Урок 6: эволюция звёзд

Взаимопревращение сверхгигантов

Голубые сверхгиганты – это массивные звёзды, находящиеся в определённой фазе процесса «умирания». В этой фазе интенсивность протекающих в ядре звезды термоядерных реакций снижается, что приводит к сжатию звезды. В результате значительного уменьшения площади поверхности увеличивается плотность излучаемой энергии, а это, в свою очередь, влечёт за собой нагрев поверхности. Такого рода сжатие массивной звёзды приводит к превращению красного сверхгиганта в голубой. Возможен также обратный процесс – превращения голубого сверхгиганта в красный.

В то время как звездный ветер от красного сверхгиганта плотен и медленен, ветер от голубого сверхгиганта быстр, но разрежён. Если в результате сжатия красный сверхгигант становится голубым, то более быстрый ветер сталкивается с испущенным ранее медленным ветром и заставляет выброшенный материал уплотняться в тонкую оболочку. Почти все наблюдаемые голубые сверхгиганты имеют подобную оболочку, подтверждающую, что все они ранее были красными сверхгигантами.

По мере развития, звезда может несколько раз превращаться из красного сверхгиганта (медленный, плотный ветер) в голубой сверхгигант (быстрый, разрежённый ветер) и наоборот, что создаёт концентрические слабые оболочки вокруг звезды. В промежуточной фазе звезда может быть жёлтой или белой, как, например, Полярная звезда. Как правило, массивная звезда заканчивает своё существование взрывом сверхновой, но очень небольшое количество звёзд, масса которых колеблется в пределах от восьми до двенадцати солнечных масс, не взрываются, а продолжают эволюционировать и в итоге превращаются в кислородно-неоновые белые карлики. Пока точно не выяснено, как и почему образуются эти белые карлики из звёзд, которые теоретически должны закончить эволюцию взрывом малой сверхновой. Как голубые, так и красные сверхгиганты могут эволюционировать в сверхновую.

Так как значительную часть времени массивные звёзды пребывают в состоянии красных сверхгигантов, мы наблюдаем больше красных сверхгигантов, чем голубых, и большинство сверхновых происходит из красных сверхгигантов. Астрофизики ранее даже предполагали, что все сверхновые происходят из красных сверхгигантов, однако сверхновая SN 1987A образовалась из голубого сверхгиганта и, таким образом, это предположение оказалось неверным. Это событие также привело к пересмотру некоторых положений теории эволюции звёзд.

Как часто случаются взрывы сверхновых звезд?

В летописях человечества есть описания случаев, когда вдруг на небе начинала сверкать новая звезда, удивляя наблюдателей, терявших из виду эту «новорожденную» звезду спустя 2−3 недели. Сохранились сведения о семи таких случаях.

Крабовидная туманность, результат взрыва Сверхновой в 1054 г.Фото: ru.wikipedia.org

В 1604 году «новую» звезду в созвездии Змееносца наблюдали многие европейские астрономы, в том числе и Иоганн Кеплер. В 1680 году вспыхнула звезда в созвездии Кассиопея. После этого в нашей галактике (Млечный Путь) взрывов сверхновых ученые не наблюдали.

Астрономы прошлого, ведя наблюдение за звездами, назвали такие взрывы «новыми» и «сверхновыми», поскольку полагали, что они наблюдали рождение звезды. Осознание, что это явление показывает нам не рождение, а гибель звезды, пришло сильно после, когда ученые смогли лучше разобраться с физикой этого события.

Сегодня астрономы наблюдают каждый год около 60 взрывов сверхновых в других галактиках. Из наиболее близких к нам звезд, которые скоро должны стать сверхновыми — Бетельгейзе из созвездия Ориона, эта звезда «вот-вот» станет сверхновой. Она находится от Земли на расстоянии 642.5 световых года, потому ее взрыв не должен причинить нам вреда. Но зрелище будет крайне интересным. Ведь Крабовидная туманность, порожденная взрывом сверхновой в 1054 году, находилась на расстоянии в 10 раз большем, значит, эффект от взрыва звезды Бетельгейзе должен быть на порядок более ярким.

