V-kosmose.com

Звезды — объяснение для детей

Астрономия для детей > Звезды

Вся информация про звезды для детей: описание с фото и видео, интересные факты, как рождаются и умирают звезды, типы, белый карлик, сверхновая, черная дыра.

Падающая звезда детям и взрослым кажется невероятно красивым и волшебным событием, когда можно загадать желание. Однако реальные звезды выглядят еще более интересными объектами Вселенной, ведь перед нами гигантские шары бурлящего газа с высокими температурами. Более того, их смерть - всего лишь новый этап жизни в виде еще более загадочных объектов, вроде черных дыр или нейтронных звезд. Ниже вы узнаете описание, характеристику и самые интересные факты о звездах с фото, картинками, рисунками, видео и схемами вращения вокруг центра галактики.

Родители или учителя в школе могут начать объяснение для детей с того, что это не просто наиболее распространенные объекты во Вселенной, но и главные галактические строительные блоки. При помощи возраста, состава и распределения можно понять, историческую динамику и эволюцию конкретной галактики. Также дети должны знать, что звезды отвечают за создание и распределение тяжелых элементов (углерод, кислород и азот), поэтому их характеристики напоминают планетарные.

Звездообразование - объяснение для детей

Важно объяснить детям, что звезды рождаются из пыльных и газовых облаков, после чего рассеиваются по галактикам. Например, можно вспомнить туманность Ориона. Итак, глубоко в этих облаках таится сильная турбулентность, которая создает массивные узлы, заставляющие пыль и газ разрушаться из-за своей же силы тяжести. Когда все облако начинает рушиться, материал в самом центре разогревается и превращается в протозвезду. Это горячее ядро в центре вскоре и станет звездой.

Чтобы объяснение для детей стало понятным, компьютерные модели демонстрируют интересную вещь. Во время процесса разрушения облака могут разделиться на две или три капли. Именно поэтому большая часть звезд группируется в пары или скопления.

Но не весь собранный горячим ядром материал становится частью звезды. Он может сформировать планеты, астероиды, кометы или же так и остаться пылью. В некоторых случаях облако может и не разрушаться устойчивыми темпами. В 2004 году астроному-любителю Джеймсу Макнейлу удалось заметить небольшую туманность, которая внезапно возникла возле туманности М78 в созвездии Ориона. Когда об этом узнали остальные астрономы, то поняли, что ее яркость менялась. Осмотр рентгеновской обсерваторией Чандра дал понять, что магнитное поле взаимодействует с окружающим газом, что и приводит к эпизодическому увеличению яркости.

Почему зажигаются звезды?

Мультфильм о рождении звезд, шаровых скоплениях и будущем Млечного Пути:

Звезды главной последовательности - объяснение для детей

Для самых маленьких важно осознать, что звезде с солнечным размером понадобится примерно 50 миллионов лет, что пройти весь период от коллапса и до взрослого возраста. Наше Солнце перейдет в момент зрелости примерно через 10 миллиардов лет.

Звезды также питаются, правда в качестве пищи используют ядерный синтез водорода с образованием гелия внутри себя. Из центральной области постоянно поступает энергетический поток, формирующий давление. Дети должны понять, что оно необходимо для того, чтобы звезда не разрушилась от тяжести собственного веса и энергии.

Звезды главной последовательности охватывают большое разнообразие яркости и цветов. Их даже можно классифицировать по этим характеристикам. Наименьшие называют красными карликами. Они достигают лишь 10% солнечной массы и выпускают 0.01% энергии при температуре в 3000-4000 К. Несмотря на такую миниатюрность, они превосходят остальные виды по количеству и существуют десятки миллиардов лет.

Типы звезд - объяснение для детей

Звезды красные карлики. Объяснение для детейКрасные карлики

В состав красных карликов входят Проксима Центавра, Глизе 581 и Звезда Бернарда. Важно объяснить детям, что это наименьшие звезды главной последовательности. В них не так много тепла, чтобы подкреплять реакции ядерного синтеза, которые используют водород. Но дети должны запомнить, что этот тип встречается чаще всего, потому что обладает длительным сроком существования, который даже превышает возраст самой Вселенной (13.8 млрд. лет). Причина в медленности слияния и эффективной циркуляции водорода из-за конвективного переноса тепла.

