Блеск новой звезды увеличивается в следствие того что
Новые и сверхновые звезды
Спустя сотни лет в записях китайских и арабских астрономов от 1054 года также встречаются упоминания о появлении яркой звезды на небосводе, свет которой и днем и ночью в течение трех недель удивлял наблюдателей.
Отличия новой и сверхновой
И хотя названия похожи, процессы, происходящие при этих астрономических явлениях, имеют довольно значительные отличия.
Чтобы лучше понять, что же происходит на бескрайних просторах Вселенной, вспомним начала астрономии по учебнику «Астрономия. 10-11 классы» под редакцией Воронцова-Вельяминова.
Вспышка сверхновой звезды
Во время жизни огненного светила происходит непримиримая борьба между разнонаправленными силами. К центру звездной массы сжимает звезду изо всех сил гравитация, стараясь превратить огненный огромный шар в футбольный мячик. Термоядерные реакции, кипящие в толще звездных масс и на поверхности, стараются разорвать светило на мелкие кусочки.
В толще юной звезды запасы водорода огромны, и благодаря постоянно протекающим реакциям образования гелия из атомов водорода, силы гравитации и термоядерных реакций находятся в относительном равновесии.
Но ничто не вечно, и за пару-тройку миллиардов лет запасы водорода истощаются и некогда активная звезда стареет. Ядро становится комком раскаленного гелия, по краям которого выгорает водород. В предсмертных конвульсиях догорают последние запасы водорода и вот уже небесное светило не в силах противостоять собственной гравитации.
Взрыв неимоверной мощи по яркости превосходит светимость целой галактики, а тяжелые элементы космический ветер разносит по межзвездному пространству. Из остатков звезды образуются новые планеты в звездных системах, расположенных в сотнях световых лет от места, где произошла космическая трагедия.
Железо, алюминий и другие металлы на нашей планете – и есть остатки некогда погибшей сверхновой звезды. После взрыва звезда превращается в нейтронную звезду или черную дыру, в зависимости от ее первоначальной массы. Процессы, происходящие на поверхности звезды, описаны на странице 168 «Астрономия. 10-11 классы» под редакцией Воронцова-Вельяминова.
В зависимости от типа погибшей звезды выделяют:
При взрыве сверхновой звезда погибает навсегда, превращаясь либо в черную дыру, либо в нейтронную звезду.
Взрыв новой – зрелище не менее впечатляющее (ведь светимость ничем не примечательного небесного тела увеличивается от 50 тысяч до 100 тысяч раз), но более частое. Обычно это происходит в системе из двух звезд, в которой одна планета значительно старше и в своем возрасте находится на главной последовательности или перешла в стадию красного гиганта и уже успела заполнить свою полость Роша, а вторая звезда – белый карлик. В результате тесного взаимодействия на белый карлик от гигантской соседки через окрестности точки Лагранжа L1 перетекает газ, содержащий до 90% водорода.
Полученное карликом вещество формирует вокруг меньшей звезды аккреционный диск. Скорость аккреции на белый карлик – постоянная величина, и, зная параметры звезды-компаньона и отношение масс звёзд-компонентов двойной системы, это значение можно рассчитать.
И, как иногда шутят астрономы, «Мне не дано знать, был ли распят Христос за меня, но я точно уверен, что мое тело создано из остатков сотен звезд».
Крабовидная туманность, которую с помощью космических телескопов мы можем наблюдать на потрясающих воображение снимках космоса, и есть та самая таинственная сверхновая, которую описывали наблюдатели в арабских странах и Китае в 1054 году.
Но такое везение выпало не только на долю древних астрономов.
В феврале 1987 года астрономы зафиксировали яркую вспышку в Большом Магеллановом Облаке – галактике, расположенной всего в 168 тысячах световых лет от Солнечной системы. Поскольку это была первая сверхновая, которую зафиксировали в 1987 году, она получила название – SN 1987A.
Любителям астрономии в южном полушарии повезло. Несколько недель яркое небесное тело с блеском 4-звездной величины было доступно для наблюдения невооруженным глазом.
Это была первая сверхновая на таком близком расстоянии, которая взорвалась после изобретения телескопа. И благодаря современному оборудованию ученые смогли изучить фотометрические и спектральные характеристики, и вот уже более тридцати лет астрономы наблюдают за превращением сверхновой в расширяющуюся газовую туманность.
Рождение сверхновой звезды
Современные ученые официально предсказывают, что в 2022 году невооруженным взглядом астрономы Земли смогут наблюдать за ярчайшим взрывом сверхновой. На расстоянии 1800 световых лет от нашей голубой планеты, в созвездии Лебедя, катастрофа настигнет тесную двойную систему KIC 9832227.
