Скільки живуть зірки?

Зоряне скупчення Pismis 24, розташоване в серці туманності в сузір’ї Скорпіона, є домом для кількох дуже масивних зірок, у тому числі Pismis 24-1 (найяскравіша зірка в центрі цього зображення). ESO/IDA/Danish 1.5/ R. Gendler, UG Jørgensen, J. Skottfelt, K. Harpsøe

Всесвіт складається з багатьох різних типів зірок . Вони можуть не відрізнятися один від одного, коли ми дивимося в небо і просто бачимо точки світла. Однак за своєю суттю кожна зірка дещо відрізняється від наступної, і кожна зірка в галактиці проходить через тривалість життя, завдяки якій життя людини виглядає як спалах у темряві. Кожен з них має певний вік, еволюційний шлях, який відрізняється залежно від його маси та інших факторів. Однією з сфер дослідження астрономії домінує пошук розуміння того, як вмирають зірки. Це тому, що смерть зірки відіграє важливу роль у збагаченні галактики після її зникнення.

Життя зірки

Альфа Центавра (ліворуч) і оточуючі її зірки. Це зірка головної послідовності, як і Сонце. Рональд Ройєр / Getty Images

Щоб зрозуміти смерть зірки, необхідно знати дещо про її формування та те, як вона проводить своє життя . Це вірно, особливо тому, що спосіб його формування впливає на кінцеву гру.

Астрономи вважають, що зірка починає своє життя як зірка, коли в її ядрі починається ядерний синтез. На даний момент вона, незалежно від маси, вважається зіркою головної послідовності . Це «життєва доріжка», на якій проходить більша частина життя зірки. Наше Сонце перебувало на головній послідовності приблизно 5 мільярдів років і залишатиметься ще 5 мільярдів років або близько того, перш ніж воно перетвориться на червону гігантську зірку.

Червоні гігантські зірки

Червона гігантська зірка — це один крок у довгому житті зірки. Гюнай Мутлу / Getty Images

Основний сюжет не охоплює все життя зірки. Це лише один відрізок зоряного існування, і в деяких випадках це порівняно коротка частина життя.

Коли зірка вичерпує все своє водневе паливо в ядрі, вона виходить з головної послідовності й стає червоним гігантом. Залежно від маси зірки, вона може коливатися між різними станами, перш ніж зрештою стати білим карликом, нейтронною зіркою або зруйнуватися в чорну діру. Один із наших найближчих сусідів (галактично кажучи), Бетельгейзе зараз перебуває у фазі червоного гіганта і, як очікується, стане надновою в будь-який час від сьогодні до наступного мільйона років. У космічному часі це практично «завтра».

Білі карлики та кінець зірок, подібних Сонцю

Деякі зірки втрачають масу своїх супутників, як це робить ця. Це прискорює процес загибелі зірки. NASA/JPL-Caltech

Коли зірки з малою масою, такі як наше Сонце, досягають кінця свого життя, вони переходять у фазу червоного гіганта. Це дещо нестабільна фаза. Це тому, що протягом більшої частини свого життя зірка відчуває баланс між своєю гравітацією, яка хоче всмоктати все, та теплом і тиском з її ядра, які хочуть виштовхнути все. Коли вони збалансовані, зірка перебуває в так званій «гідростатичній рівновазі».

У старіючій зірці боротьба стає жорсткішою. Зовнішній тиск випромінювання від його ядра зрештою перевершує гравітаційний тиск матеріалу, який хоче впасти всередину. Це дозволяє зірці розширюватися все далі і далі в космос.

Згодом, після розширення та розсіювання зовнішньої атмосфери зірки, все, що залишилося, це залишок ядра зірки. Це тліюча куля з вуглецю та інших різних елементів, яка світиться, охолоджуючись. Хоча білий карлик часто називають зіркою, технічно він не є зіркою, оскільки він не зазнає ядерного синтезу . Скоріше це зірковий залишок , як чорна діра чи нейтронна зірка . Згодом саме цей тип об’єктів стане єдиним залишком нашого Сонця через мільярди років.

Скільки на небі зірок, видимих і невидимих? Що впливає на видимість зірок?

В даній темі ми поговоримо про кількість зірок нашого космосу.

Наша Всесвіт воістину прекрасна і безмежна. На жаль, не всі її краси ми можемо побачити неозброєним оком. Все що нам доступно — це зірки на нічному небі. А розсип сотень яскравих вогників не може не заворожувати. Дивлячись на зоряне небо, напевно, практично кожен з нас хоча б раз у житті замислювався про те, скільки зірок же насправді. Тому в сьогоднішній темі розглянемо дане питання.

Скільки зірок на небі видимих і невидимих?

У всі віки люди вдивлялися в нічне небо, шукали відомі за переказами сузір’я і намагалися уявити – що там, у тих далеких і незвіданих світах. І, звичайно ж, завжди астрологи шукали відповідь на питання, скільки зірок на небі.