Звезды желтые карликиЖелтые карлики

К желтым карликам относятся Солнце, Кеплер-22 и Альфа Центавра А. Сейчас эти звезды пребывают в расцвете сил, потому что продолжают активно сжигать водород в своем ядре. Этот процесс переводит их к следующему этапу, в котором пребывает большая часть звезд. Наименование «желтый карлик» не совсем отвечает действительности, так как большинство из них, на самом деле, белые. Но, если смотреть сквозь фильтр земной атмосферы, то кажутся желтыми.

Звезды голубые гиганты. Объяснение для детейГолубые гиганты

Это крупные звезды, в которых заметен синий окрас. Хотя определения могут быть разными. Дело в том, что лишь 0.7% звезд оказываются в этой категории. Не все голубые сверхгиганты – звезды главной последовательности. Наибольшие (О-тип) очень быстро сгорают, из-за чего внешние слои начинают расширяться и увеличивать яркость. Наличие высокой температуры обеспечивает им длительный голубой окрас. Но по мере охлаждения могут стать красными гигантами, сверхгигантами или гипергигантами.

Синие сверхгиганты с 30 солнечными массами могут создавать огромнейшие пробоины во внешних слоях, демонстрируя раскаленное ядро. Их называют звездами Вольфа-Райе. Скорее всего, им суждено взорваться в сверхновой, прежде чем потерять температуру и перейти на более позднюю стадию развития (красный сверхгигант). Звездный остаток после сверхновой превратится в нейтронную звезду или черную дыру.

Звезды гиганты. Объяснение для детейГиганты

Сюда входят Арктур и Альдебаран. Они расположены в конце эволюционной шкалы. Раньше были звездами главной последовательности (как Солнце). Если звезда меньше чем 0.3-10 солнечной массы, то ей не стать красным гигантом. Дело в том, что конвективный перенос тепла не позволит набрать достаточную плотность, чтобы высвобождать тепло, которое нужно для расширения. Крупные звезды становятся красными сверхгигантами или гипергигантами.

Красные гиганты накапливают гелий, что приводит к сжатию ядра и повышению внутреннего нагрева. Водород сливается во внешних слоях, а звезда увеличивается в размерах и светит еще ярче. Так как площадь поверхности увеличилась, то температура становится ниже. В конце концов, внешние слои разрушаются, образовывая планетарную туманность, и остается белый карлик.

Звезды супер гиганты. Объяснение для детейСупергиганты

В этой категории дети и родители увидят Антарес и Бетельгейзе. NML Лебедя в 1650 раз больше Солнца и является крупнейшей звездой во Вселенной. Расположена на удаленности в 5300 световых лет от нас.

Эти звезды раздуваются из-за сокращения в ядрах, но чаще всего они перерастают в голубых гигантов и сверхгигантов с 10-40 солнечными массами. Если масса больше, то они быстро разрушают внешние слои и становятся звездами Вольфа-Райе или же сверхновыми. Красные гиганты в итоге уничтожают себя в сверхновой, оставляя нейтронную звезду или черную дыру.

Наиболее крупные – супергиганты. Они в 100 раз превосходят Солнце, а их температура нагревается до 30000К. Энергетическое излучение также превосходит солнечное в сотни тысяч раз, но живут всего лишь пару миллионов лет. Хотя они и были распространены во времена ранней Вселенной, но сейчас это редкое явление. В нашей галактике их всего несколько.

Звезды и их судьба - объяснение для детей

Для самых маленьких, наверное, уже стало ясно, что чем больше звезда, тем меньше она проживет. Смерть наступает в момент, когда сжигает весь запас внутреннего водорода. Без необходимой энергии она запускает процесс разрушения и светит ярче. Это сияет водород, который все еще доступен в оболочке вокруг ядра. Разгорячившееся ядро выталкивает наружные слои, заставляя объект раздуваться и терять температуру. После чего мы видим красного гиганта.

Наглядная демонстрация процесса формирования звездной системы

Наглядная демонстрация процесса формирования звездной системы

Если звезда была массивной, то ядро нагревается до таких критических температур, что начинает воспроизводить тяжелые элементы (даже железо). Но это не спасает, а лишь оттягивает неизбежное. Вскоре она сгорает, продолжая пульсировать, сбрасывать внешние слои и окутывать себя газовой и пыльной дымкой. Последующие процессы уже зависят от размера ядра.

Как умирают звезды?

Мультфильм об эволюции звезд, Главной последовательности и судьбах красных гигантов:

Средние звезды – белые карлики

Для таких звезд (наше Солнце) процесс избавления от внешних слоев продолжается до того момента, как не откроется ядро. Это уже мертвый, но все еще опасный и активный горячий шар, который называют белым карликом. Их размеры обычно достигают земного, хотя весят все равно как звезда. Но почему они не рухнули? Все дело в квантовой механике.

