Образование химических элементов в космических телах 1

Мы видели, что в пределах нашей Галактики наблюдается чрезвычайно большое разнообразие звезд, которые различаются между собой по цвету, размерам, плотности и светимости. Однако с каждым годом становится все яснее, что для каждой составляющей Галактики характерны звезды более или менее одного типа, причем для них существует определенная зависимость между различными параметрами звезд и прежде всего между цветом звезды или их спектральным классом и светимостью. Эта зависимость видна из диаграммы «цвет — светимость» (рис. 15), названной диаграммой Герцшпрунга — Рассела. Из этой диаграммы видно, что звезды располагаются на ней не хаотично, а по вполне определенным направлениям, которые в астрономии называются последовательностями.

Рис. 15. Диаграмма «цвет — светимость».

Каждая последовательность есть совокупность однородных по своим характеристикам звезд, имеющих близкоестроение. Диаграмма для звезд плоской составляющей нашей Галактики имеет пять последовательностей — сверхгиганты, гиганты, субгиганты, звезды главной последовательности и белые карлики.

Основное количество звезд принадлежит к главной последовательности, она проходит от верхнего левого угла диаграммы (см. рис. 15) к нижнему правому углу. Самые яркие и большие звезды этой последовательно-:ти (белые и голубые) лежат в левом верхнем углу. К ним относится Сириус, положение которого на диаграмме обозначено квадратом. Эти звезды самые яркие во всей плоской составляющей Галактики, которая поэтому ярче всего видна на фотопластинках, чувствительных к обычному свету.

В главной последовательности расположено и Солнце, на рис. 15 оно изображено крестиком. В правом нижнем углу главной последовательности располагаются красные карлики с очень низкой светимостью. Выше главной последовательности в правом углу диаграммы расположены последовательности красных гигантов и сверхгигантов, у которых высокая светимость сочетается с красным цветом и низкой температурой. Между главной последовательностью и красными гигантами расположены субгиганты.

В левом углу диаграммы ниже главной последовательности располагаются белые звезды, они имеют высокую температуру, но низкую светимость: это белые карлики. Между ними и главной последовательностью расположены субкарлики, которые относятся к сферической составляющей и представляют сохранившуюся там в процессе эволюции часть главной последовательности. Число белых карликов и субкарликов на диаграмме очень мало; это связано исключительно с трудностями их обнаружения. На самом деле их должно быть больше, чем красных гигантов и ярких белых звезд, но меньше, чем красных карликов. По подсчетам В. А. Амбарцумяна число звезд главной последовательности превышает 100 млрд., число белых карликов равно около 100 млн., число же красных гигантов равно лишь около 100 000.

В 1947 г. советский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов установил, что от звезд класса О и до белых карликов диаграмма заполнена различными объектами с высокой светимостью — звездами с яркими линиями в спектре, называемыми звездами Вольф-Райе, планетарными туманностями и новыми звездами. Он предложил назвать эту группу космических тел бело-голубой последовательностью.

Изучать спектры и светимости звезд сферической составляющей Галактики очень трудно. Только в самые последние годы обнаружили, что 'звезды этой составляющей образуют многочисленные шаровые скопления (рис. 16). Каждое из них содержит около 100 000 звезд и характеризуется заметным увеличением плотности звезд по направлению к центру.

Рис. 16. Шаровое звездное скопление.

Шаровое скопление является как бы миниатюрной копией своей сферической составляющей. Они обнаружены и в других галактиках. Например, туманность Андромеды содержит 140 шаровых скоплений.

В сферической составляющей почти отсутствуют звезды главной последовательности. От нее остались только красные карлики и субкарлики. Ярких белых и голубых звезд в сферической составляющей совсем нет, зато очень резко в ней выражена последовательность красных гигантов и появилась новая последовательность желтых гигантов. Следовательно, в сферической составляющей большинство звезд — красные или близкие к нему по цвету. Поэтому звезды этой составляющей так резко видны на фотопластинках, чувствительных к красному свету.

Звезды двух составляющих Галактики различаются между собой не только по цвету и внутреннему строению, но и по возрасту. Звезды сферической составляющей более старые, чем звезды плоской составляющей.