Сверхгигант
-
Определение и классификация сверхгигантов
- Сверхгиганты — самые массивные и яркие звезды, занимающие верхнюю область диаграммы Герцшпрунга-Рассела.
- Диапазон температур: от 3400 К до более чем 20 000 К.
- Спектральные классы: голубые, желтые и красные сверхгиганты.
-
Спектральный класс светимости
- Звезды-сверхгиганты идентифицируются по спектрам с характерными линиями.
- Система MK распределяет звезды по классам светимости: Ib, Ia и 0 (ноль) или Ia+.
- Сверхгиганты имеют меньшую поверхностную гравитацию и более высокое содержание тяжелых элементов.
-
Эволюционные сверхгиганты
- Звезды с массой более 8-10 M☉ становятся сверхгигантами после исчерпания водорода и гелия.
- Звезды с массой менее 10 Мкм не образуют железного ядра и не становятся сверхгигантами.
- Звезды AGB и после AGB могут иметь спектральные особенности сверхгигантов, но не являются ими с эволюционной точки зрения.
-
Классификация эволюционировавших звезд
- Звезды AGB и после AGB могут иметь спектральные типы, соответствующие классам светимости сверхгигантов.
- Звезды Вольфа–Райе и LBV также являются эволюционировавшими звездами, но имеют свои особенности.
- Гипергиганты — это эволюционировавшие, расширяющиеся, массивные и яркие звезды с высокой потерей массы.
-
Свойства сверхгигантов
- Масса: 8-12 M☉ и более.
- Светимость: 1000-1 миллион раз больше солнечной.
- Радиус: от 30 до 500 или более 1000 солнечных радиусов.
- Гелиевое ядро начинает мягко сгорать, затем воспламеняются более тяжелые элементы.
- Сверхгиганты взрываются как сверхновые.
-
Закон Стефана-Больцмана и поверхностная гравитация
- Красные сверхгиганты крупнее синих при заданной светимости.
- Поверхностная гравитация сверхгигантов обычно около log(g) 2,0 сгс и ниже.
- Холодные светящиеся сверхгиганты имеют более низкую поверхностную гравитацию.
-
Температура и светимость
- Сверхгиганты существуют во всех спектральных классах от O до M.
- Большинство сверхгигантов относятся к спектральному типу B.
- Сверхгиганты с высокой светимостью на ранней стадии B и очень поздней O встречаются чаще, чем звезды главной последовательности.
- Болометрическая светимость сверхгигантов значительно превышает видимую.
-
Изменчивость и содержание химических веществ
- Сверхгиганты демонстрируют фотометрическую изменчивость.
- Желтые сверхгиганты часто являются переменными цефеид.
- Красные сверхгиганты отличаются от ярких звезд AGB по химическому составу.
- Горячие сверхгиганты демонстрируют разный уровень обогащения азотом.
-
Эволюция и распределение
- Звезды главной последовательности типа O и самые массивные звезды типа B становятся сверхгигантами.
- Сверхгиганты живут недолго и наблюдаются в молодых галактических структурах.
-
Образование сверхгигантов
- Сверхгиганты образуются, когда массивные звезды главной последовательности исчерпывают водород в ядрах.
- Они начинают плавить гелий плавно, что приводит к постепенному увеличению светимости.
- Красные сверхгиганты продолжают сжигать элементы тяжелее гелия, не превращаясь в планетарные туманности.
-
Эволюция массивных звезд
- Звезды массивнее 40 Мкм не могут стать красными сверхгигантами, а достигают стадии голубого сверхгиганта или желтого гипергиганта.
- Самые массивные звезды, более 100 Мкм, продолжают выделять водород и эволюционируют в сверхгиганты, косые звезды и звезды типа WNh, WNN.
- Ожидается, что они взорвутся как сверхновые, но их эволюция до этого момента не ясна.
-
Первые звезды во Вселенной
- Первые звезды во Вселенной были значительно ярче и массивнее современных.
- Их существование необходимо для объяснения наблюдений за элементами в квазарах.
- Их структура была иной, с меньшей конвекцией и потерей массы.
-
Предшественники сверхновых
- Большинство сверхновых типа II являются красными сверхгигантами.
- Сверхновые типа Ib/c образуются горячими звездами Вольфа–Райе.
- Сверхгиганты обречены на насильственный конец жизни, но некоторые могут исчезнуть в черных дырах.
-
Примеры сверхгигантов
- Ригель, Денеб, Дельта Цефея и Полярная Звезда — голубые сверхгиганты.
- Антарес и VV Цефей А — красные сверхгиганты.
- μ Цефея и Rho Кассиопеи — красные гипергиганты.
- Бетельгейзе — красный сверхгигант, возможно, бывший желтым сверхгигантом.