Какви са звездите. Какви са цветовете на звездите? Цвят на най-големите звезди

Карпов Дмитрий

Това изследванияученик от 1 клас MOU средно училище № 25.

Цел на изследването: разберете защо звездите в небето са в различни цветове.
Методи и техники:наблюдения, експеримент, сравнение и анализ на резултатите от наблюденията, екскурзия до планетариума, работа с различни източници на информация.

Получени данни:Звездите са горещи топки от газ. Най-близката до нас звезда е Слънцето. Всички звезди са с различни цветове. Цветът на звездата зависи от температурата на нейната повърхност. Благодарение на експеримента успях да разбера, че нагретият метал първо започва да свети с червена светлина, след това с жълта и накрая бяла с повишаване на температурата. Също и със звездите. Червените са най-студените, а белите (или дори сините!) са най-горещите. Тежките звезди са горещи и бели, леките, немасивни са червени и относително студени. Възрастта на една звезда може да се определи и по нейния цвят. Младите звезди са най-горещите. Светят с бяла и синя светлина. Старите, изстиващи звезди излъчват червена светлина. И звездите на средна възраст светят в жълто. Енергията, излъчвана от звездите, е толкова огромна, че можем да ги видим на онези далечни разстояния, на които са отдалечени от нас: десетки, стотици, хиляди светлинни години!
Изводи:
1. Звездите са цветни. Цветът на звездата зависи от температурата на нейната повърхност.

2. По цвета на звездата можем да определим нейната възраст, маса.

3. Можем да видим звездите благодарение на огромната енергия, излъчвана от тях.

Изтегли:

Преглед:

XIV градска научно-практическа конференция на учениците

"Първи стъпки в науката"

Защо звездите са различни цветове?

Г. Сочи.

Ръководител: Мухина Марина Викторовна, начален учител

MOU средно училище №25

Сочи

2014

ВЪВЕДЕНИЕ

Можете да се възхищавате на звездите завинаги, те са загадъчни и привлекателни. От древни времена хората са дарявали голямо значениетези небесни тела. Астрономите от древността до наши дни заявяват, че разположението на звездите в небето по особен начин засяга почти всички аспекти на човешкия живот. Звездите определят времето, правят хороскопи и прогнози, а изгубените кораби намират пътя си в открито море. Какво всъщност са те, тези блестящи светещи точки?

Мистерията на звездното небе е интересна за всички деца без изключение. Учените и астрономите са направили много изследвания и са разкрили много тайни. За звездите са написани много книги, заснети са много образователни филми и въпреки това много деца не знаят всички тайни на звездното небе.

За мен звездното небе си остава загадка. Колкото повече гледах звездите, толкова повече въпроси имах. Едно от които беше: какъв цвят са тези блещукащи, омагьосващи звезди.

Цел на изследването:обяснете защо звездите в небето са различни цветове.

задачи, които си поставям: 1. търся отговора на въпроса, разговаряйки с възрастни, четейки енциклопедии, книги, ИНТЕРНЕТ материали;

2. извършват наблюдения на звездите с просто око и с помощта на телескоп;

3. докажете чрез опит, че цветът на звездата зависи от нейната температура;

4. разкажете на съучениците си за многообразието на звездния свят.

Обект на изследване- небесни тела (звезди).

Предмет на изследванеса параметрите на звездите.

Изследователски методи:

• Четене на специална литература и гледане на научно-популярни програми;
• Изследване на звездното небе с помощта на телескоп и специален софтуер;
• Експеримент за изследване на зависимостта на цвета на обект от неговата температура.

резултат моята работа е появата на интерес към тази тема сред съучениците ми.

Глава 1

Често гледах звездното небе, състоящо се от много светещи точки. Звездите са особено видими през нощта и при безоблачно време. Винаги са привличали вниманието ми с особеното си, омагьосващо излъчване. Астролозите вярват, че те могат да повлияят на съдбата и бъдещето на човек. Но малцина могат да отговорят на въпроса какви са те.