Положение Бетельгейзе в созвездии ОрионаФото: ru.wikipedia.org

Новые и сверхновые звезды

Иногда на небе ученые наблюдают резкую сильную вспышку, которая не имеет никакого отношения к мерцанию переменных светил. Так образуются новые и сверхновые звезды. Новые получили свое название, потому что раньше считалось, что на месте появления такого объекта первоначально была пустота. В ХХ веке, когда проводилось регулярное фотографирование небосвода, установили, что на месте вспышки «новых» светил все-таки была небольшая слабозаметная звездочка, но в определенный момент она почему-то резко увеличила свое свечение.

Новые звезды вспыхивают раз в несколько лет. И даже, несмотря на то, что количество излучаемого света увеличивается в десятки тысяч раз, заметить их невооруженных взглядом невозможно, настолько далеко они расположены.

Вспышка сверхновой звезды – куда более масштабное явление. Энергия, которая образуется при взрыве, сопоставима с солнечной, которую оно излучает за несколько миллиардов лет. Сверхновые звезды вспыхивают еще реже. Данное явление происходит как в нашей Галактике, так и за ее пределами. В 1054 г в китайских и японских хрониках в Галактике был отмечен взрыв сверхновой звезды, который видели даже в дневное время. В 1987 году с помощью современной аппаратуры удалось наблюдать вспышку сверхновой от начала до конца. Произошла она в галактике Большое Магелланово Облако.

Почему же вспыхивают новые и сверхновые звезды? Ответ на этот вопрос удалось найти лишь в середине ХХ века. Во время очередной вспышки, специалисты заметили, что произошел взрыв одной звезды из двойной системы. В этой паре одна звезда похожа на Солнце, относится в главной последовательности. Вторая – очень плотный белый карлик, его диаметр в 100 раз меньше Солнца. Звезды находятся очень близко друг к другу. В результате приливных сил вещество из желтого светила «переливалось» на карлика. Там оно попало в условия высоких температур и давления, что запустило термоядерные реакции. На Солнце такие реакции происходят в недрах и являются относительно спокойными. В системе звезд это спровоцировало взрыв, в результате которого оболочка белого карлика начала сильно расширяться, а светимость двойной системы многократно увеличилась. Однако плотность оболочки была настолько низкой, что она никак не повредила желтой звезде. Сейчас светило продолжает «снабжать» карлика веществом и вполне вероятно, что через несколько сотен лет произойдет еще одна вспышка новой звезды на небе.

Со сверхновыми дела обстоят немного иначе. В созвездии Тельца учеными было обнаружено светящееся газовое облако – Крабовидная туманность. Сейчас оно расширяется и специалистам удается определить скорость этого расширения. Если в течение определенного времени скорость не менялась, то примерно 1000 лет назад, вещество из туманности находилось в одной точке – в том месте, где произошла вспышка сверхновой звезды. Так ученые определили, что Крабовидная туманность – это остатки после вспышки. Позже были обнаружены еще аналогичные туманности. Самое интересное, что в центре Крабовидной туманности находится звезда пульсар. Ее вещество гораздо плотнее, чем у белых карликов. Ели очень массивные светила в конце своей жизни теряют устойчивость, то это становится причиной взрыва сверхновой звезды.

Наблюдать за звездами увлекательно и познавательно. Даже не используя никакой современной аппаратуры, можно для себя сделать много удивительных открытий. На небосводе регулярно появляются новые объекты. Только в нашей Галактике Млечный Путь ежегодно рождается около пяти новых звезд.

Рождение и классификация голубых звезд гигантов

Появление всех звёзд происходит по одинаковому принципу. Огромное молекулярное облако под действием гравитации сжимается в шар до момента появления ядерного синтеза, спровоцированного внутренней температурой. Во время существования гигантское светило находится в состоянии внутренней борьбы, внешняя поверхность воздействует силой тяжести, а ядро — мощностью раскаленного вещества, которое стремится расшириться. В результате плавного выгорания водорода и гелия в центре простые звезды с огромной массой становятся сверхгигантскими.

