Звезды не отражают свет, как это делают планеты и их спутники, а излучают его. Причем ровно и постоянно. А мигание, видимое на Земле, возможно, вызвано наличием разнообразных микрочастиц в космосе, которые, попадая в световой луч, прерывают его.
Самая яркая звезда, с точки зрения землян
Со школьной скамьи известно, что Солнце - это звезда. С нашей планеты - это а по меркам Вселенной - чуть меньше средней и по размерам, и по яркости. Огромное количество звезд крупнее Солнца, но их значительно меньше.
Звездная градация
Разделять небесные светила по величине начали еще древнегреческие астрономы. Под понятием «величина» и тогда, и сейчас имеют в виду яркость свечения звезды, а не ее физическую величину.
Различаются звезды и по длине излучения. По спектру волн, а он, действительно, разнообразен, астрономы могут рассказать о химическом составе тела, температуре и даже удаленности.
Ученые спорят
Не одно десятилетие длится полемика по вопросу «почему звезды светят». Единого мнения до сих пор нет. Трудно поверить даже физикам-ядерщикам, что происходящие в звездном теле реакции, могут выделять такое огромное количество энергии, причем не останавливаясь.
Проблема проходящего в звездах, занимает ученых очень давно. Астрономы, физики, химики предпринимали попытки выяснить, что дает толчок к извержению тепловой энергии, которое сопровождается ярким излучением.
Химики полагают, что свет далекой звезды - это последствия экзотермической реакции. Она завершается выбросом значительного количества тепла. Физики утверждают, что в теле звезды не может проходить химических реакций. Ибо ни одна из них не способна идти безостановочно миллиарды лет.
Ответ на вопрос «почему звезды светят» стал немного ближе после открытия Менделеевым таблицы элементов. Теперь абсолютно по-новому стали рассматриваться химические реакции. В результате экспериментов были получены новые радиоактивные элементы, и теория радиоактивного распада становится версией номер один в бесконечном споре о свечениях звезд.
Современная гипотеза
Свет далекой звезды не давал «уснуть» Сванте Аррениусу - шведскому ученому. В начале прошлого века он перевернул идею излучения звездами тепла, разработав концепцию Она состояла в следующем. Основной источник энергии в теле звезды - атомы водорода, постоянно участвующие в химических реакциях друг с другом, образуют гелий, который значительно тяжелее своего предшественника. Процессы превращения происходят из-за давления газа большой плотности и дикой для нашего понимания температурой (15 000 000̊С).
Гипотеза пришлась по вкусу многим ученым. Вывод был однозначен: звезды на ночном небе светятся, потому что внутри происходит реакция синтеза и выделяемой при этом энергии больше чем достаточно. Также стало понятно, что соединение водорода может идти безостановочно много миллиардов лет подряд.
Итак, почему звезды светят? Энергия, которая выделяется в ядре, передается во внешнюю газовую оболочку и происходит видимое нам излучение. Сегодня ученые практически уверены, что «дорога» луча от ядра к оболочке занимает более сотни тысяч лет. До Земли луч от звезды тоже идет достаточно долго. Если излучение от Солнца доходит до Земли за восемь минут, звезды поярче - Проксимы Центавры - почти за пять лет, то свет остальных может идти десятки и сотни лет.
Ещё одно «почему»
Почему звезды излучают свет теперь понятно. Почему он мерцает? Свечение, идущее от звезды, на самом деле ровное. Это происходит из-за гравитации, которая притягивает выталкиваемый звездой газ обратно. Мерцание звезды - это своеобразная погрешность. Человеческий глаз видит звезду через несколько слоев воздуха, который пребывает в постоянном движении. Звездный луч, проходя через эти слои, кажется мерцающим.
Так как атмосфера непрестанно движется, горячие и холодные потоки воздуха, проходя друг под другом, образуют завихрения. Это приводит к искривлению светового луча. тоже изменяется. Причина в неравномерности концентрации доходящего до нас луча. Смещается и сама звездная картина. Виной этому явлению являются, проходящие в атмосфере, например, порывы ветра.
Разноцветные звезды
В безоблачную погоду ночное небо радует глаз ярким многоцветием. Насыщенно-оранжевая окраска у и Арктур, а вот Антарес и Бетельгейзе - нежно-красные. Сириус и Вега молочно-белого оттенка, с голубым отливом - Регул и Спика. Знаменитые гиганты - Альфа Центавра и Капелла - сочно желтые.
Почему звезды светят по-разному? Цвет звезды зависит от ее внутренней температуры. Самые «холодные» - красные. На их поверхности всего 4 000̊С. с поверхностным нагревом до 30 000̊С - считаются самыми горячими.
Космонавты рассказывают, что на самом деле звезды свет ровно и ярко, а подмигивают они только землянам...
Звезды - это основные объекты видимой для нас Вселенной. Космический мир необыкновенный и разнообразный. Тема о вселенских светилах неисчерпаема. Солнце создано для того, чтобы светить днем, а звезды - для того, чтобы освещать человеку земной путь ночью. В этой статье пойдет речь о том, как образуется видимый нами свет, исходящий от удивительных небесных тел.
