Сколько живут и как умирают звезды — жизненный цикл и другие интересные факты

Небесные светила много веков оставались для людей большой загадкой, но с развитием науки появилась возможность узнать о них намного больше. Глядя в темное время суток на небо, кажется, что ничего не меняется, видны те же сияющие точки и созвездия. Но, как и все в этом мире, космические тела тоже проходят свой путь, рождаются и умирают. Об эволюции, этапах развития и конечной стадии жизни небесного тела (звезды) можно кратко узнать в этой статье. 

Что такое звезды, и почему они светятся  

Звезды только людям кажутся маленькими светящимися точками. Но на самом деле это огромные шарообразные небесные тела, которые имеют не меньшую значимость, чем планеты и их спутники. Важнейшее из них — Солнце, поскольку без него жизнь на Земле была бы невозможной. Благодаря силе притяжения вещества в составе звезд образуют форму шара. 

Интересно! Звезды, в отличие от других небесных тел, не просто отражают свет, а излучают его.

Свечение небесных тел происходит из-за существенной разницы температур внутри и на их поверхности. Показатели в ядре достигают более 10 миллионов градусов, из-за чего происходит трансформация одних веществ в другие. К примеру, водород, который составляет большую часть светила, под воздействием высоких температур превращается в гелий. Такое явление — ответ на вопрос: «почему звезды светятся?». 

Какие типы звезд существуют  

Долгое время ученые не могли прийти к единому мнению, по каким признакам объединять небесные тела в группы. Затем за основу классификации были взяты жизненный цикл звезды и ее масса. 

Красные гиганты и сверхгиганты

Гигантами являются космические объекты, которые подходят к концу своего жизненного цикла. Увеличение в размерах обусловлено усиленным выбросом топлива из ядра, вследствие чего оболочки отходят от центральной части небесного тела, и оно расширяется. Такой реакции в конце жизненного пути подвержены все карликовые звезды, вес которых равен половине массы Солнца и выше. Гиганты могут быть красными и синими. Первые обладают более низкими показателями температуры, при этом светят гораздо ярче. 

Многие думают, что Солнце — это самая большая звезда, но такое мнение ошибочно. Существуют сверхгиганты, размеры которых превышают его диаметр минимум в 500, а некоторые и в 1000 раз. Различают синие (с температурой до 50000 градусов по Цельсию) и красные (3000–4000 градусов) сверхгиганты. 

Белые карлики

Это небесное тело представляет собой ядро звезды, у которой отсутствует вероятность перейти в состояние нейтронной. В большой перспективе Солнце превратится в белого карлика. Такие небесные тела отличаются повышенной плотностью, примерно в 66 тыс. раз выше показателей огненного светила. 

Коричневые карлики

Такие космические тела представляют собой что-то среднее между звездой и планетой. Масса у них достаточно мала для происхождения термоядерных реакций и преобразования водорода в гелий, поэтому они не светятся. Благодаря гравитационной силе коричневый карлик может вращать вокруг себя целые планеты, но обогреть он их не сможет.

Интересно! Коричневые карлики — это потухшие (завершившие свой жизненный цикл) красные космические тела.

Переменные звезды

Особенность переменных звезд заключается в изменении яркости по причине различных физических процессов, колебаний и вспышек сверхновых космических тел. Люди могут перепутать обычное мерцание с изменением яркости. При этом увидеть это явление можно только с помощью специального оборудования и глубокого изучения. Переменной называется звезда, которая поменяла интенсивность блеска хотя бы один раз. 

Звезды типа Т Тельца  

Эти небесные тела относятся к переменным и очень молодым звездам, которые не могут вступить на главную последовательность по причине малого веса. Их показатели не достигают даже одной массы Солнца. 

Несмотря на то, что по температуре поверхности они не отличаются от других космических объектов такого же веса, их диаметр больше, поэтому и мерцают они ярче. Термоядерные процессы начнутся только через 100 миллионов лет после рождения звезды типа Т Тельца. 

