Основная последовательность
-
Главная последовательность звезд
- Звезды главной последовательности (карликовые звезды) отображаются на графиках зависимости цвета от яркости.
- Звезды в этой полосе известны как звезды главной последовательности.
- Расположение звезд указывает на их физические свойства и жизненные циклы.
-
Диаграммы Герцшпрунга-Рассела
- Графики зависимости цвета от величины известны как диаграммы Герцшпрунга-Рассела.
- Звезды на главной последовательности генерируют тепловую энергию в результате ядерного синтеза водорода.
- Ядра звезд находятся в гидростатическом равновесии.
-
Типы звезд главной последовательности
- Звезды делятся на типы: O, B, A, F, G, K, M.
- Звезды M-типа и K-типа обычно называют красными карликами.
-
История классификации звезд
- В начале 20 века Энни Джамп Кэннон и Эдвард Чарльз Пикеринг разработали Гарвардскую классификационную схему.
- Эйнар Герцшпрунг и Генри Норрис Рассел внесли вклад в классификацию звезд.
- Бенгт Стремгрен ввел термин диаграмма Герцшпрунга-Рассела в 1933 году.
-
Формирование и эволюция звезд
- Звезды образуются из межзвездной среды и состоят в основном из водорода и гелия.
- Звезды начинают генерировать энергию за счет ядерного синтеза водорода.
- Звезды остаются на главной последовательности до исчерпания водорода в ядре.
-
Свойства звезд главной последовательности
- Большинство звезд на диаграмме HR расположены вдоль кривой главной последовательности.
- Температура звезды определяет ее спектральный тип.
- Излучение энергии звездой зависит от ее температуры и состава.
-
Распределение энергии и индекс цвета
- Индекс цвета B − V измеряет звездную величину в синем и зелено-желтом свете.
- Разница в звездной величине служит показателем температуры звезды.
-
Терминология карликовых звезд
- Звезды главной последовательности называются карликовыми, но это может быть путаницей.
- Для горячих звезд разница в размерах и яркости между карликами и гигантами уменьшается.
- Белые карлики — это мертвые ядра, оставшиеся после сброса внешних слоев звезды.
-
Параметры звезд
- Светимость L, радиус R и эффективная температура Teff связаны законом Стефана-Больцмана.
- Масса, радиус и светимость звезды связаны тремя соотношениями.
- Лучшим приближением является ε = L/M, где ε пропорционально TI15.
-
Выработка энергии
- Звезды главной последовательности используют два типа синтеза водорода.
- В нижней части главной последовательности доминирует протон-протонная цепочка.
- В верхней части главной последовательности доминирует цикл CNO.
-
Структура звезд
- Энергия переносится наружу излучением и конвекцией.
- В массивных звездах термоядерный синтез сконцентрирован в ядре, что приводит к конвекции.
- Звезды средней массы имеют конвекционную область в ядре и излучение на поверхности.
- Холодные звезды с низкой массой имеют конвективную активность, что увеличивает продолжительность жизни на главной последовательности.
-
Яркость и изменение цвета
- По мере накопления гелия в ядре, скорость термоядерного синтеза снижается.
- Ядро сжимается, образуя оболочку вокруг богатого гелием ядра.
- Это приводит к увеличению радиуса и светимости звезды.
-
Факторы, влияющие на положение звезды на диаграмме HR
- Неопределенность расстояния до звезд и наличие двойных звезд могут изменять наблюдаемые параметры.
- Химический состав, эволюционный статус, взаимодействие с спутником, быстрое вращение и магнитное поле также влияют на положение звезды.
- Звезды с низким содержанием металлов находятся чуть ниже главной последовательности и известны как субкарликовые звезды.
-
Полоса нестабильности и переменные цефеиды
- Полоса нестабильности на диаграмме HR занята пульсирующими переменными звездами, известными как переменные цефеиды.
- Эти звезды изменяются по звездной величине через регулярные промежутки времени.
- Переменные Дельта-Скути находятся в верхней части главной последовательности.
-
Продолжительность жизни звезд
- Общее количество энергии, генерируемой звездой, ограничено количеством водородного топлива в ядре.
- Звезды с массой тела не менее 0,5 Мкм начинают сжигать гелий, что сокращает их продолжительность жизни.
- Солнце будет красным гигантом через 6,5 миллиардов лет, а общее время жизни на главной последовательности составит около 1010 лет.
-
Соотношение массы и светимости
- Светимость звезды примерно пропорциональна ее массе по степенному закону.
- Более массивные звезды сжигают больше топлива, но излучают пропорционально больше энергии.
- Звезды с массой менее 0,5 Мкм могут существовать более триллиона лет.
-
Эволюционные пути звезд
- Звезды с массой менее 0,23 Мкм превращаются в белых карликов.
- Звезды с массой более 0,23 Мкм проходят субгигантскую ветвь и ветвь красного гиганта.
- Самые массивные звезды становятся сверхгигантами и заканчивают жизнь сверхновыми.
-
Возраст скоплений звезд
- Продолжительность жизни звезд на главной последовательности зависит от их масс.
- Самые массивные звезды покидают главную последовательность первыми.
- Зная продолжительность жизни звезд, можно оценить возраст скопления.