Известна Йеркская классификация, отражающая спектр светимости. По ней звезды сверхгиганты относят к I классу, где данные объекты разделены на такие группы:

Ia – гипергиганты;
Ib – сверхгиганты.

По типу спектра в Гарвардской классификации такие светила входят в интервал от O до M. Голубой гигант относится к классам O, B, A, красные тела – K, M, промежуточные и мало изученные желтые – F, G.

Исторические сверхновые в нашей Галактике (наблюдавшиеся)

Сверхновая	Дата вспышки	Созвездие	Макс. блеск	Рассто-яние (св. лет)	Тип вспы-шки	Дли-тель-ность види-мости	Остаток	Примечания
SN 185	185, 7 декабря	Центавр	−8	3000	Ia ?	8—20 мес.	G315.4-2.3 (RCW 86)	китайские летописи: наблюдалась рядом с Альфой Центавра.
SN 369	369	неизвестно	неиз-вестно	неиз-вестно	неиз-вестно	5 мес.	неизвестно	китайские летописи: положение известно очень плохо. Если она находилась вблизи галактического экватора, весьма вероятно, что это была сверхновая, если же нет, она, скорее всего, была медленной новой.
SN 386	386	Стрелец	+1,5	16 000	II ?	2—4 мес.	G11.2-0.3	китайские летописи
SN 393	393	Скорпион	34 000	неиз-вестно	8 мес.	несколько кандидатур	китайские летописи
SN 1006	1006, 1 мая	Волк	−7,5	7200	Ia	18 мес.	SNR 1006	швейцарские монахи, арабские учёные и китайские астрономы.
SN 1054	, 4 июля	Телец	−6	6300	II	21 мес.	Крабовидная туманность	на Ближнем и Дальнем Востоке (в европейских текстах не значится, не считая туманных намёков в ирландских монастырских хрониках).
SN 1181	1181, август	Кассиопея	−1	8500	неиз-вестно	6 мес.	Возможно, 3C58 (G130.7+3.1)	труды профессора Парижского университета Александра Некэма, китайские и японские тексты.
SN 1572	, 6 ноября	Кассиопея	−4	7500	Ia	16 мес.	Остаток сверхновой Тихо	Это событие зафиксировано во многих европейских источниках, в том числе и в записях молодого Тихо Браге. Правда, он заметил вспыхнувшую звезду лишь 11 ноября, но зато следил за ней целых полтора года и написал книгу «De Nova Stella» («О новой звезде») — первый астрономический труд на эту тему.
SN 1604	, 9 октября	Змееносец	−2,5	20000	Ia	18 мес.	Остаток сверхновой Кеплера	С 17 октября её стал изучать Иоганн Кеплер, который изложил свои наблюдения в отдельной книге.
SN 1680	, 16 августа	Кассиопея	+6	10000	IIb	неиз-вестно (не более недели)	Остаток Сверхновой Кассиопея А	возможно замечена Флемстидом и занесена в каталог как 3 Кассиопеи.

Влияние на Землю

Сверхновая звезда, взорвавшись поблизости, естественно, не может не повлиять на нашу планету. Например, Бетельгейзе, взорвавшись, увеличит яркость примерно в 10 тысяч раз. Несколько месяцев звезда будет иметь вид сияющей точки, по яркости подобной полной Луне. Но если какой-либо полюс Бетельгейзе будет обращён на Землю, то она получит от звезды поток гамма-лучей. Усилятся полярные сияния, уменьшится озоновый слой. Это может оказать очень негативное влияние на жизнь нашей планеты. Всё это только теоретические расчёты, каким же фактически будет эффект взрыва этого супергиганта, точно сказать нельзя.

Смерть звезды, так же, как и жизнь, иногда бывает очень красивой. И пример тому – сверхновые звёзды. Их вспышки мощны и ярки, они затмевают все светила, что расположены рядом.