Зарождение
Рождение звезды, так же как и ее угасание, можно визуально увидеть на ночном небе. Астрономы давно наблюдают за этими явлениями и уже сделали множество открытий. Все они описаны в специальной научной литературе. Звезды - это светящиеся огненные шары невероятно больших размеров. Но почему они светятся, мерцают и переливаются разными цветами?
Эти небесные тела рождаются из диффузной газопылевой среды, возникшей в результате гравитационного сжатия в более плотных слоях, плюс воздействие собственного тяготения. Состав межзвездной среды - это в основном газ (водород и гелий) с пылью твердых минеральных частиц. Наше главное светило - звезда по имени Солнце. Без него жизнь для всего сущего на нашей планете невозможна. Интересно, что многие звезды намного больше Солнца. Почему мы не ощущаем их воздействия и спокойно можем без них существовать?
Наш источник тепла и света расположен близко к Земле. Поэтому для нас существенно ощутим его свет и тепло. Звезды горячее Солнца, больше его по размерам, но они находятся на столь далеких расстояниях, что мы можем только наблюдать их свет, и то только ночью.
Они кажутся всего лишь мерцающими точками на ночном небосводе. А почему мы не видим их днем? Звездный свет похож на лучики от фонарика, который днем едва увидишь, а ночью без него не обойтись - он хорошо освещает дорогу.
Когда ярче всего и почему светятся звезды на небе ночном?
Август - это самый лучший месяц для наблюдений за звездами. В такое время года вечера темные, а воздух прозрачный. Создается ощущение, что до неба можно дотянуться рукой. Дети, поднимая взор к небу, всегда задаются вопросом: «Почему звезды светятся и куда они падают?» Дело в том, что в августе часто люди наблюдают звездопад. Это необыкновенное зрелище, манящее наши взоры и души. Существует поверье, что, видя падающую звезду, нужно загадать желание, которое непременно исполнится.
Однако интересно то, что на самом деле это не звезда падает, а сгорает метеор. Как бы там ни было, а явление это очень красивое! Времена идут, поколения людей сменяют друг друга, но небо все то же - прекрасное и загадочное. Так же как и мы, на него смотрели наши предки, угадывали в звездных скоплениях фигуры различных мифологических персонажей и предметов, загадывали желания и мечтали.
Как появляется свет?
Космические объекты, называемые звездами, выделяют неимоверно большое количество тепловой энергии. Энергетические выбросы сопровождаются сильным излучением света, определенная часть которого доходит до нашей планеты, и мы имеем возможность его наблюдать. Это и есть краткий ответ на вопрос: «Почему звезды светятся на небе, и все ли небесные светила к ним относятся?» Например, Луна - это спутник Земли, а Венера - планета солнечной системы. Мы видим не их собственный свет, а лишь его отражение. Звезды сами являются источником светового излучения, появляющегося в результате выброса энергии.
Некоторые небесные объекты имеют белый свет, а другие - голубой или оранжевый. Есть и такие, что переливаются разными оттенками. С чем это связано и почему звезды светятся разными цветами? Дело в том, что они являются огромными шарами, состоящими из раскаленных до очень высоких температур газов. Поскольку эта температура колеблется, звезды имеют разное свечение: самые горячие - это голубые, далее следуют белые, еще холоднее - желтые, затем оранжевые и красные.
Мерцание
Многим интересно: почему звезды светятся ночью и свет их мерцает? Прежде всего - они не мерцают. Это нам лишь кажется. Дело в том, что звездный свет проходит сквозь толщу земной атмосферы. Луч света, преодолевая такие длительные расстояния, подвергается большому числу преломлений и изменений. Для нас эти преломления выглядят в виде мерцаний.
Звезда имеет свой жизненный цикл. На разных этапах этого цикла она светится по-разному. Когда время ее существования подходит к завершению, она начинает постепенно превращаться в красного карлика и охлаждается. Излучение умирающего светила пульсирует. Так создается впечатление мерцания (мигания). Днем свет от звезды никуда не исчезает, но его затмевает слишком яркое и близкое солнечное сияние. Поэтому ночью мы их видим благодаря тому, что нет лучей Солнца.
Выйдите на улицу тёмной безлунной ночью. Посмотрите наверх. Если это декабрь или январь, обратите внимание на Бетельгейзе, горящую красным светом на плече Ориона, и Ригель, ярко-голубую звезду у его колена. Через месяц в созвездии Возничий появится жёлтая Капелла.
Если это июль, отыщите Вегу, голубой сапфир Лиры, или Антарес, оранжево-красное сердце Скорпиона.
Зелёных звёзд нет! В любое время года в небе можно обнаружить разные звёзды. Большинство выглядят белыми, но у самых ярких проявляется цвет. Красный, оранжевый, жёлтый, голубой – почти все цвета радуги… Но, погодите-ка, а где же зелёные? Разве не должны мы видеть и такие?
