Красные гиганты являются одними из самых больших звезд во Вселенной, но они не рождались такими. Красные гиганты — это, по большей части, обычные звезды главной последовательности, которые исчерпали свой запас водорода, что инициировало процесс, заставляющий их внешние слои сильно расширяться, а температуру поверхности падать до 5000 K (около 4727 градусов Цельсия), а порой и ниже.
Несмотря на говорящее название, цвет красных гигантов варьируется от желто-оранжевого до различных оттенков красного, и термин «красный гигант» обычно включает звезды спектральных классов K (звезды с температурами поверхности 3800—5000 K) и M (звезды с температурами поверхности 2500—3800 K), а также звезды S-класса (в спектре наблюдаются линии оксида циркония в дополнение к линиям оксида титана, которые характерны для звезд класса К и М) и большинство углеродных звезд.
В общих чертах, красные звезды-гиганты представляют собой позднюю стадию эволюции звезд с относительно малой массой, тогда как красные звезды-сверхгиганты представляют собой позднюю стадию эволюции звезд с большой массой.
Итак, ниже приведены еще 10 интересных фактов о красных гигантах.
VY Большого Пса (VY CMa) — крупнейший из известных красных гигантов
Красные гиганты отличаются друг от друга по размеру и массе, поэтому на HR-диаграмме (ниже) они занимают разные места. Обратите внимание, какое место занимают красные сверхгиганты (supergiant), также иногда называемые «гипергигантами». Одной из таких звезд является VY Большого Пса (VY CMa) в созвездии Большого Пса, которая изначально была нормальной звездой O-типа главной последовательности.
VY CMa находится на расстоянии около 3900 световых лет от Землю, поэтому звезду можно наблюдать только с помощью профессионального телескопа.
Несколько сравнительных параметров VY CMa:
- VY CMa в 1420 раз крупнее Солнца;
- Масса VY CMa составляет 17 ± 8 солнечных масс;
- Светимость VY CMa в 250 000 — 500 000 раз больше, чем у Солнца.
Все это указывает на то, что VY CMa — один из самых крупных и ярких известных красных гигантов.
Большинство красных гигантов все еще эволюционируют
Большинство красных гигантов все еще превращают водород в гелий, хотя это происходит уже не в их ядрах, а в оболочке, окружающей эти самые инертные ядра. Различные процессы, в основном зависящие от массы звезды, могут заставлять некоторых красных гигантов «переключаться» между гигантскими и сверхгигантскими фазами, как показано на графике выше (синий цвет).
Красные гиганты не имеют четких границ
Вопреки многим изображениям, красные гиганты не имеют четких границ или «краев», потому что их внешние слои чрезвычайно тонкие. Вместо этого основа красного гиганта непрерывно истончается по мере удаления более плотных слоев, а внешние оболочки постепенно рассеиваются, превращаясь в своего рода звездную корону (очень тонкую плазменную оболочку).
Не все звезды главной последовательности могут стать красными сверхгигантами
Звезды главной последовательности с массой от 10 до 70 масс Солнца обычно становятся красными сверхгигантами. Звезды с массой от 0,8 до 10 масс Солнца становятся красными гигантами, пребывая в этой фазе около миллиарда лет, после чего они сбрасывают внешние оболочки и образуют планетарные туманности. На месте красного гиганта остается лишь ядро, белый карлик, остывание которого может занять миллиарда (по некоторым оценкам триллионы) лет.
У красных гигантов есть планеты-гиганты
На орбитах красных гигантов встречаются планеты-гиганты, массы которых не коррелируют с массами их родительских звезд. Одно из возможных объяснений состоит в том, что когда красные гиганты расширяются, их планеты аккрецируют некоторое количество звездного материала, когда этот материал оказывается в пределах досягаемости гравитационных полей планет. Другими словами, планеты притягивают звездный материал, «наращивая» собственную массу.
Красные гиганты могут поддерживать жизнь
Звезда с массой в одну солнечную массу во время превращения в красного гиганта может разрушить свою планетарную систему. Однако, согласно новыми исследованиям, звезда, подобная Солнцу (масса в одну солнечную), в процессе становления красным гигантом может поддерживать обитаемую зону на расстоянии от двух до девяти астрономических единиц (а.е.). Более того, когда такая звезда полностью превратится в красного гиганта, то зона обитаемости может быть увеличена до 22 а.е.
Земля может пережить Солнце в роли красного гиганта
Хотя известно, что Солнце превратится в красного гиганта, существует некоторая неопределенность относительно того, достанут ли его внешние слои Землю. Как известно, из-за слабого влияния гравитации на внешние слои красные гиганты теряют массу с огромной скоростью.
Если текущие модели верны, то стремительная потеря солнечной массы, приведет к увеличению орбитального периода Земли. Некоторые исследователи полагают, что в процессе эволюции Солнца Земля удалится достаточно далеко, чтобы избежать худших последствий стадии красного гиганта.