Взрыв Бетельгейзе

Красный гигант проходит последнюю стадию сжигания углерода. Зная о том, какие процессы происходят внутри светила, ученые могут рассказать будущее Бетельгейзе. Например, при быстром взрыве, внутри ее образуются железо, никель, золото. При медленном взрыве образуются газы такие, как углерод, кислород, барий.

Ученые считают, что красный сверхгигант готов стать сверхновой. Еще несколько тысяч лет, а может и раньше, это звезда взорвется, обрушив сброшенную энергию на близлежащие космические объекты. Так как из нее выделится столько энергии, сколько из Солнце выделяет за всю его жизнь.

Взрыв Бетельгейзе

Солнечная система, внутри которой находится Земля, расположена далеко от Красного гиганта. Поэтому предполагается, что взрыв проблем не создаст. Однако ее свечение будет заметно и на Земле. Этот взрыв смогут наблюдать люди невооруженным глазом.

Вспышка еще длительное время будет оставаться на небе в виде дополнительной луны ночью. Через несколько веков из взорвавшегося красного гиганта образуется черная дура или нейтринная звезда. А вокруг ее появится новая туманность.

По другой гипотезе астрономы предполагают, что взрыв все-таки принесет вред Земле и ее обитателям.

В первую очередь такое количество энергии, выделившееся из Бетельгейзе, может нарушить работу спутников, мобильной связи и интернета на планете. Полярное сияние станет еще ярче.

Мало того, взрыв может привести к неблагоприятному воздействию на природу, что приведет к вымиранию некоторых видов животных и небольшому похолоданию. Но это все предположения.

По другим данным, Бетельгейзе сбросит свою оболочку и станет белым карликом. Эта гипотеза является более правдоподобной.

Бетльджус уже сейчас теряет в громадных количествах свой состав, постепенно образовывая вокруг себя облака газа и пыли.

В тоже время вызывает опасение выпуклость у звезды. Считается, что это еще один объект, а не поток, уносящий в космос, частички альфы Ориона. Если данная гипотеза подтвердится, то следует ожидать столкновение Бетельгейзе с этим объектом.

Это выпуклость, которую ученые называют пока газовым шлейфом, сброшенной с себя мантии, образует сильный поток межзвездной среды.

Если же взрыв произойдет, то люди впервые будут зрителями невероятного шоу взрыва сверхновой. Потому что такие взрывы звезд в Галактике Млечного Пути приходятся раз на несколько тысяч лет.

Существует еще одна гипотеза, что Бетельгейзе уже взорвалась.

А ее взрыв увидят только через пятьсот лет потомки современных людей. Так как она слишком далеко находится от Солнечной Системы. Ее настоящий свет достигнет Земли только через несколько сотен лет. По закону распространения энергии в космическом вакууме, чем дальше источник, тем позже его свет увидят люди.

[править] Источники

Масса образующегося компактного объекта зависит также от металличности исходной звезды
↑ (2003) «How Massive Single Stars End Their Life». Astrophysical Journal 591: 288. DOI:10.1086/375341. Bibcode: 2003ApJ…591..288H.

Эволюция

Формирование • Звёзды до главной последовательности • Главная последовательность • Горизонтальная ветвь • Асимптотическая ветвь гигантов • Полоса нестабильности • Красное сгущение • Туманности (Планетарная • Протопланетарная) • Яркая голубая переменная • Звезда Вольфа — Райе • Псевдосверхновая • Сверхновая • Гиперновая • Кварковая новая • Столкновение звёзд • Диаграмма Герцшпрунга — Рассела • Звёздное население

Протозвёзды

Молекулярное облако • Глобула • Молодые объекты • Объект Хербига — Аро • Трек Хаяши • Предел Хаяси • Трек Хеньи • Орионовы переменные (Типа T Тельца • Фуоры) • Звёзды Хербига (Ae/Be)

Типы

Субкарлик • Карлики (Красный • Жёлтый • Оранжевый • Голубой • Ультра-холодный) • Субгигант • Гиганты (Красный • Голубой • Яркий) • Сверхгиганты (Красный • Жёлтый • Голубой) • Гипергиганты (Жёлтый) • Голубые отставшие звёзды • Оболочечная • Углеродная (Метиновая) • Бариевая • S-типа • Пекулярная • Технециевая • Ртутно-марганцевая • Переменная

