научным теориям, должна находиться сверхмассивная черная дыра. Среди вероятных причин образования подобного в высшей степени неуместного в космосе объекта – сильное магнитное поле в центре Галактики. Оно примерно на три порядка сильнее магнитного поля Земли. Возможно, именно силовые линии магнитного поля, направленные по оси туманности, и стали причиной столь необычного ее закручивания. Образование подобной туманности – дело небыстрое. Диск вокруг черной дыры в центре Галактики совершает один оборот примерно за 10 тыс. лет. Любопытно, что наблюдаемый «шаг» двойной спирали ДНК соответствует именно такому соотношению скорости истечения вещества и скорости закручивания его вокруг общей оси.

В. В. Карелин, Тайна Жизни глазами науки и традиции, 2015

Между тем Метагалактику не зря иронично называют «лабораторией для бедных». Порой космос действительно предоставляет ученым уникальные возможности для исследования процессов, недоступных ни в каких лабораториях. Примером может служить радиопульсары нейтронных звезд. Характерные размеры нейтронной звезды составляют десятки километров, а средняя плотность приближается к плотности атомных ядер, при этом кубический сантиметр весит тысячи тонн. Массы всех известных нейтронных звезд близки к массе Солнца. Скорость вращения нейтронной звезды может быть очень высокой и превышать 100 тысяч километров в секунду. При такой плотности нейтронные звезды обладают чудовищной напряженностью поля тяготения. Поэтому, если подобное радиопульсары будут вращаться со скоростью в тысячи оборотов за секунду, то потеряют осевую симметрию, и возникшее несимметричное тело будет излучать волны гравитации. Еще более мощным источником гравитационных колебаний должна быть двойная система нейтронных звезд. Астрономам встречаются такие феномены, делающие сотни оборотов в секунду при скорости движения приближающейся к трети световой!

О. О. Фейгин, Взрыв мироздания, 2016

Наилучшую статистику удалось собрать по результатам работы спутника Kepler («Кеплер»), который изучал более 100 000 звезд с целью поиска экзопланет транзитным методом. Мощные вспышки проявляют себя как увеличение яркости звезды. Среди звезд, исследованных Kepler, есть немало объектов, похожих на Солнце как по массе, так и по другим параметрам. Среди этих параметров особое значение имеет темп вращения: чем быстрее вращается звезда, тем выше ее активность.

С. Б. Попов, Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной, 2018

Хотя удаленные от звезд экзопланеты наблюдать очень сложно, все же иногда их находят. Например, в системе HR 8799 при помощи инфракрасного телескопа KeckII удалось обнаружить четыре планеты-гиганта, которые по своим расстояниям от звезды напоминают наши Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, только все орбиты пропорционально увеличены примерно в 2 раза. Массы этих планет очень велики и оцениваются в пределах 2–10 масс Юпитера. Снаружи и внутри от этих планет вокруг звезды обращаются пылевые кольца, соответствующие поясу астероидов и поясу Койпера. Система HR 8799 очень молода, ей около 100 млн лет, и планеты, несмотря на удаленность от звезды, очень горячи (до 1000 °C) за счет гравитационной энергии, выделившейся при их образовании. Поэтому в инфракрасном диапазоне они хорошо заметны даже рядом со звездой (рис. 2.6).

Михаил Никитин, Происхождение жизни. От туманности до клетки, 2016

Астрономы полагают, что около 1 процента межзвездной материи составляет пыль, она является одним из двух основных компонентов диффузных туманностей (второй компонент – газ). Считается, что пыль образуется в верхних холодных слоях гигантских красных звезд, находящихся почти в конце своего существования: мельчайшие частички твердого вещества конденсируются из газа. В конце концов такие умирающие звезды отбрасывают свои верхние слои в межзвездное пространство, образуя пылевые туманности. Состав этой пыли точно не определен, нет также оснований предполагать его однородность по всей Вселенной. По современным представлениям, основными составляющими межзвездной пыли являются графит и различные виды силикатов. Мощные облака межзвездной пылевой материи между Солнцем и ядром Галактики не позволяют нам увидеть невооруженным глазом эту самую яркую часть нашей Галактики, содержащую почти 100 миллиардов звезд, в то время как к краю их имеется всего несколько миллионов. Галактическое ядро после Солнца и Луны было бы самым ярким «светилом» земного неба. Огромное, очень яркое «звездное пятно» в созвездии Стрельца, занимающее на небе площадь, в сотни раз больше площади диска полной Луны, обращало бы на себя всеобщее внимание. Земные предметы, освещенные галактическим ядром, отбрасывали бы четкие тени. Кстати, обусловленная наличием указанных пылевых облаков относительно одинаковая яркость полосы Млечного Пути на всем ее протяжении привела Уильяма Гершеля и многих других астрономов к ошибочному выводу, что Солнечная система расположена в центре Галактики.