Звезды типа Вольфа-Райе  

Небесные светила под названием Вольфа-Райе (WR) отличаются наибольшими показателями массы и диаметра, мерцания и температуры. При этом живут они гораздо меньше других небесных тел, но обладают необычайной красотой. Кроме того, Вольфа-Райе являются самыми редкими в мире звезд, их насчитывается не более 500.

Сверхновые

Это конечный этап жизненного цикла небесного объекта, при котором гигантское космическое тело взрывается и образуется сверхновая. Парадоксально, что такой процесс подразумевает разрушение, но одновременно с этим рождается множество тяжелых элементов, попадающих в том числе и на Землю. Данное явление — самое масштабное на просторах Вселенной, а случается оно примерно каждые 50 лет.

Нейтронные

Такое космическое тело является остатком звезды после взрыва сверхновой. Считается, что образование нейтронного светила — это конец жизненного цикла. Но при условии, что его параметры больше Солнца втрое, оно не умирает, а превращается в Черную дыру. Эволюционировать в нейтронное небесное тело может только звезда, чей вес больше солнечной массы хотя бы в 8 раз. 

Двойные звезды

По результатам многочисленных исследований космоса было выявлено, что двойные звезды составляют около 50% от общего числа светил. Несмотря на это, многие астрономы не упускают возможности понаблюдать за ними в телескоп. 

Это объект, состоящий из двух космических тел, расстояние между которыми может быть самым разным. Кроме того, они могут отличаться по диаметру и массе, иметь различные свойства. Наиболее известная подобная система — Альфа Центавра, она состоит из трех объектов. При земном наблюдении выглядит целостной, при этом с помощью телескопа можно разглядеть 2 тела, а иногда даже 3. 

Основной жизненный период звезды  

Полный цикл жизни звезды составляет около 10 миллиардов лет, затем ядро начинает истощаться, происходят различные закономерности и процессы, после чего небесный объект умирает. При этом до смерти космическое тело успеет пройти несколько основных важнейших этапов эволюции. Кратко о процессах в мире звезд далее.

Протозвезды

Как и все живое, звезды начинают свой долгий жизненный путь с рождения. Формируется колыбель, представляющая собой гигантское молекулярное облако, где начинает происходить сжатие тяжелых частиц, называемое гравитационным коллапсом. 

Изначально масса прозрачная, но по мере роста давления и развития ядра, на которое попадает специальное вещество, она становится более видимой. Протозвезда — это результат зарождения нового космического тела, которое становится звездой главной последовательности. 

Молодые звезды

Протозвезда продолжает развиваться, усиливается гравитационная сила, растут температурные показатели как внутри космического тела, так и на его поверхности. Начинают происходить термоядерные реакции, водород превращается в гелий, масса будущего яркого светила растет, оно превращается в самую настоящую молодую звезду. 

При этом преобразование одного вещества в другое может длиться миллионы лет и занимает около 90% всего жизненного цикла. Скорость этого процесса определяется массой космического тела, и если она недостаточная, реакция останавливается.

Что будет со светилом после того, как запас водорода полностью иссякнет, зависит от массы и состава. 

Интересно! Есть космические тела, масса которых составляет примерно половину солнечной, которые не умирали с Большого взрыва. Именно они и являются красными звездами.

Расцвет жизненного пути звезды  

В процессе своего развития космические объекты могут приобретать самые разные оттенки (от слегка голубоватых до насыщенных красных). А также иметь масштабы как меньше Солнца, так и больше его массы в 300, 500 или даже 1000 раз. 

Когда водород заканчивается, термоядерные процессы завершаются, а космическое тело должно перейти на завершающий этап эволюции. Но нередко после этого начинают происходить реакции уже с участием гелия, что приводит к значительному увеличению звезды и образованию красного гиганта впоследствии.