Останки

Обычное вещество	Белый карлик • Чёрный карлик
Нейтронная звезда	Пульсар (Радиопульсар • Рентгеновский • Миллисекундный) • Магнетар (Аномальный рентгеновский пульсар • Источник мягких повторяющихся гамма-всплесков) • Великолепная семёрка • Вращающийся радиотранзиент
Сверхплотные	Чёрная дыра звёздной массы • Плотная звезда
Гипотетические	Экзотическая звезда (Кварковая • Преонная • Q) • Блицар • Железная звезда • Объект Торна — Житков

«Недозвёзды»

Коричневый карлик • Субкоричневый карлик • Планетар

Строение

Ядро • Конвективная зона • Лучистая зона • Фотосфера • Хромосфера • Корона • Ветер (Пузырь) • Металличность • Магнитное поле • Астросейсмология • Солнцеподобные осцилляции • Предел Эддингтона • Механизм Кельвина — Гельмгольца

Нуклеосинтез

Процессы (s- • r- • p- • rp- • Альфа-) • Тройная гелиевая реакция • Протон-протонный цикл • Углерод-азотный цикл • Гелиевая вспышка • Ядерное горение (Углерода (Детонация) • Кислорода • Неона • Кремния)

Свойства

Спектральный класс • Эффективная температура • Кинематика (Собственное движение • Угловая скорость) • Микротурбулентность • Солнечная масса • Планетная система • Вращение звезды • Звёздная система (Двойная звезда • Кратная звезда) • Звёздная динамика • UBV-фотометрия • Обозначения звёзд • Звёздная величина (Абсолютная)

Списки

Имена • Наиболее массивные • Самые маломассивные • Крупнейшие • Самые яркие • Самые мощные • Ближайшие • Коричневые карлики

Примечания

Цветков Д. Ю. Сверхновые Звезды.
Шаблон:Фэ
Шаблон:Cite doi
Шаблон:Cite doi
Шаблон:Cite doi
↑ Лоизинская Т. А. Взрывы звёзд и звёздный ветер в галактиках. — 2-е. — Москва: URSS, 2013. — С. 48-54. — 216 с. — ISBN 978-5-397-03582-8. (см. ISBN )
↑ Лоизинская Т. А. Взрывы звёзд и звёздный ветер в галактиках. — 2-е. — Москва: URSS, 2013. — С. 59-67. — 216 с. — ISBN 978-5-397-03582-8. (см. ISBN )
↑ Шаблон:Cite doi
↑ Ишханов Б. C., Капитонов И. М., Тутынь И. А. Нуклеосинтез во Вселенной. — М., 1998. (см. ISBN )
Шаблон:Cite doi
↑
Засов А. В., Постнов К. А. Общая астрофизика. — Фрязино: Век 2, 2006. — 496 с. — (Сверхновые и остатки сверхновых звёзд). — 3000 экз. — ISBN 5-85099-169-7, УДК 52, ББК 22.6. (см. ISBN )
- http://adsabs.harvard.edu/abs/2012nuco.confE..50F
- http://adsabs.harvard.edu/abs/2010ApJ…719.1067K
- Шаблон:Cite doi
↑ José J.; Iliadis C. Nuclear astrophysics: the unfinished quest for the origin of the elements. — 2011.
«Hubble Finds Mysterious Ring Structure around Supernova 1987a» (in en). HubbleSite. 1994-05-19. Archived from the original on 2015-04-27. http://www.webcitation.org/6Y66T5AYb. Retrieved 2015-04-27.
RCW 86: исторический остаток сверхновой
Остатки сверхновых // Астронет

Как появилось название

Имя красного гиганта Ориона пришло из арабских стран. На арабском название гиганта звучало как «Йад-аль Джауза», то есть в переводе — «рука близнеца». В средние века арабский иероглиф, звучавший как «й», спутали с иероглифом «б».

