Какими бывают звёзды?
Сколько раз вам приходилось говорить детям, что звезда – это огромный раскалённый газовый шар? А всегда ли это так? Взяв в качестве «точки отсчёта» наше Солнце (почти 6 тысяч градусов, 1 миллион 400 тысяч километров в диаметре), начнём «расследование».
Могут ли звёзды быть холоднее, чем Солнце? Могут ли они быть не такими раскалёнными? Оказывается, могут. Температура поверхности звёзд спектрального класса M9 (например, звезда LHS 2924 из созвездия Волопаса) составляет около 2300 градусов. Да, это «очень горячо» с точки зрения человека, но вот с точки зрения космоса, вообще говоря, такие звёзды можно назвать вполне себе «холодными». При такой температуре даже не плавятся некоторые металлы – например, молибден или вольфрам. А, например, вещество под сложным названием «карбонитрид гафния» обладает температурой плавления, равной примерно 4200 градусов!
Писатели-фантасты даже придумывают сделанные из таких вот сплавов и металлов космические корабли (даже с космонавтами!), способные летать возле поверхности «холодных» звёзд. Только представьте себе – звёздная атмосфера, океан бушующего пламени, а посреди неторопливо плывёт себе исследовательский звездолёт... Круто, правда? А ещё существует особый класс звёзд – «чёрные карлики». Таких звёзд мы пока не обнаружили ни одной, но теоретически они существовать вполне могут. Это мёртвые звёзды – давным-давно в них закончилось термоядерное горючее и они успели полностью остыть, как кострище от вчерашнего костра. На поверхности таких звёзд должен царить лютый холод – порядка минус 200 градусов и даже ниже...
Существуют ли звёзды размера меньшего, чем солнечный? Сколько угодно. Кстати говоря, в нашей Галактике и вообще во вселенной большинство звёзд (порядка 70%) – это небольшие и относительно холодные звёзды, «красные карлики». Звёзды, принадлежащие к классу «белых карликов», ещё меньше – такая звезда может быть размером даже меньше Земли, с нашу Луну! А нейтронные звёзды (пульсары) могут быть вообще крохотными – порядка 20 километров! «Всего-то» с крупный город на Земле...
А могут звёзды быть, скажем, не шарообразными? Могут. Иногда звёзды очень быстро вращаются, и вытягиваются в «дыньку» – скажем, как наша соседка, звезда Вега из созвездия Лиры. А в составе двойных систем звёзды могут принимать даже грушевидную форму!
В общем, в нашей наблюдаемой Вселенной существует невообразимое количество самых разных звёзд, и какими только они не бывают... И всё-таки – какими они НЕ бывают? Какими они НЕ могут быть? Так вот, звёзды в нашей Вселенной НЕ могут быть... зелёными! Ни-ког-да.
Цвет звезды определяется её температурой. Звёзды могут быть голубыми (спектральный класс О), белыми (класс А), жёлтыми (класс G, как у нашего Солнца), оранжевыми (класс К) и красными (класс М). По идее, во Вселенной должны существовать даже чёрные звёзды – те самые «чёрные карлики», о которых мы уже упоминали. А вот зелёных звёзд ни в одной галактике астрономы не обнаружили, и вряд ли когда-нибудь обнаружат. Но почему?
Давайте вспомним, из чего состоит свет нашего с вами Солнца – ближайшей к нам звезды. Для того, чтобы «разложить» солнечный свет на части, потребуется всего-навсего стеклянная призма. Направим на неё белый солнечный луч – и получим, как говорят физики, спектр, то есть яркую радугу: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый цвета.
А можем ли мы разложить с помощью призмы на составные части свет какой-нибудь другой звезды? Несомненно – кто мешает нам такое провернуть? Астрофизики занимаются этим каждый день, а прибор, который позволяет наблюдать спектры звёзд, называется спектроскопом или спектрографом. Спектры разных звёзд отличаются друг от друга, почти как отпечатки пальцев у разных людей. Спектр Солнца невозможно спутать со спектром Сириуса, а спектр Сириуса – со спектром Гранатовой Звезды. Но всё равно в каждом спектре будут всё те же семь цветов: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый.
«Почему же тогда у звёзд разный цвет?» – спросите вы. «Почему Солнце жёлтое, Сириус – голубой, а Гранатовая Звезда – красная?». Потому в спектрах звёзд цвета распределены неравномерно. Образно говоря, их «разное количество». Если в спектре звезды синих лучей будет больше чем всех остальных, то и звезду мы будем видеть ярко-голубой, как Сириус или Вегу. Если в спектре звезды будет больше красных и оранжевых лучей, то и звезда будет красной, как Антарес, Бетельгейзе или Гранатовая. Ну, почти как партии в парламенте – «кого больше, тот и победил».
«Но в радуге есть лучи зелёного цвета!» – скажете вы. «Тогда если в спектре звезды будет больше всего зелёных лучей, она будет зелёной!». Именно так, совершенно правильно. Но...
Но дело в том, что на вопрос «лучей какого цвета в спектре звезды будет больше всего?» в нашей Вселенной всегда есть точный ответ. Эту задачу больше 100 лет назад решил выдающийся немецкий физик-теоретик Макс Планк. Формулу Планка мы здесь писать не будем – она довольно сложная, её 99% взрослых людей не поймут, чего уж там говорить о школьниках. Однако знайте: формула Планка строго, точно и однозначно связывает, с одной стороны, температуру звезды, а с другой – насколько яркими будут лучи того или иного цвета в спектре этой звезды. Это как раз наука строгая, как дважды два четыре и даже строже.
Если выбрать по формуле Планка такую температуру, при которой звезда будет излучать больше всего зелёных лучей, то выяснится, что в этом случае звезда будет излучать почти столько же красных и синих. А смешивая вместе синие, красные и зелёные лучи, мы получим белый цвет! Подставляя в формулу Планка разные значения температуры, можно понять, что звезда может быть чёрной, красной, оранжевой, жёлтой, белой или голубой... Но вот зелёной не может быть НИКОГДА. И «циркониевая зелёная звезда S-класса, размером немного более нашего Солнца», так красиво описанная в романе Ивана Ефремова «Туманность Андромеды», к сожалению, чистая фантазия автора:
На экране возникло другое светило — яркая зелёная звезда класса S. Она вырастала, светя всё ярче, пока звездолёт чужого мира приближался к ней. На экране появилась поверхность новой планеты. Перед зрителями внезапно выросла страна высоких гор, окутанных во все мыслимые оттенки зелёного света. Чёрно-зелёные тени глубоких ущелий и крутых склонов, голубовато-зелёные и лиловато-зелёные освещённые скалы и долины, аквамариновые снега на вершинах и плоскогорьях, жёлто-зелёные, выжженные горячим светилом участки. Малахитовые речки бежали вниз, к невидимым озёрам и морям, скрывавшимся за хребтами...
На самом деле звёзды типа S, так называемые «циркониевые звёзды», в нашей Вселенной действительно существуют – например, S Большой Медведицы или R Андромеды. Однако, как выяснили астрофизики, цвет таких звёзд либо оранжевый, либо красный. И принадлежат все эти звёзды к классу гигантов – они в десятки раз больше нашего Солнца... Иван Ефремов – прекрасный писатель, и в своих книгах всегда опирается на достижения науки. Но в данном случае наука 60-х годов прошлого века немного ошиблась... А жаль, не правда ли?