А. П. Кондрашов, 3333 каверзных вопроса и ответа, 2011

Наши самые большие оптические телескопы недостаточно мощны, чтобы обнаружить, есть ли какие-нибудь планеты вокруг альфы Центавра, ближайшей к нам звезды, находящейся на расстоянии четырех световых лет. До недавних пор такое обнаружение казалось невозможным. Радиоастрономы наблюдали возмущения в сигналах, поступавших с Солнца, когда планеты Юпитер и Сатурн занимали определенные положения, и предположили, что их сила притяжения периодически оказывает большее воздействие на солнечную радиацию. Периодические возмущения в излучениях с других непарных звезд наводили на мысль о схожем явлении, и есть основания быть уверенными в том, что звезда Барнарда, находящаяся от нас в шести световых годах, имеет невидимого двойника, а у тау Кита, удаленной от нас на одиннадцать световых лет, также есть планеты. Русские астрономы полагают, что лазерные вспышки со звезды 61 Лебедя в 1894 и 1908 гг. были ответами на явный сигнал с Земли – извержение вулкана Кракатау в 1883 г. При образовании звезды вращаются быстро, затем в какой-то момент их вращение замедляется, а их энергию выкачивают сопутствующие им планеты. Наблюдения наводят на мысль о том, что, чтобы узнать, были ли у звезды свои планеты, достаточно лишь измерить скорость ее вращения. Неустойчивость в движении звезды в настоящее время можно считать доказательством не обнаруженных при ней планет.

Реймонд Дрейк, Боги и пришельцы Древнего Востока, -1

Туманность Розетка, согласно результатам исследования космическим телескопом «Спитцер» (НАСА), содержит несколько молодых очень горячих звёзд спектрального класса О. Это голубые звёзды внутри нарисованных сфер. У этих звёзд очень мощное излучение, и они испускают сильнейший ветер, так что вокруг каждой из них образуется «опасная зона» протяжённостью до 1,6 светового года – или пятнадцать триллионов километров. Любая из молодых звёзд, попав в опасную зону, скорее всего, лишится своей формирующейся планетной системы. Туманность Розетка находится более чем в пяти тысячах световых лет от нас.

Люси Хокинг, Джордж и Большой взрыв, 2011

Однако вторая половина ХХ века стала временем возвращения к концепции изначально холодной Земли. Во-первых, нашлись серьезные, чисто астрономические, возражения против планетезимальной теории. Г. Рессел, например, обратил внимание на то простое обстоятельство, что если между Солнцем и проходящей звездой протянется лента из звездного вещества, то ее средняя часть (где притяжение двух светил взаимно уравновешивается) должна будет пребывать в полной неподвижности. И напротив, выяснилось, что некоторые оказавшиеся ошибочными положения Лапласа вполне могут быть откорректированы в рамках дальнейшего развития небулярной теории. В качестве примера можно привести гипотезу О. Ю. Шмидта (в ней газопылевое облако захватывается уже существующим на тот момент Солнцем) или более популярную ныне модель К. фон Вайцзеккера (в ней вращающаяся небула представляет собой уже не гомогенный шар, как у Лапласа, а систему разноскоростных вихрей, несколько напоминающую шарикоподшипник). Полагают также, что газ и пыль во вращающейся газопылевой туманности ведут себя по-разному: пыль собирается в плоский экваториальный диск, а газ образует почти шарообразное облако, густеющее по направлению к центру туманности. Впоследствии пыль экваториального диска слипается в планеты, а газ под собственной тяжестью разогревается так, что «вспыхивает» в виде Солнца.