Поэтому за основу был принят ошибочное значение на арабском «Бетельджуз». Переводилось как «дом близнецов». В арабской астрономии созвездие Ориона именуется «Близнецами».

Внимание! Не путать с настоящим созвездием Близнецов.

Помимо настоящего имени красный гигант носит иные названия:

Башн (на персидском «рука»);
Клария (на коптском «повязка»);
Ад-Дира (с арабского «рука»);
Ардра (хинди язык).

Классификация звезд сверхгигантов

По Йеркской классификации, отражающей подчинение спектра светимости, сверхгиганты относятся к I классу. Их разделили на две группы:

Ia – яркие сверхгиганты или гипергиганты;
Ib – менее яркие сверхгиганты.

По своему спектральному типу в Гарвардской классификации эти звезды занимают промежуток от O до M. Голубые сверхгиганты представлены классам O, B, A, красные – K, M, промежуточные и плохо изученные желтые – F, G.

Красные сверхгиганты

Крупные звезды покидают главную последовательность, когда в их ядре начинается горение углерода и кислорода, – они становятся красными сверхгигантами. Их газовая оболочка вырастает до огромных размеров, распространяясь на миллионы километров. Химические процессы, проходящие с проникновением конвекции из оболочки в ядро, приводят к синтезу тяжелых элементов железного пика, которые после взрыва разлетаются в космосе. Именно красные сверхгиганты обычно заканчивают жизненный путь светила и взрываются сверхновой. Газовая оболочка звезды дает начало новой туманности, а вырожденное ядро превращается в белого карлика. Антарес и Бетельгейзе – крупнейшие объекты из числа умирающих красных светил.

Голубые сверхгиганты

Ригель

В отличие от красных, доживающих долгую жизнь гигантов, – это молодые и раскаленные звезды, превосходящие своей массой солнечную в 10-50 раз, а радиусом – в 20-25 раз. Их температура впечатляет – она составляет 20-50 тыс. градусов. Поверхность голубых сверхгигантов стремительно уменьшается из-за сжатия, при этом излучение внутренней энергии непрерывно растет и повышает температуру светила. Результатом такого процесса становится превращение красных сверхгигантов в голубые. Астрономы заметили, что звезды в своем развитии проходят различные стадии, на промежуточных этапах они становятся желтыми или белыми. Ярчайшая звезда созвездия Ориона – Ригель – отличный пример голубого сверхгиганта. Ее внушительная масса в 20 раз превышает Солнце, светимость выше в 130 тыс. раз.

Денеб

В созвездии Лебедя наблюдается звезда Денеб – еще один представитель этого редкого класса. Ее спектральный класс Ia, это – яркий сверхгигант. На небосводе по своей светимости эта далекая звезда может сравниться только с Ригелем. Интенсивность ее излучения сравнима с 196 тыс. Солнц, радиус объекта превосходит наше светило в 200 раз, а вес – в 19. Денеб быстро теряет свою массу, звездный ветер невероятной силы разносит ее вещество по Вселенной. Звезда уже вступила в период нестабильности. Пока ее блеск изменяется по небольшой амплитуде, но со временем станет пульсирующим. После исчерпания запаса тяжелых элементов, которые поддерживают стабильность ядра, Денеб, как другие голубые сверхгиганты, вспыхнет сверхновой, а его массивное ядро станет черной дырой.

Интересные факты

Красный карлик может существовать миллиарды лет, экономно расходуя внутреннее топливо, а для сверхгиганта этот период сокращается до нескольких миллионов.

Туманность вокруг Полярной звезды

Известная всем Полярная звезда – представительница этого класса. Она относится к желтому спектру, ее радиус больше солнечного в 30 раз, а светимость – в 2200.

Гипергиганты не значительно превосходят сверхгигантов по размеру, но при этом превалируют в массе в десятки раз, а их яркость достигает от 500 тыс. до 5 млн. светимостей Солнца. Эти звезды имеют самую короткую жизнь, иногда она исчисляется сотнями тысяч лет. Таких ярких и мощных объектов в нашей Галактике найдено около 10.