След като проучих справочната литература, успях да разбера, че звездата е небесно тяло, в което протичат термоядрени реакции, което е масивна светеща газова топка.

Звездите са най-често срещаните обекти във Вселената. Броят на съществуващите звезди е много трудно да си представим. Оказва се, че само в нашата галактика има повече от 200 милиарда звезди, а във Вселената има огромен брой галактики. С невъоръжено око на небето се виждат около 6000 звезди, по 3000 във всяко полукълбо. Звездите са на голямо разстояние от Земята.

Най-известната звезда, която е най-близо до нас, е, разбира се, Слънцето. Ето защо ни се струва, че е много голям в сравнение с останалите светила. През деня тя засенчва със светлината си всички други звезди, така че не можем да ги видим. Ако Слънцето е на разстояние 150 милиона километра от Земята, тогава друга звезда, която е по-близо от останалите, Кентавърът, вече се намира на 42 000 милиарда километра от нас.

Как се появи слънцето? След като проучих литературата, разбрах, че подобно на другите звезди, Слънцето се е появило от натрупването на космически газ и прах. Такъв клъстер се нарича мъглявина. Газ и прах се компресират в плътна маса, която се нагрява до температура от 15 000 000 келвина. Това е температурата в центъра на слънцето.

Така успях да разбера, че звездите са газови топки във Вселената. Но защо тогава те светят в различни цветове?

Глава 2

Първо реших да намеря най-ярките звезди. Предположих, че най-ярката звезда е Слънцето. Поради липса на специални инструменти, определих светимостта на звездите с невъоръжено око, след това с помощта на моя телескоп. В телескоп звездите се виждат като точки с различна степен на яркост без никакви подробности. Слънцето може да се наблюдава само със специални филтри. Но не всички звезди могат да се видят, дори през телескоп, и тогава се обърнах към източници на информация.

Направих следните изводи: най-ярките звезди са: 1. Гигантската звезда R136a12 (регион на звездообразуване 30 Doradus) ; 2. Гигантска звезда VY SMA (в съзвездието Голямо куче)3. Денеб (в съзвездиетоα Лебед); 4. Ригел(в съзвездието β Орион); 5. Бетелгейзе (в съзвездието α Орион). Имената на звездите бяха подпомогнати от баща ми с помощта на приложението Star Rover за iPhone. В същото време първите три от звездите имат синкав блясък, четвъртата е бяло-синя, а петата е червеникаво-оранжева. Учените откриха най-ярката звезда с помощта наКосмическият телескоп Хъбъл на НАСА.

По време на изследването си забелязах, че яркостта на звездите зависи от цвета им. Но защо всички звезди са различни?

Нека разгледаме Слънцето, звезда, видима с просто око. Ние я изобразяваме от ранна детска възраст жълтозащото тази звезда всъщност е жълта. Започнах да изучавам свойствата на тази звезда.Температурата на повърхността му е около 6000 градуса.В енциклопедиите и в ИНТЕРНЕТ научих за други звезди. Оказа се, че всички звезди са с различни цветове. Някои от тях са бели, други са сини, трети са оранжеви. Има бели и червени звезди. Оказва се, че цветът на звездата зависи от температурата на нейната повърхност. Най-горещите звезди ни изглеждат бели и сини. Температурата на повърхността им е от 10 до 100 000 градуса. Звезда със средна температура е жълта или оранжева на цвят. Най-студените звезди са червени. Температурата на повърхността им е около 3000 градуса. И тези звезди са многократно по-горещи от пламъците на огън.

С моите родители направихме следния експеримент: нагрявахме желязна игла на газова горелка. Отначало спицата беше сив цвят. След нагряване светна и стана червен. Температурата й се повиши. След охлаждане иглата отново посивява. Заключих, че с повишаването на температурата цветът на звездата се променя.И звездите не са същите като хората. Хората обикновено се изчервяват, когато им е горещо, и сини, когато им е студено. Но за звездите е точно обратното: колкото по-гореща е звездата, толкова по-синя е тя и колкото по-студена,

Както знаете, нагретият метал първо започва да свети в червено, след това в жълто и накрая в бяло с повишаване на температурата. Също и със звездите. Червените са най-студените, а белите (или дори сините!) са най-горещите.