Большинство красных гигантов являются переменными звездами
В отличие от солнцеподобных звезд, имеющих огромное количество мелких конвекционных ячеек в своих фотосферах, красные гиганты, а также красные сверхгиганты имеют лишь несколько очень больших конвекционных ячеек. Размеры конвекционных ячеек влияют на перенос тепла (и света); крупные конвекционные ячейки вызывают бóльшие изменения яркости красных гигантских звезд по сравнению с изменениями яркости, скажем, Солнца.
Красные сверхгиганты вращаются очень медленно
Все наблюдаемые до сих пор красные сверхгиганты вращаются либо медленно, либо очень-очень медленно, а в некоторых случаях и вовсе трудно определить, вращается ли звезда вообще. Это происходит из-за эффекта потери массы, процесса, который эффективно тормозит звезду. В некоторых случаях, таких как со звездой Бетельгейзе, которая вращается со скоростью всего около 5 км/с, вращение может происходить из-за двойных взаимодействий с другими звездами.
Однако ядра красных гигантов продолжают вращаться, и делают это со скоростью, намного превышающей скорость вращения внешних областей звезды.
Многие красные гиганты невидимы в оптическом диапазоне
Один особый тип красных гигантов, называемых асимптотическими красными гигантами, настолько активен и нестабилен, что из-за огромной скорости, с которой они испускают непомерное количество собственного вещества, вокруг них довольно быстро формируется плотный «кокон» (не путать с планетарной туманностью) из пыли и конденсированного звездного материала. Поэтому эти звезды становятся невидимыми для длин волн света, которые может воспринимать человеческий глаз (оптический диапазон).
Хотя ключевые механизмы, которые вызывают огромную скорость потери массы в этих звездах, еще полностью не изучены, считается, что основными движущими силами являются радиационное давление и сильные пульсации в недрах этих звезд.
Марат Муртазович Шакиров 1.Тут недавно обсуждали «нервное» (неровное) поведение яркости гиганта Бетельгейзе, «звезда» как-будто задумала затухнуть, или, того хуже, — взорваться Сверхновой! Диаметр Бетельгейзе сравнивают с размером СС-солнечной системы. Особенностью «фотосферы» этого гиганта является непериодическая подвижность атмосферы, похожая на «конвективный вынос плазмы», низкая (2500 град.С), сильная разреженность пыле-плазменной атмосферы.
2. В своё время я опубликовал в ПМ (Популярной Механике)статью «Загадки взрывных туманностей», где показал морфологическую идентичность ПТ — планетарных туманностей, рождаемых при взрывах Новых и Сверхновых звёзд.
3.Новые, как правило, сопровождаются периодическими биполярными (из двух полюсов) выбросами ЭМВК — электромагнитных вихревых колец. Совокупность, последовательность подобных ЭМВК и «рисуют» в Космосе удивительно красивые «Крылья Бабочки»(таких фото в Астронете множество). Если фото сделано «сбоку», то крыло выглядит гладким, без особенностей. Однако, когда «Крыло Бабочки» обращено почти к нам, видно чётко, что «Крылья Бабочки» состоят из множества расположенных друг за другом ЭМВК. 3. Это говорит о том, что в период активности НЗ (новая звезда) периодически выдаёт биполярные ЭМВК. Образуется своеобразный ЭМ-ный волновод (похожий на «Хобот Торнадо»), по которому (внутри) из полюсов звезды может «транспортироваться «тёплая» плазма», «захваченная» очередным ЭМВК на расстояния, сравнимые с СС (солнечной системой).
4. Вывод по Бетельгейзе: Видим не самоё звезду,- Это торец «Крыла Бабочки», которую «родила» звезда Бетельгейзе. Потому фиксируются красный цвет (низкая -2500-температура), сильная разреженность плазмо-пылевой «атмосферы», явно присутствующие признаки динамического, конвективного выноса плазмы после очередного взрывного выброса биполярных ЭМВК.
5. ПС. А второе, заднее «Крыло Бабочки» почти не видно, только угадывается из-за искажения (одутловатости) «фотосферы Бетельгейзе». Это, господа-товарищи, полярный вид на «Крыло Бабочки», рождённой Новой звездой! Зачем, к чему всё это? 6. Представьте, угасает ПТ — «Крыло Бабочки» Бетельгейзе из-за прекращения взрывных выбросов ЭМВК. Что тогда? Всё просто: Вместо горячей плазмо-пылевой смеси останется холодное пыле-газовое облако — ОХА — объект Хербига-Аро, которое надёжно перекроет свет родительской звезды. Чем вам не сценарий «Смерти галактики», или , хотя бы .
ПС. Из сказанного выше легко прийти к выводу: . Ещё: Поверните (фото ПТ-«Муравей») мысленно к себе (на 90 град.) фото конца крыла «Бабочки с утолщением и получите аналог Звезды — Гиганта. Знаю, многим моя мысль не понравится — По большей части за Звезду-Гиганта наблюдатель принимает «художественное произведение» взрывающейся (в качестве Новой, или Мезо-Новой-подобия ПТ-«Туманность Ожерелье»…