Изначально ученые считали, что голубые гиганты взрываются, переходя в стадию красных. Но неоднократные наблюдения вспышек сверхновых непосредственно из голубых сверхгигантов, доказали ошибочность этой теории. Колоссальная энергия таких процессов стала неожиданностью для ученых. Под пристальное наблюдение попала Эта Киля, являющаяся нестабильной. Этот голубой сверхгигант, способный затмить 120 Солнц, может взорваться сверхновой в недалеком будущем. Воздействие взрывной волны подобной силы на нашу Солнечную систему непредсказуемо, но мы точно не узнаем о них.

Как появляются звезды гиганты и сверхгиганты

Как известно, находясь на главной последовательности светило производит энергию благодаря реакциям, происходящим внутри ядра. То есть оно расходует водород. За счёт чего синтезируется гелий. Но он не участвует в термоядерных процессах.

А вот после того, как водородный запас иссякает, ядро сжимается и в ход идёт гелий. При его сгорании внешние слои, наоборот, расширяются. Следовательно, увеличивается температура и площадь излучаемой поверхности.

В результате светимость повышается. Однако высвобождение энергии становится меньше, и поверхность уменьшается. Как следствие, она охлаждается. Правда, дальнейшую судьбу решает масса звёздного тела.

UY Щита (Красный гипергигант)

Эволюция светил малой массы

Например, если массивность меньше 0,35 массы нашего Солнца, то эволюционировать в гигантское светило не сможет. Скорее всего, его ждёт стадия голубого, а затем белого карлика.

При условии, что звезда имеет среднюю массу, а весь водород сгорит, ядро сожмётся. После этого начнётся горение водорода возле ядра. Что позволит внешним слоям расшириться и остыть. Причем светимость несколько увеличится.

Собственно говоря, объект, прошедший стадию главной последовательности, в котором ещё не горит гелий, относится к классу звезды субгиганты.

Возможно, что у светила масса гелиевого ядра увеличится до предела Чандрассекара. В таком случае, оно резко уплотнится и уменьшится. Либо ядро выродится, либо расширятся внешние слои. При последнем сценарии также возрастёт пространство конвективной зоны, а вещество перемешается. В итоге, тело станет красным гигантом.

Звезда Пистолет (Синий гипергигант)

Светила средней массы

Разумеется, массивность играет важную роль в развитии небесных тел, в том числе и звёзд. К примеру, учёные выявили как продолжают свою жизнь объекты с различными значениями по этой характеристике.

Сценарии развития:

С массой не более 0,4 солнечной, горение гелия не начинается. Тогда по окончании водорода внешняя оболочка сбрасывается. И образуется белый гелиевый карлик.
При массе больше 0,4 нашего Солнца в ядре вспыхивает гелий. В то же время внутреннее давление падает, светимость снижается и светило переходит на, так называемую, горизонтальную ветвь эволюции.
Когда масса несколько меньше 8 солнечных масс, а в ядре гелиевые ресурсы прекращаются, повышается углеродно-кислородное содержание. Далее ядро сжимается и вокруг запускается горение гелия. Причем перемешивание вещества приводит к росту размера и светимости. На этой стадии звёздный объект находится на асимптотической ветви с инертным центром. После чего он, спустя примерно миллион лет становится нестабильным, и формируется в углеродно-кислородный белый карлик.

Таким образом получается, что звезда прошедшая стадию красного гиганта называется белым карликом.

Большая масса

Что важно, при значениях больше 8 солнечных масс вслед за образованием углеродно-кислородного ядра в термоядерных реакциях начинает принимать участие и углерод. Между прочим, гелиевое сгорание запускается не вспышкой, а постепенно

По данным учёных, в светилах с массивностью от 8 до 12 Солнца в дальнейшем возможно горение других, более тяжёлых элементов. Правда, в них железо ещё не горит.

Они проходят этапы эволюции по аналогии с представителями средних значений. Однако их светимость выше, а уцелевший белый карлик имеет другой состав. Если говорить точнее, он богат на кислород, магний и неон. В некоторых случаях может произойти взрыв сверхновой, но это очень редкое явление.