Глава 3 Масата на звездата и нейният цвят. Звездна епоха.

Когато бях на 6 години, с майка ми отидохме в планетариума в град Омск. Там научих, че всички звезди са с различни размери. Някои са големи, други са малки, други са по-тежки, други са по-леки. С помощта на възрастни се опитах да подредя изследваните звезди от най-леките до най-тежките. И това забелязах! Оказа се, че синьото е по-тежко от бялото, бялото - жълтото, жълтото - оранжевото, оранжевото - червеното.

Възрастта на една звезда може да се определи и по нейния цвят. Младите звезди са най-горещите. Светят с бяла и синя светлина. Старите, изстиващи звезди излъчват червена светлина. И звездите на средна възраст светят в жълто.

Енергията, излъчвана от звездите, е толкова огромна, че можем да ги видим на онези далечни разстояния, на които са отдалечени от нас: десетки, стотици, хиляди светлинни години!

За да можем да видим звезда, нейната светлина трябва да премине през въздушните слоеве на земната атмосфера. Осцилиращите слоеве въздух донякъде пречупват директния поток от светлина и ни се струва, че звездите блещукат. Всъщност пряката непрекъсната светлина идва от звездите.

Слънцето не е най-голямата звезда, то принадлежи към звездите, наречени жълти джуджета. Когато тази звезда светна, тя се състоеше от водород. Но под въздействието на термоядрени реакции това вещество започна да се превръща в хелий. По време на съществуването на това светило (около 5 милиарда години) около половината от водорода е изгорял. Така Слънцето е оставено да "живее", докато вече съществува. Когато водородът почти изгори, тази звезда ще стане по-голяма и ще се превърне в Червен гигант. Това силно ще засегне Земята. На нашата планета ще настане непоносима жега, океаните ще изкипят, животът ще стане невъзможен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Така в резултат на моите изследвания аз и моите съученици получихме нови знания за това какво представляват звездите, както и какво определя температурата и цвета на звездите.

БИБЛИОГРАФСКИ СПИСЪК.

Звезди с различни цветове

Нашето Слънце е бледожълта звезда. Като цяло цветът на звездите е зашеметяващо разнообразна палитра от цветове. Едно от съзвездията се нарича "Кутията за скъпоценности". Сапфирени сини звезди са разпръснати по черното кадифе на нощното небе. Между тях, в средата на съзвездието, има ярка оранжева звезда.

Разлики в цвета на звездите

Разликите в цвета на звездите се обясняват с факта, че звездите имат различна температура. Затова се случва. Светлината е вълново излъчване. Разстоянието между гребените на една вълна се нарича нейната дължина. Светлинните вълни са много къси. Колко? Опитайте да разделите един инч на 250 000 равни части (1 инч е равен на 2,54 сантиметра). Няколко от тези части съставляват дължината на светлинна вълна.

Въпреки такава незначителна дължина на вълната на светлината, най-малката разлика в размерите на светлинните вълни драматично променя цвета на картината, която наблюдаваме. Това се дължи на факта, че светлинните вълни с различна дължина се възприемат от нас като различни цветове. Например, дължината на вълната на червеното е един път и половина по-голяма от дължината на вълната на синьото. Белият цвят е лъч, състоящ се от фотони на светлинни вълни с различна дължина, тоест от лъчи с различни цветове.

От ежедневния опит знаем, че цветът на телата зависи от тяхната температура. Поставете железния покер на огъня. При нагряване първо се зачервява. Тогава тя се изчервява още повече. Ако жокерът можеше да се нагрее още повече, без да се разтопи, тогава щеше да се превърне от червено в оранжево, след това в жълто, после в бяло и накрая в синьо-бяло.