• Вперше зірки вирішив порахувати старогрецький астроном Гиппарх, який жив 2500 років тому. І він не тільки їх порахував, але і створив детальний каталог, в який вніс 1025 небесних світил, розподіливши їх за величиною та місцем знаходження на небосхилі.
• І зараз ми знаємо, що зірки існують не тільки на небі, але й далеко за його межами. А також розуміємо, що вони утворюють безліч різних Галактик, а Галактики, в свою чергу, утворюють Всесвіт, яка нескінченна. Ми з працею намагаємося це уявити. Наш розум не в змозі оцінити нескінченність у вигляді конкретних небесних світил. Нехай навіть і далеких вогнів, але цілком матеріальних, мають гігантські розміри і є колосальними генераторами енергії.
• Всі зірки, які ми маємо можливість спостерігати з землі неозброєним оком – це всього лише мікроскопічна частина нашої Галактики, що називається Чумацький Шлях і налічує близько 200-400 млрд. зірок.
• Ми ж саму темну і безмісячну ніч, десь за межами міста, можемо одночасно спостерігати не більше 2-2,5 тис. зірок. А вся небесна сфера, включаючи південне або північне півкуля, дає нам можливість бачити приблизно 5 тис. небесних світил. У бінокль зірок можна побачити значно більше – близько 200 тис., а в потужний телескоп – близько 100 млн.
• Звичайно, одна людина одночасно таку кількість зірок не бачить. Його погляду доступна тільки половина цього числа. Це пояснюється тим, що чим ближче до лінії горизонту, тим нижче прозорість атмосфери. Також видимість зірок нижче, якщо ви, наприклад, живете в великому місті. Часто в мегаполісах можна спостерігати на небі лише лічені десятки зоряних тел. Це пояснюється тим, що з-за надлишкового нічного освітлення і ліхтарів відбувається засвічення, яка впливає на видимість зірок.

Всі зірки класифікуються за величинами, а точніше по своїй видимій яскравості. Найяскравіші зірки першої величини, трохи менш яскраві – другої величини, найслабші по яскравості зірки, які ми можемо спостерігати неозброєним оком – це зірки сьомий величини. А в потужний телескоп доступні для спостереження зірки 29-30 величини.

• З розвитком астрономічних досліджень та створенням нових надпотужних телескопів, вченим вдалося виявити близько 100 млрд галактик тільки в доступній для огляду частині Всесвіту. Найбільша з них включає 100 трильйонів зірок.
• А всі разом за дуже приблизними підрахунками астрономів вони можуть містити 1’000’000’000’000’000’000’000’000 зірок — септилион. Вдумайтеся в цю цифру з двадцятьма чотирма нулями! Але ж вони знаходяться за межами оптичного діапазону телескопів! Тому говорити про кількість зірок у Всесвіті практично неможливо, і навряд чи ця точна цифра буде колись названа.

Що впливає на видимість і кількість зірок?

Але повертаючись до питання – скільки на небі зірок – треба сказати ще і про те, що спостережувана нами картина нічного неба далека від реального зображення. Справа в тому, що космічні відстані вимірюються в світлових роках.

• Наприклад, найближча до нас зірка — Проксима Центавра знаходиться на відстані 4,5 світлових років від Землі. Це означає, що на Землі ми бачимо її такою, якою вона була чотири з половиною роки тому.
• А найближча до нас Галактика – Велике Магеланово Хмара знаходиться на відстані 163 тис. світлових років! Для порівняння – світло від Сонця до Землі доходить всього за 8 хвилин 19 секунд. Якщо ж говорити про всій видимій частині Всесвіту, то вона має неймовірні розміри, обчислюються в мільярдах світлових років!

І не даремно кажуть — дивлячись на небо, ми дивимося в минуле. Тому що бачимо не самі зірки, а тільки світло, який дійшов до нас через тисячі, мільйони і мільярди років. А самих зірок, можливо, вже не існує, або вони мають зовсім іншу конфігурацію. Оскільки у кожної зірки є свій життєвий цикл — вони народжуються, вибухають, згорають і вмирають, а ми ще довго бачимо їх немеркнуче світло.

• Спалахи вибухають зірок, названих надновими, а також стадії, які передували цьому процесу, вчені спостерігають і в інших Галактиках. За космічними мірками вони швидкоплинні, але за земним – досить протяжні.
• З часів винаходу телескопа вибухи наднових зірок у нашій Галактиці не спостерігалися, але одна з найяскравіших зірок, видимих в нашому небі – Бетельгейзе, за припущенням вчених, знаходиться в стадії, що передує вибуху. Однак, перебуваючи на відстані в 560 світлових років від Землі, вона бачиться нам такою, якою вона існувала понад півтисячі років тому.
• Тому цілком можливо, що її давно вже немає, а найближчим часом ми побачимо наслідки вибуху, який освітить половину нашої Галактики і на нашому небі це відіб’ється появою «другого Сонця». Хоча можливий і такий варіант, що найближчим часом вона вибухне, а побачать це лише наші далекі нащадки, через півтисячі років.
• Розташування зірок на небі також не відповідає дійсності, тому що за той час, поки їх світ дійшов до нас, вони, якщо залишилися живі, встигли зміститися щодо Землі і один одного на значну кількість світлових років.

Крім того, видима нами частина небесної сфери – це всього лише проекція зірок відносно точки нашого перебування. Якщо б ми мали можливість спостерігати зірки з іншої планети або з іншої Галактики, ми б побачили зовсім іншу картину. Тому відповідь на питання, скільки зірок у Всесвіті залишається відкритим і до кінця нерозкритим.