Арктур (Оранжевый гигант)

А вот при массе более 12 солнечных отмечается ещё более высокая светимость. Тогда их уже относят к сверхгигантам. В них синтез протекает с участием всё более тяжёлых элементов, вплоть до железа. Из-за чего образуется железное ядро, которое в последствии коллапсирует, то есть взрывается как сверхновая. В результате формируется нейтронная звезда или чёрная дыра.

Красные сверхгиганты

История наблюдений

Этот раздел не завершён.Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Крабовидная туманность как остаток сверхновой SN 1054

Интерес Гиппарха к неподвижным звёздам, возможно, был вдохновлён наблюдением сверхновой звезды (по Плинию). Наиболее ранняя запись, которая идентифицируется как запись наблюдений сверхновой SN 185 (англ.), была сделана китайскими астрономами в 185 году нашей эры. Самая яркая известная сверхновая SN 1006 была подробно описана китайскими и арабскими астрономами. Хорошо наблюдалась сверхновая SN 1054, породившая Крабовидную туманность. Сверхновые звезды SN 1572 и SN 1604 были видны невооружённым глазом и имели большое значение в развитии астрономии в Европе, так как были использованы в качестве аргумента против аристотелевской идеи, гласившей, что мир за пределами Луны и Солнечной системы неизменен. Иоганн Кеплер начал наблюдение SN 1604 17 октября 1604 года. Это была вторая сверхновая, которая была зарегистрирована на стадии возрастания блеска (после SN 1572, наблюдавшейся Тихо Браге в созвездии Кассиопеи).

С развитием телескопов сверхновые звёзды стало возможно наблюдать и в других галактиках, начиная с наблюдений сверхновой S Андромеды в Туманности Андромеды в 1885 году. В течение двадцатого столетия были разработаны успешные модели для каждого типа сверхновых и понимание их роли в процессе звездообразования возросло. В 1941 году американскими астрономами Рудольфом Минковским и Фрицем Цвикки была разработана современная схема классификации сверхновых звёзд.

В 1960-х астрономы выяснили, что максимальная светимость взрывов сверхновых может быть использована в качестве стандартной свечи, следовательно, показателя астрономических расстояний. Сейчас сверхновые дают важную информацию о космологических расстояниях. Самые далёкие сверхновые оказались слабее, чем ожидалось, что, по современным представлениям, показывает, что расширение Вселенной ускоряется.

Были разработаны способы для реконструкции истории взрывов сверхновых, которые не имеют письменных записей наблюдений. Дата появления сверхновой Кассиопея A определялась по световому эху от туманности, в то время как возраст остатка сверхновой RX J0852.0-4622 (англ.) оценивается по измерению температуры и γ-выбросов от распада титана-44. В 2009 году в антарктических льдах были обнаружены нитраты, соответствующие времени взрыва сверхновой.

Файл:Supernova1987A.jpg

Остаток сверхновой SN 1987A, снимок телескопа «Хаббл», опубликованный 19 мая 1994 года

23 февраля 1987 года в Большом Магеллановом Облаке на расстоянии 168 тыс. световых лет от Земли вспыхнула сверхновая SN 1987A, самая близкая к Земле, наблюдавшаяся со времён изобретения телескопа. Впервые был зарегистрирован поток нейтрино от вспышки. Вспышка интенсивно изучалась с помощью астрономических спутников в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах. Остаток сверхновой исследовался с помощью ALMA, «Хаббла» и «Чандры». Ни нейтронная звезда, ни чёрная дыра, которые, по некоторым моделям, должны находиться на месте вспышки, пока не обнаружены.

22 января 2014 года в галактике M82, расположенной в созвездии Большая Медведица, вспыхнула сверхновая звезда SN 2014J. Галактика M82 находится на расстоянии 12 млн световых лет от нашей галактики и имеет видимую звёздную величину чуть менее 9. Данная сверхновая является самой близкой к Земле, начиная с 1987 года (SN 1987A).