Многоцветни звезди в небето. Заснет с подобрени цветове

Цветовата палитра на звездите е широка. Синьо, жълто и червено - нюанси се виждат дори през атмосферата, която обикновено изкривява очертанията на космическите тела. Но откъде идва цветът на звездата?

Произходът на цвета на звездите

Тайната на многоцветните звезди се превърна във важен инструмент за астрономите - цветът на звездите им помогна да разпознаят повърхностите на звездите. Тя се основава на забележителен природен феномен - съотношението между веществото и цвета на излъчваната от него светлина.

Вероятно вече сте направили свои собствени наблюдения по тази тема. Нажежаема жичка от 30-ватови крушки с ниска мощност свети оранжево - и когато напрежението в мрежата падне, нажежаемата жичка едва свети в червено. По-силните крушки светят в жълто или дори бяло. И заваръчният електрод по време на работа и кварцовата лампа светят в синьо. В никакъв случай обаче не трябва да ги гледате – енергията им е толкова голяма, че лесно може да увреди ретината на окото.

Съответно, колкото по-горещ е обектът, толкова по-близък е неговият цвят на светене до синьо - и колкото по-студен, толкова по-близо до тъмночервено. Звездите не са изключение: за тях важи същият принцип. Влиянието на звездата върху нейния цвят е много малко - температурата може да скрие отделни елементи, като ги йонизира.

Но това е излъчването на звезда, което помага да се разбере нейният състав. Атомите на всяко вещество имат свой собствен уникален капацитет. светлинни вълнинякои цветове преминават през тях безпрепятствено, когато други спират - всъщност учените определят химичните елементи от блокираните диапазони на светлината.

Механизмът на "оцветяване" на звездите

Какъв е физическият фон на това явление? Температурата се характеризира със скоростта на движение на молекулите на веществото на тялото - колкото по-висока е тя, толкова по-бързо се движат. Това се отразява на дължината, която преминава през веществото. Горещата среда скъсява вълните, докато студената среда, напротив, ги удължава. А видимият цвят на светлинния лъч се определя точно от дължината на вълната на светлината: късите вълни са отговорни за сините нюанси, а дългите са отговорни за червените. Бял цвят се получава в резултат на налагането на многоспектърни лъчи.

В ясна нощ, ако се вгледате внимателно, можете да видите безброй многоцветни звезди в небето. Чудили ли сте се някога какво определя нюанса на тяхното трептене и какви са цветовете на небесните тела?

Цветът на звездата се определя от повърхностната й температура.. Разпръскване на светлини, сякаш скъпоценни камъни, има безкрайно различни нюанси, като вълшебна палитра на художник. Колкото по-горещ е обектът, толкова по-висока е енергията на излъчване от повърхността му, което означава, че по-къса е дължината на излъчваните вълни.

Дори малка разлика в дължината на вълната променя цвета, възприеман от човешкото око. Най-дългите вълни имат червен нюанс, с повишаване на температурата той се променя в оранжево, жълто, превръща се в бяло и след това става бяло-синьо.

Газовата обвивка на осветителните тела изпълнява функциите на идеален излъчвател. Цветът на една звезда може да се използва за изчисляване на нейната възраст и повърхностна температура. Разбира се, сянката се определя не „на око“, а с помощта на специален инструмент - спектрограф.

Изследването на спектъра на звездите е в основата на астрофизиката на нашето време. Цветовете на небесните тела най-често са единствената достъпна до нас информация за тях.

сини звезди

Звезди син цвят- повечето голям и горещ.Температурата на външните им слоеве е средно 10 000 Келвина и може да достигне 40 000 за отделните звездни гиганти.

В този диапазон излъчват нови звезди, които току-що започват своя "житейски път". Например, Ригел, едно от двете главни светила на съзвездието Орион, синкаво-бяло.