Пожалуй, это будет первый в истории эпизод, когда ученые-астрономы будут наблюдать, прильнув к окулярам телескопов, за катастрофой во всеоружии, однако не в силах ее предупредить. Яркая вспышка сверхновой будет видна на небе в созвездии Лебедя и Северного креста.
Методические советы
Воспользуйтесь интерактивным приложением для атласа по астрономии, чтобы закрепить теорию на практике и с пользой провести остаток урока.
Новые звёзды
Полезное
Смотреть что такое «Новые звёзды» в других словарях:
НОВЫЕ ЗВЁЗДЫ — звёзды, очень быстроувеличивающие свою светимость прибл. в 105 раз по сравнениюс первонач. низкой светимостью. Увеличение блеска (вспышка) происходитза неск. дней. Характерное время спада блеска после его максимума порядка10 20 дней у быстрых… … Физическая энциклопедия
новые звёзды — класс звёзд, светимость которых внезапно возрастает в 103 106 раз, а затем медленно возвращается к исходному уровню. При этом происходит расширение звезды и сброс её внешней оболочки, а в спектре новой звезды наблюдаются широкие эмиссионные линии … Энциклопедический словарь
новые звёзды — Звёзды, светимость которых внезапно увеличивается во много раз, а затем медленно спадает … Словарь многих выражений
НОВЫЕ ЗВЁЗДЫ — класс звёзд, светимость к рых внезапно за неск. дней возрастает в 103 106 раз, а затем медленно (от одного до трёх месяцев) возвращается к исходному уровню. Далее м.б. вторичные вспышки с меньшей амплитудой. Продолжительность серии вспышек до… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Новые звёзды — класс звезд, светимость которых внезапно возрастает в 103 106 раз, а затем медленно возвращается к исходному уровню … Астрономический словарь
Новые приключения Бэтмена — У этого термина существуют и другие значения, см. Бэтмен (значения). Новые приключения Бэтмена The New Batman Adventures (англ.) … Википедия
Переменные звёзды — Переменная звезда звезда, блеск которой изменяется со временем в результате происходящих в её районе физических процессов. Строго говоря, блеск любой звезды меняется со временем в той или иной степени. Переменной называется звезда, изменения… … Википедия
Переменные звёзды — I Переменные звёзды П. з. звезды, видимый блеск которых подвержен колебаниям. Многие П. з. являются нестационарными звездами; переменность блеска таких звезд связана с изменением их температуры и радиуса, истечением вещества,… … Большая советская энциклопедия
Переменные звёзды — I Переменные звёзды П. з. звезды, видимый блеск которых подвержен колебаниям. Многие П. з. являются нестационарными звездами; переменность блеска таких звезд связана с изменением их температуры и радиуса, истечением вещества,… … Большая советская энциклопедия
Кремлёвские звёзды — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии … Википедия
Новые звезды и их классификации
На самом деле, новые звезды это не те, которые только что родились или возникли. Хотя многие, кто мало знаком с нашим космосом, сначала именно так и думают.
Собственно говоря, в астрономии термин новая звезда означает звезду, у которой резко увеличилась светимость и блеск. Причем повышение показателей этих характеристик более 100 раз для излучения энергии, а для яркости примерно на 12 звёздных величин.
Что интересно, понятие новая звезда появилось благодаря астроному Тихо Браге. Он, как оказалось, наблюдал сверхновую SN 1572 (созвездие Кассиопея) и описал её как новое светило.
Сверхновая SN 1572
Между прочим, всё новые звезды представляют собой тесные двойные системы. Как оказалось, образуются они обязательно из белого карлика и светила главной последовательности или красного гиганта. Также установили, что карликовый компаньон получает от соседнего его вещество, которое образует аккреционный диск.
Аккреционный диск черной дыры
Аккреционный диск — структура, можно сказать, область, образовавшаяся из вещества, которое вращается вокруг центрального тела.
Чем можно объяснить изменение яркости новых звезд
Как уже отмечалось, белый карлик получает вещество от своего компаньона. В результате повышения количества вещества, его водородный слой сжимается и, соответственно, разогревается. Что ведёт к увеличению температуры и нагреву гелия. Так как этот процесс начинается резко и быстро, происходит вспышка новой звезды. При этом поверхность, которая проводит энергию, также увеличивается. В итоге повышается яркость и блеск тела.
Сверхновая SN 1006
Как классифицируют новые звезды
Можно сказать, они имеют два вида номенклатуры, то есть названий. Поскольку до 1925 года их имена отражали буквенный индекс порядка открытия в определённом созвездии, а также название этого созвездия.
А вот с 1925 года их наименование включает в себя индекс V, порядковый номер открытия в созвездии и его название.
Правда, бывают случаи обнаружения звёздных тел, которые предположительно являются новыми. Но до тех пор, пока это не подтвердится, их обозначение содержит индекс PNV и их небесные координаты.