Конец существования звезд и их гибель  

Завершение жизненного цикла небесного тела зависит от его масштабов:

1. Самые маленькие. О том, как умирают маленькие космические объекты, на сегодняшний день наверняка неизвестно. Есть только предположения, основанные на виртуальном моделировании. Дело в том, что из-за недостаточной массы процесс преобразования водорода в гелий происходит очень медленно. Поэтому живут такие космические тела гораздо дольше остальных. Ученые предполагают, что после завершения термоядерного процесса такая звезда станет белым карликом и будет жить еще очень долго, пока не превратится в черного карлика. 
2. Средние. Объекты, имеющие средние значения массы и диаметра, живут дольше гигантов и сверхгигантов, но умирают довольно стремительно. Большая часть космических тел никогда не взорвется и не превратится в нейтронные. Они станут белыми карликами.
3. Гиганты. Звезды, обладающие большими размерами, живут гораздо меньше остальных и быстрее умирают. Они взрываются сверхновыми, после чего образуется нейтронное космическое тело или черная дыра. Вокруг остается огромное облако, из которого затем формируются колыбели для новых светил.

Современному человеку очень повезло, поскольку он живет в период молодых звезд. Даже ученым неизвестно, когда погибнет большая часть космических тел. 

Как долго живут звезды

Сколько живут звезды, зависит от того, к какому типу они относятся, какие имеют размеры и температурный режим. Существуют синие и красные космические светила.

Красные звезды

Красные карлики являются самыми маленькими, поскольку их масса составляет всего 8–50% масштабов Солнца. Они расходуют водород очень медленно, поэтому их полный жизненный цикл составляет до нескольких триллионов лет. 

В случае с красными гигантами дело обстоит иначе. Они обладают огромными размерами — от половины до 8 солнечных масс. Эти небесные тела очень быстро расходуют водород, поэтому живут всего около 5 миллиардов лет.

Голубые звезды

Голубых карликов во вселенной не существует, но зато есть гиганты. Температурные показатели в их ядре и на поверхности гораздо выше, чем у красных. Поэтому их эволюция происходит очень быстро в масштабах Вселенной. Живут голубые звезды около 5–10 миллионов лет, а затем взрываются сверхновыми, даря жизнь новым светилам. 

Как определяется средний возраст звезды и его влияние на Вселенную  

Ученые не могут с точностью определить возраст звезды. При этом существует несколько приблизительных методов. Например, определить средний возраст небесного тела можно с помощью измерения его металличности. Чем выше значение, тем моложе космическое тело. 

Объекты типа Солнца, которые обладают примерно одинаковыми показателями массы и химическим составом, с возрастом становятся горячее. Это значит, что то светило, которое имеет более высокую температуру, будет старше. 

Еще один метод — измерение возраста целого звездного скопления, поскольку в пределах одного облака все тела формируются практически в один период. Таким образом удается вычислить средние показатели. 

Также вычислить средний возраст звезды можно по скорости ее вращения. Чем старше небесное светило, тем медленнее оно движется. 

Интересные факты из жизненных циклов звезд 

1. Все звезды, которые человек может увидеть без специального оборудования, имеют массу и температуру больше, чем Солнце.
2. Во всей Вселенной нет ни одного черного карлика.
3. Большинство небесных тел являются парными, самые популярные из них — Альфа Центавра и Сириус. 
4. Карлики живут гораздо дольше гигантов.
5. Красные космические тела холоднее голубых.
6. Человек видит всего около 2 тыс. звезд. Остальные космические тела располагаются слишком далеко, а также не имеют достаточно яркости.
7. Все звезды состоят из водорода, несмотря на то, что существует множество разных видов.

Мир звезд и их эволюция представляет собой множество важнейших закономерностей. Проживая десятки миллионов (или даже миллиардов и триллионов) лет, небесное тело, подобно земным существам, умирает. Сказать точно, сколько живет какая-либо звезда, не смогут даже ученые. Рождаются новые космические объекты, которые будут радовать обычных людей и любителей астрономии своим ярким сиянием и завораживающей красотой.