Нет. Это очень частый вопрос, и никаких зелёных звёзд мы не видим. И вот, почему.
Возьмите паяльную лампу (можно мысленно) и разогрейте брусок железа. Сначала он будет светиться красным, потом оранжевым, потом бело-голубым. Потом он расплавится. Лучше использовать прихватку.
Почему он светится? Любое вещество температуры выше абсолютного нуля (около -273 °C) испускает свет. Количество света и длина его волны зависит от температуры. Чем теплее объект, тем короче длина волны.
Холодные объекты излучают радиоволны. Очень горячие излучают ультрафиолет или рентгеновские лучи. В очень узком диапазоне температур горячие объекты будут испускать видимый свет, длины волн грубо от 300 нм до 700 нм.
Необходимо учесть, что объекты не испускают свет на одной длине волны. Они испускают фотоны в диапазоне длин волн. Если бы вы использовали некий детектор, чувствительный к длинам волн света, излучаемого объектом, а затем построили бы количество этих волн на графике, то получили бы кривобокий график под названием «характеристика излучения чёрного тела» (почему он так называется, неважно, но если вам интересно, можете поискать. Только включите фильтр поисковой выдачи. Серьёзно). Она немного похожа на колокол кривой нормального распределения, но на малых длинах волн она падает быстрее, а на больших – медленнее.
Вот примеры нескольких кривых для различных температур:
По оси х откладывается длина волны (или цвет, если хотите), и для справки на график наложен спектр видимых цветов. Можно отметить характерную колоколообразную форму. У горячих объектов пик смещается влево, к более коротким волнам.
У объекта температурой 4500 Кельвинов (порядка 4200 °C) пик находится в оранжевой части спектра. Разогрейте его до 6000 К (примерно температура Солнца, 5700 °C), и пик переместится в зелёно-голубую область. Разогрейте ещё, и пик переместиться в голубую область, или ещё дальше, к более коротким длинам волн. Самые горячие звёзды излучают большую часть света в ультрафиолете, на более коротких волнах, чем те, что мы видим невооружённым глазом.
Хм, секундочку. Если у Солнца пик находится в зелёно-голубой области, почему оно не выглядит зелёно-голубым? Это ключевой вопрос. Всё дело в том, что хотя пик приходится на зелёно-голубую область, оно испускает свет и других цветов.
Посмотрите на график объекта с температурой, близкой к солнечной. Пик приходится на зелёно-голубую область, поэтому большая часть фотонов испускается там. Но испускаются и синие, и красные фотоны. Глядя на Солнце, мы видим все эти цвета разом. Наши глаза смешивают их и выдают один цвет – белый. Да, белый. Некоторые говорят, что Солнце жёлтое, но если бы оно реально было жёлтым, тогда облака и снег тоже были бы жёлтыми (весь снег целиком, а не только та часть у вас во дворе, где гуляет собака).
Поэтому Солнце не выглядит зелёным. Но можем ли мы поиграться с температурой, чтобы получить зелёную звезду? Может быть, такую, которая чуть теплее или холоднее Солнца?
Оказывается, что не можем. Более тёплая звезда будет выдавать больше голубого цвета, а холодная – больше красного, и в любом случае наши глаза не увидят там зелёного. Вину за это нужно возлагать не на звёзды (не полностью, по крайней мере), а на нас самих.
В наших глазах есть светочувствительные клетки, колбочки и палочки. Палочки – это датчики яркости, они не различают цветов. Колбочки видят цвета, и их бывает три вида: чувствительные к красному, синему и зелёному. Когда на них падает цвет, каждая возбуждается по-разному: красный цвет возбуждает красные колбочки, а синие и зелёные остаются к нему равнодушными.
Большинство объектов не излучают и не отражают единственный цвет, поэтому колбочки возбуждаются все сразу, но в разной степени. К примеру, апельсин возбуждает красные колбочки в два раза сильнее зелёных, и оставляет синие в покое. Когда мозг получает сигнал от трёх колбочек, он говорит: «Наверно, это оранжевый объект». Если зелёные колбочки видят столько же света, сколько красные, а синие ничего не видят, мы интерпретируем цвет, как жёлтый. И так далее.
Поэтому, единственный способ для звезды выглядеть зелёной – это излучать только зелёный свет. Но из графика выше видно, что это невозможно. Любая звезда, испускающая зелёный, будет испускать также довольно много красного и голубого, что сделает её белой. Изменение температуры звезды превратит её в оранжевую, жёлтую, красную или голубую, но зелёную сделать не получится. Наши глаза просто не увидят её такой.
Поэтому зелёных звёзд не бывает. Излучаемые звёздами цвета и то, как наши глаза интерпретируют их, гарантирует это.
Но меня это не беспокоит. Если вы посмотрите в телескоп и увидите сияющую Вегу или румяный Антарес, или тёмно-оранжевый Арктур, вас это тоже не будет сильно волновать. Звёзды бывают не всех цветов, но их достаточно, и благодаря этому они удивительно прекрасны.