Проще говоря, данный класс светил называют также, как переменный тип объектов.
По данным учёных, новые звезды делят на два вида:
По сути, это светила, которые вспыхивают с определённой периодичностью. То есть носят повторяющийся характер.
Во время увеличения блеска до максимума на их оптической полосе фиксируется фиолетовый цвет.
Классические новые звезды
В отличие от предыдущих, их вспышки не повторяются. А амплитуда блеска чётче и значение максимум достигается намного быстрее. Только представьте, что они способны за несколько часов увеличиться до 12 звёздной величины.
Классические разделяют по периодам между вспышками. Итак, они могут быть:
Между прочим, повторные очень интересный класс тел. Для них характерны мощные вспышки с временным промежутком до нескольких десятков лет. Причем блеск увеличивается приблизительно на 10 звёздных величин.
В действительности, образование и вспышки новых звезд люди наблюдают более тысячелетия. Однако за последние сто лет их обнаруживают постоянно. Сейчас за год могут открыть около десяти подобных объектов.
Вероятно, это связано с тем, что формируется новые звезды в двойных системах, которых очень много в нашей Вселенной.
На самом деле, изучение таких светил продолжается до сих пор. Более того, существует астрономический проект «E-Nova Project». Он нацелен на исследованию того, как вспыхивают новые звезды. Помимо этого, простые любители-астрономы с удовольствием наблюдают за ними.
Новые звезды
Название новые звезды сохранилось с древних времен за звездами, которые считались действительно новыми. Накопленные коллекции фотографий показали, что на самом деле так называемая новая звезда в действительности существовала и раньше, но внезапно вспыхнула, вследствие чего блеск ее за короткое время увеличился в десятки тысяч раз. После вспышки звезда постепенно возвращается к прежнему блеску. Амплитуда изменения блеска новых звезд от 7 до 14 звездных величин, т. е. блеск может изменяться до 400 000 раз. В максимуме блеска они бывают от —6 до —9 абсолютной звездной величины. Возможно, что у новых звезд вспышки повторяются с промежутками в тысячи лет. Яркие новые звезды, блеск которых в максимуме достигал первой звездной величины, наблюдались редко, например в 1901, 1918, 1925 гг. Ввиду неожиданности такого рода вспышек открытие новых звезд происходит случайно. Их открывают по большей части любители астрономии, иногда школьники. Для этого надо чаще осматривать созвездия вблизи Млечного Пути. Но не примите планету за новую звезду!
Изменения в спектре новой звезды показали следующее: блеск звезды увеличивается потому, что вздувается фотосфера — растет ее поверхность. В момент максимума блеска диаметр новой звезды больше диаметра земной орбиты. В момент наибольшего блеска со звезды срывается внешний слой и со скоростью около 1000 км/сек, расширяясь, устремляется в пространство. Вспыхивают как новые только очень горячие звезды умеренных светимостей, так что нашему Солнцу вспышка не угрожает.
Сверхновые звезды
Некоторые особые звезды неожиданно вспыхивают и угасают подобно новым звездам. Однако в максимуме блеска они бывают в сотни раз ярче: от —11 до —18 звездной величины. Их называют сверхновыми звездами. Скорость выброса газов из них тоже во много раз больше, чем у обычных новых звезд. Малая изученность сверхновых звезд объясняется тем, что после изобретения телескопа «поблизости» от нас не вспыхивала ни одна сверхновая звезда. Наблюдались только очень далекие сверхновые звезды, для которых, кроме изменения блеска вблизи максимума, ничего установить обычно нельзя.
Вследствие колоссальной светимости, в максимуме превосходящей в сотни миллионов раз светимость ярчайших из обычных звезд, мы видим сверхновые звезды на громадных расстояниях от нас, в других звездных системах. Для оценки этих расстояний используют измерения блеска сверхновых звезд. Вспышки сверхновых звезд крайне редки — в среднем одна вспышка за несколько столетий в системе, содержащей миллиарды звезд.
Еще до изобретения телескопа в нашей звездной системе наблюдались три звезды, несомненно бывшие сверхновыми. На месте, где одна из них вспыхнула в 1054 г. в созвездии Тельца, находится особенная слабо светящаяся туманность, названная Крабовидной. Она состоит из ионизированного газа, в виде прожилок, пронизывающих ее основную аморфную массу. Из сравнения фотографий, сделанных в разные годы, выяснилось, что туманность расширяется со скоростью 1000 км/сек. Ее расширение, а следовательно, и возникновение началось с года вспышки сверхновой звезды. Туманность была выброшена ею при вспышке. Позднее оказалось, что Крабовидная туманность является одним из мощнейших источников радиоизлучения. Оно вызывается тем, что имеющееся в туманности магнитное поле тормозит порожденные при вспышке электроны, движущиеся в ней со скоростью, близкой к скорости света. Такое радиоизлучение называется нетепловым, точнее синхротронным. Крабовидная туманность оказалась также и одним из наиболее мощных космических источников рентгеновских лучей. На месте вспышек других «близких» сверхновых звезд также найдены радиоизлучающие и расширяющиеся туманности. Вспышки сверхновых звезд — грандиознейшие и редчайшие из катастроф, происходящих с небесными телами.