жълти звезди

Център на нашия планетарна система - слънце- има повърхностна температура над 6000 Келвина. От космоса то и подобни светила изглеждат ослепително бели, въпреки че от Земята изглеждат доста жълти. Златните звезди са на средна възраст.

От другите познати ни светила също е бяла звезда Сириус, въпреки че е доста трудно да се определи цвета му на око. Това е така, защото той заема ниско положение над хоризонта и по пътя към нас излъчването му е силно изкривено поради многократно пречупване. В средните ширини Сириус, често трептящ, е в състояние да демонстрира целия цветови спектър само за половин секунда!

червени звезди

Тъмно червеникав оттенък имат звездите с ниска температура, например червени джуджета, чиято маса е по-малка от 7,5% от теглото на Слънцето. Тяхната температура е под 3500 Келвина и въпреки че светенето им е богато преливане от много цветове и нюанси, ние го виждаме като червено.

Гигантските осветителни тела, чието водородно гориво е свършило, също изглеждат червени или дори кафяви. Като цяло излъчването на стари и изстиващи звезди е в този диапазон на спектъра.

Ясен червен нюанс има втората от главните звезди на съзвездието Орион, Бетелгейзе, а леко вдясно и над него се намира на картата на небето Алдебаран, който е оранжев на цвят.

Най-старата съществуваща червена звезда - HE 1523-0901от съзвездието Везни - гигантско светило от второ поколение, намиращо се в покрайнините на нашата галактика на разстояние 7500 светлинни години от Слънцето. Възможната му възраст е около 13,2 милиарда години, което не е много по-малко от предполагаемата възраст на Вселената.

Разнообразието от безброй звезди в небето принуди астрономите да установят някакъв ред сред тях. За да направят това, учените решиха да разделят звездите на съответните класове на тяхната светимост. Например звезди, които излъчват светлина няколко хиляди пъти повече от Слънцето, се наричат ​​гиганти. За разлика от тях, звездите с минимална яркост са джуджета. Учените са установили, че Слънцето, според тази характеристика, е средна звезда.

светят по различен начин?

За известно време астрономите смятаха, че звездите не светят по един и същи начин поради различното им положение спрямо Земята. Но не е така. Астрономите са открили, че дори тези звезди, които се намират на същото разстояние от Земята, могат да имат напълно различен привиден блясък. Тази яркост зависи не само от разстоянието, но и от температурата на самите звезди. За да сравнят звездите по техния привиден блясък, учените използват специфична мерна единица - абсолютна величина. Тя ви позволява да изчислите реалното излъчване на звездата. Използвайки този метод, учените изчислиха, че има само 20 от най-много ярки звезди.

Защо звездите са различни цветове?

По-горе беше написано, че астрономите различават звездите по техния размер и светимост. Това обаче не е цялата класификация. Наред с размера и видимия блясък, всички звезди се подразделят и според собствения си цвят. Факт е, че светлината, която определя тази или онази звезда, има вълново излъчване. Тези са доста кратки. Въпреки минималната дължина на вълната на светлината, дори и най-малката разлика в размера на светлинните вълни драматично променя цвета на звездата, което пряко зависи от температурата на нейната повърхност. Например, ако го загреете в железен тиган, той също ще придобие съответния цвят.

Цветовият спектър на звездата е своеобразен паспорт, който определя нейните най-характерни черти. Например Слънцето и Капела (звезда, подобна на Слънцето) бяха избрани от астрономите в същото. И двете имат жълто-бледо оцветяване, повърхностната им температура е 6000°C. Освен това техният спектър съдържа същите вещества: линии, натрий и желязо.

Звезди като Бетелгейзе или Антарес обикновено имат характерен червен цвят. Повърхностната им температура е 3000°C, в състава им е изолиран титанов оксид. Звезди като Сириус и Вега имат бял цвят. Температурата на повърхността им е 10000°C. Техните спектри имат водородни линии. Има и звезда с температура на повърхността 30 000 ° C - това е синкаво-бял Орион.