Туманность — это облако газа и пыли, из которого рождаются протопланеты и новые светила. Внутри плотных областей туманностей под действием гравитации формируются звёзды разных типов; часть систем со временем эволюционирует, становясь площадкой для появления экзопланеты, включая категории вроде суперземля. Как формируются планеты вокруг молодых звёзд, подробно описано в материале планеты Солнечной системы.
ЗВЕЗДЫ
СВЕТИЛА КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
Туманности и рождение звёзд
Жизненный цикл звёзд: сверхновая, нейтронная звезда и пульсар
Массивные звёзды завершают своё существование как сверхновая — мощный взрыв, разбрасывающий тяжёлые элементы по межзвёздной среде. Остатком может стать нейтронная звезда; если её магнитное поле и ось вращения необычно ориентированы, мы наблюдаем пульсар — космический «маяк», испускающий радиопульсы.
На ещё более экстремальном уровне встречаются квазар — сверхяркое ядро активной галактики. Как эти ядра влияют на структуру массивных звёздных систем, см. в разделе галактики и квазары.
Спектральные классы звёзд
O, B — Голубые гиганты
Самые горячие и массивные звёзды с температурой 30 000–50 000 K. Короткая продолжительность жизни, заканчивают существование как сверхновые.
G, K — Жёлтые карлики
Солнце относится к классу G. Температура 5000–6000 K, стабильное горение в течение миллиардов лет. Оптимальны для формирования планетных систем.
M — Красные карлики
Самые распространённые звёзды с температурой 2500–4000 K. Медленно сжигают топливо и могут существовать триллионы лет.
Тёмная материя и космическая среда
Наблюдения вращения галактик и крупномасштабной структуры указывают, что заметную долю массы Вселенной составляет тёмная материя — невидимый компонент, проявляющий себя только гравитационно. На больших масштабах среда крайне разрежена.
Между звёздами распространены высокоэнергетичные частицы, а гравитационные волны при слиянии массивных объектов открывают новые способы наблюдения за Вселенной.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела
Наведите на звезду для просмотра информации • Главная последовательность, гиганты и белые карлики
Типы звёздных систем
- Солнце — типичный пример
- ~50% всех звёзд
- Стабильные планетные системы
- Предсказуемые орбиты
- Две звезды вокруг общего центра
- ~40% всех систем
- Сложная динамика планет
- Альфа Центавра — пример
- Три и более звезды
- ~10% всех систем
- Хаотичные орбиты
- Редко имеют планеты
Поиск планет у других звёзд
С 1995 года открыто более 5500 экзопланет у других звёзд. Методы обнаружения включают транзитный метод (затмение звезды планетой) и метод лучевых скоростей (гравитационное влияние планеты на звезду). Ознакомьтесь с примерами экзопланет в блоке планеты: спутники и атмосферы.
Суперземли — класс экзопланет с массой 2–10 масс Земли. Некоторые находятся в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Проксима Центавра b — ближайшая к нам экзопланета на расстоянии 4.2 световых года.
Телескоп James Webb позволяет изучать атмосферы экзопланет, ища биомаркеры — признаки возможной жизни, такие как кислород, метан и водяной пар в необычных пропорциях.
Частые вопросы о звёздах
Как долго живут звёзды?
Продолжительность жизни зависит от массы: массивные звёзды живут миллионы лет, а красные карлики могут существовать триллионы лет. Солнце проживёт около 10 миллиардов лет.
Что такое пульсар?
Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда с мощным магнитным полем, испускающая узконаправленные пучки радиоизлучения. Мы наблюдаем регулярные импульсы, когда луч направлен на Землю.
Могут ли звёзды взорваться?
Да, массивные звёзды завершают жизнь как сверхновые — мощные взрывы, разбрасывающие вещество в космос. Остаток может стать нейтронной звездой или чёрной дырой.