От разрушения звезду удерживают быстро движущиеся электроны, создающие давление. Чем массивнее ядро, тем плотнее будет белый карлик (меньший диаметр – большая масса). Дети должны знать, что через несколько миллиардов лет наше Солнце также перейдет в стадию белого карлика. Он просуществует, пока не остынет. Эта судьба подготовлена тем звездам, которые примерно в 1.4 раза превышают солнечную массу. Если же она будет больше, то давление не удержит ядро от коллапса.

Белый карлик может стать сверхновой - объяснение для детей

Если белый карлик расположен в двоичной или же в многократной звездной системе, то переживет более насыщенные процессы. Новыми когда-то просто называли новые звезды. Но если быть конкретными, то это старые звезды, превратившиеся в белые карлики. Если он расположен близко к «звездному товарищу», то может начать воровать водород из внешних слоев несчастного. Как только соберется достаточное количество водорода, происходит взрыв ядерного синтеза, и белый карлик убирает оставшийся материал и светится ярче. Это длится несколько дней, после чего начинается повторный цикл тех же операций. Если карлик большой, то может набрать столько массы, что разрушится и полностью восстановится в виде сверхновой.

Сверхновые обходят нейтронные звезды или черные дыры

Если звезда достигла массы больше восьми солнечных, то обречена погибнуть и стать сверхновой. Важно объяснить детям, что это не просто рождение новой звезды. В предыдущей полностью взрывается ядро, что порождает образование железа. Когда оно появляется, то это означает, что звезда отдала всю энергию (более тяжелые элементы будут ее поглощать). У объекта больше нет возможности поддерживать свою массу, и железное ядро рушится. Проходит всего пара секунд, а ядро резко уменьшается, увеличивая температуру на миллион градусов и больше.

Внешние слои разрушаются вместе с ядром, отскакивают и разлетаются в стороны. Сверхновая – это потрясающее зрелище, так как в этот момент выделяется колоссальное количество энергии. Ее так много, что она способна на недели затмить всю галактику! В среднем такие вспышки происходят раз в 100 лет. Каждый год можно найти 25-50 появившихся сверхновых, но они расположены так далеко, что без телескопа этого не увидишь.

Нейтронные звезды - объяснение для детей

Если ядро в центре сверхновой представляет 1.4-3 солнечных массы, то разрушение длится до тех пор, пока электроны и протоны не создадут нейтроны. Отсюда и начинается формирование нейтронной звезды. Это чрезвычайно плотные объекты с маленьким объемом, что порождает сильную гравитацию. Если она появилась в многократной звездной системе, то может собирать газ с соседних спутников.

Графическое представление нейтронной звезды

Графическое представление нейтронной звезды

Кроме того, в них есть мощное магнитное поле, которые способно увеличивать скорость атомных частиц вокруг магнитных полюсов, из-за чего формируются сильные пучки излучения. Звезда вращается, и эти лучи словно прожектор разносятся в разные стороны. Если они регулярно попадают на Землю, то мы заметим импульсы, появляющиеся каждый раз, когда магнитный полюс проносится мимо линии визирования. В таком случае, нейтронную звезду называют пульсаром.

Черные дыры - объяснение для детей

Если разрушающееся звездное ядро втрое больше звездной массы, то полностью уничтожается, создавая черную дыру. Родители или в школе должны объяснить для самых маленьких детей, что это невероятно плотный объект с настолько мощной гравитацией, что она не выпускает даже свет. Земные приборы не могут ее увидеть, но мы изучаем размеры и расположение благодаря ее влиянию на соседние тела.

После новых и сверхновых остаются пыль и обломки, которые сливаются с пространственной пылью и газом, формируя строительные блоки для нового звездного поколения.

Надеемся, что информация про звезды, их типы, разновидности, классификацию и эволюцию показалась полезной и интересной. Чтобы дети лучше запомнили интересные факты, показывайте им фото, картинки, рисунки, видео и документальные мультики на сайте. Для наиболее любопытных у нас есть 3D-модели не только Солнечной системы, но и самых известных звезд с галактиками, скоплениями и созвездиями. Вы можете путешествовать по космосу онлайн, изучая карты звездного неба и поверхности удивительных объектов, вроде Альфа Центавра, Эридана, Полярной звезды, Арктура или Сириуса.


Объекты космоса
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
(3 оценок, среднее: 5,00 из 5)