Изучение всех переменных и новых звезд крайне важно для понимания природы и эволюции звезд вообще, так как переменные и особенно новые звезды находятся в неустойчивых состояниях на поворотных этапах своего развития. Кроме того, происходящие у этих звезд сильные изменения наблюдаемы, а у обычных звезд нет, так как их изменения слишком медленны.
НОВАЯ ЗВЕЗДА
Вспышка.
Вспышка новой – одно из наиболее драматических событий в астрономии. Новая, вспыхнувшая в 1975 в созвездии Лебедя, почти достигла яркости Денеба (ярчайшей звезды в Лебеде) и сохраняла такую яркость около трех суток. Хотя блеск большинства новых усиливается примерно в миллион раз, блеск этого необычного объекта усилился в 100 млн. раз. Новые достигают максимального блеска за несколько часов и находятся в стадии максимума различное время. «Быстрые» новые сохраняют максимальный блеск от нескольких часов до 1–2 сут, а затем быстро ослабевают. «Медленные» новые не так быстро усиливают свой блеск, дольше находятся в максимуме и гораздо медленнее гаснут. Например, Новая Геркулеса 1934 находилась в максимуме блеска почти три месяца, затем быстро ослабела в течение месяца, после чего немного усилила свой блеск и продолжила медленное ослабление в течение нескольких лет. Другая очень медленная новая вспыхнула в Дельфине в 1967 и находилась в стадии максимального блеска почти год. Быстрое ослабление и последующее небольшое усиление блеска Новой Геркулеса 1934 и других подобных новых говорит об образовании малых твердых частичек в веществе, выброшенном звездой при взрыве. Эти частички конденсируются в микроскопические углеродные зернышки, поглощающие свет.
Системы новых.
Наблюдения при помощи больших телескопов показали, что катаклизмические переменные состоят из двух звезд – главной звезды и спутника, обращающихся вокруг общего центра масс под действием взаимного притяжения. Обычно спутником служит звезда размером с Солнце. Главной звездой является маленький и горячий белый карлик: его масса близка к солнечной, а радиус примерно равен земному. Это означает, что его плотность очень велика – в несколько миллионов раз выше плотности воды (наперсток такого вещества весит более тонны). Белые карлики являются последней стадией эволюции звезд типа Солнца. Наличие белого карлика в двойной системе указывает на ее большой возраст (один из компонентов системы имел достаточно времени, чтобы дойти до конца своей эволюции).
Эволюция звезд типа Солнца начинается с медленного превращения водорода в гелий в ядре звезды. Примерно через 10 млрд. лет, когда ядро становится полностью гелиевым, внешние слои звезды расширяются, и она превращается в красный гигант (Солнце на этой стадии эволюции увеличится так, что выйдет за пределы орбиты Земли). В ходе дальнейшей эволюции гелий превращается в углерод, кислород и, возможно, неон. Ядро звезды становится все более плотным, а внешние слои расширяются все больше, пока не рассеются в пространстве. В этот момент вокруг звезды образуется газовая оболочка, расширяющаяся в пространство и называемая «планетарной туманностью». В ядре звезды, ставшем белым карликом, термоядерные реакции больше не происходят.
Подобный ход эволюции должна была бы пройти и главная звезда в системе катаклизмической переменной. Но, поскольку она обращается вокруг другой звезды, ее размер не может превысить расстояния до звезды-спутника. Когда внешние слои главной звезды расширяются, спутник попадает в них, тормозится, и две звезды начинают медленно по спирали сближаться. Это продолжается до тех пор, пока главная звезда не сбросит оболочку и не станет белым карликом. Астрономам удалось обнаружить короткопериодические затменные двойные звезды, окруженные такими расширяющимися облаками газа.
В конце этой стадии эволюции спутник еще не изменяется, а главная звезда, сбросив оболочку, медленно остывает. Она состоит из углеродно-кислородного ядра, окруженного тонким слоем гелия. Продолжая эволюционировать, спутник в конце концов тоже достигает стадии расширения. Его внешние слои распухают до такой степени, что белый карлик начинает сдирать со спутника оболочку и притягивать ее к себе. Оседающий на его поверхность газ образует все более толстый слой, основание которого сжимается и нагревается, пока не достигнет температуры термоядерного возгорания. Поскольку падающее со спутника вещество в основном содержит водород, оболочка белого карлика становится готова к взрыву.