К. Ю. Еськов, Удивительная палеонтология, 2014

Звезды находятся так далеко от нас, что кажутся всего лишь светящимися точками. Мы не можем определить их размер или форму. Как же нам различать разные типы звезд? Для подавляющего большинства звезд наблюдению поддается только одна характеристика – цвет испускаемого ею света. Ньютон открыл, что при прохождении через призму солнечный свет разделяется на цветовые компоненты – спектр, – как в радуге. Наведя телескоп на конкретную звезду или галактику, можно наблюдать спектр света, идущего от этого объекта.

С. У. Хокинг, Теория всего. От сингулярности до бесконечности: происхождение и судьба Вселенной, 2006

В этой главе мы более подробно остановимся на тех процессах во Вселенной, которые в какой-то мере понятны в настоящее время. Первый процесс – это образование планет. Благодаря тому же «Хабблу» обнаружены уже тысячи планет вне Солнечной системы вокруг различных звезд, и сообщения о новых планетах приходят чуть ли не каждый день. Причем у планет может быть более одного «солнца». В созвездии Скорпиона на расстоянии 22 световых года от нас обнаружена планета, по размеру близкая к Земле, вращающаяся вокруг звезды, которая, в свою очередь, вместе с ней вращается вокруг двойной звезды. То есть на этой планете существует большая проблема с ночью (рис. 1.2), что может быть очень даже хорошо для существования жизни. Наиболее распространенная теория (способ) формирования планет заключается в том, что пылевые околозвездные образования под действием гравитационных сил сначала образуют зародыши планет, которые притягивают к себе все большее количество космических тел до формирования полноценных объектов. Тем не менее в последнее время предложено еще несколько вариантов формирования планет. Например, гипотеза гравитационной неустойчивости, в результате которой планеты могут формироваться путем внезапного коллапса, приводящего к разрушению первичного газопылевого облака. Если рассмотреть все эти способы с точки зрения патентного законодательства, то они являются полноценными изобретениями, так как в них имеется новая последовательность действий и технический результат. Разумеется, мы не предполагаем получения патентов на подобные изобретения, ведь для этого необходимо желание автора.

Д. Ю. Соколов, Необычные изобретения. От Вселенной до атома, 2013

Наша Солнечная система в спиральной галактике Млечный Путь оказалась в «нужном» месте спирального рукава и на «нужном» расстоянии от центра галактики (Солнце находится на расстоянии 26000 световых лет от него). В противном случае эта система не получила бы достаточного количества тяжелых химических элементов, которые поставляют сверхновые звезды после своего взрыва, а также фтора, который дают белые карликовые звезды, или жизнь была бы уничтожена мощными излучениями радиации и выбросами материальных частиц.

Виктор де Касто, Pro темную материю, 2016

Во-вторых: множества элементов явным образом образуют структурные иерархии, вмещающие одни в другие и обладающие свойством пересекаться. Например, множество «атомы» содержит (включает в себя) множества звезды, планеты, деревья, люди и т. д. так как элементы всех эти множеств состоят из атомов. Но атомы состоят из множеств «устойчивые» и «радиоактивные», при этом они переходят друг в друга при наличии некоторых событий. Или, к примеру, звезда, после окончания жизненного пути, становится нейтронной звездой или звездой карликом, или даже черной дырой. Но в двойных системах она даже в этом состоянии может отдавать или принимать массу и менять свою категорию вплоть до структурно простейшей черной дыры. Т. е. у звезды есть пути эволюционирования к другим подмножествам множества «звезды» или даже «черные дыры». Эти (приведенные в качестве примеров) множества можно считать условно пересекающимися и тут мы выходим на третий вывод.

Владимир Коляда, Аз есмь. Поля Гермеса, 2017

По всем расчётам на основе известных астрофизических законов рождение «чёрных микродыр» внутри звёзд должно было разве что привести к обычному звездотрясению, что в дальнейшем повлияло бы на внутризвёздные процессы ядерного синтеза и к изменению спектра их излучения, либо в крайнем случае к рождению «настоящих чёрных дыр» – когда звезда начинает коллапсировать, то есть неудержимо сжиматься к центру, превращаясь чуть ли не в точку и при этом в очень массивный объект, не видимый никакими инструментами, так как даже свет не может покинуть его пределы.

В. В. Головачев, Нечеловеческий фактор, 2013