כוכבים, כמו אנשים, יכולים להיות בני יומם, צעירים, זקנים. בכל רגע מתים כוכבים אחרים ואחרים נוצרים. בדרך כלל הצעירים שבהם דומים לשמש. הם נמצאים בשלב היווצרות ולמעשה מייצגים פרוטוסטארים. אסטרונומים קוראים להם כוכבי T-Taurus, על שם אב הטיפוס שלהם. לפי תכונותיהם - למשל עוצמת הבהירות - פרוטוסטארים משתנים, שכן קיומם טרם נכנס לשלב יציב. סביב רבים מהם יש כמות גדולה של חומר. זרמי רוח עוצמתיים נובעים מכוכבים מסוג T.
Protostars: תחילת מחזור החיים
אם חומר נופל על פני השטח של פרוטוסטאר, הוא נשרף במהירות והופך לחום. כתוצאה מכך, הטמפרטורה של protostars עולה כל הזמן. כאשר הוא עולה כל כך עד שמתעוררות תגובות גרעיניות במרכז הכוכב, הפרוטוסטאר מקבל מעמד של רגיל. עם תחילתן של תגובות גרעיניות, לכוכב יש מקור קבוע של אנרגיה התומך בפעילותו החיונית לאורך זמן. כמה זמן יהיה מחזור החיים של כוכב ביקום תלוי בגודלו הראשוני. למרות זאתמאמינים שלכוכבים בקוטר השמש יש מספיק אנרגיה להתקיים בנוחות במשך כ-10 מיליארד שנים. למרות זאת, קורה גם שכוכבים מסיביים עוד יותר חיים רק כמה מיליוני שנים. זה נובע מהעובדה שהם שורפים את הדלק שלהם הרבה יותר מהר.
כוכבים בגודל רגיל
כל אחד מהכוכבים הוא חבורה של גז לוהט. בעומקם, תהליך הפקת אנרגיה גרעינית מתרחש ללא הרף. עם זאת, לא כל הכוכבים הם כמו השמש. אחד ההבדלים העיקריים הוא בצבע. כוכבים הם לא רק צהובים, אלא גם כחלחלים, אדמדמים.
בהירות ובהירות
הם גם שונים בתכונות כמו זוהר ובהירות. כמה בהיר יהיה כוכב שנצפה מפני השטח של כדור הארץ תלוי לא רק בבהירותו, אלא גם במרחק מכוכב הלכת שלנו. בהינתן המרחק לכדור הארץ, הכוכבים יכולים להיות בעלי בהירות שונה לחלוטין. נתון זה נע בין עשרת אלפים מהזוהר של השמש לבהירות הדומה ליותר ממיליון שמשות.
רוב הכוכבים נמצאים בקצה התחתון של הספקטרום הזה, כשהם עמומים. במובנים רבים, השמש היא כוכב ממוצע ואופייני. עם זאת, בהשוואה לאחרים, יש לו בהירות הרבה יותר גדולה. ניתן לצפות במספר רב של כוכבים עמומים אפילו בעין בלתי מזוינת. הסיבה שכוכבים שונים בבהירות היא בגלל המסה שלהם. צבע, ברק ושינוי בהירות לאורך זמן נקבעים לפי הכמותחומרים.
ניסיונות להסביר את מחזור החיים של כוכבים
אנשים ניסו זמן רב להתחקות אחר חיי הכוכבים, אבל הניסיונות הראשונים של מדענים היו ביישנים למדי. ההתקדמות הראשונה הייתה החלת חוק ליין על השערת הלמהולץ-קלווין של התכווצות כבידה. זה הביא הבנה חדשה לאסטרונומיה: תיאורטית, הטמפרטורה של כוכב צריכה לעלות (ערכו הוא ביחס הפוך לרדיוס הכוכב) עד שהעלייה בצפיפות מאטה את תהליכי ההתכווצות. אז צריכת האנרגיה תהיה גבוהה מההכנסה שלה. בשלב זה, הכוכב יתחיל להתקרר במהירות.
השערות על חיי הכוכבים
אחת ההשערות המקוריות לגבי מחזור החיים של כוכב הוצעה על ידי האסטרונום נורמן לוקייר. הוא האמין שכוכבים נובעים מחומר מטאורי. יחד עם זאת, הוראות השערתו התבססו לא רק על המסקנות התיאורטיות הקיימות באסטרונומיה, אלא גם על נתוני הניתוח הספקטרלי של כוכבים. לוקר היה משוכנע שהיסודות הכימיים הלוקחים חלק באבולוציה של גרמי השמיים מורכבים מחלקיקים אלמנטריים - "פרוטו-אלמנטים". בניגוד לנייטרונים, פרוטונים ואלקטרונים מודרניים, אין להם אופי כללי, אלא אינדיבידואלי. לדוגמה, לפי לוקר, מימן מתפרק למה שנקרא "פרוטומימן"; הברזל הופך ל"פרוטו-ברזל". אסטרונומים אחרים ניסו גם לתאר את מחזור החיים של כוכב, למשל, ג'יימס הופווד, יעקב זלדוביץ', פרד הויל.
כוכבי ענק וגמדים
הכוכבים הגדולים הם החמים והבהירים ביותר. הם בדרך כלל לבנים או כחלחלים במראה. למרות שהם עצומים בגודלם, הדלק בתוכם נשרף כל כך מהר שהם מאבדים אותו תוך כמה מיליוני שנים בלבד.
כוכבים קטנים, בניגוד לכוכבים ענקיים, בדרך כלל אינם בהירים. יש להם צבע אדום, חיים מספיק זמן - במשך מיליארדי שנים. אבל בין הכוכבים הבהירים ביותר בשמיים יש גם אדומים וכתומים. דוגמה לכך היא הכוכב Aldebaran - מה שמכונה "עין השור", הממוקם בקבוצת הכוכבים מזל שור; כמו גם הכוכב אנטארס בקבוצת הכוכבים מזל עקרב. למה הכוכבים המגניבים האלה מסוגלים להתחרות בבהירות עם כוכבים לוהטים כמו סיריוס?
זה נובע מהעובדה שברגע שהם התרחבו מאוד, והקוטר שלהם התחיל לעלות על הכוכבים האדומים הענקיים (סופר-ג'אנטים). השטח העצום מאפשר לכוכבים הללו להקרין בסדר גודל יותר אנרגיה מהשמש. וזאת למרות שהטמפרטורה שלהם נמוכה בהרבה. לדוגמה, קוטרו של Betelgeuse, הממוקם בקבוצת הכוכבים אוריון, גדול פי כמה מאות מקוטר השמש. והקוטר של כוכבים אדומים רגילים בדרך כלל אינו אפילו עשירית מגודל השמש. כוכבים כאלה נקראים גמדים. כל גוף שמימי יכול לעבור סוגים אלה של מחזור החיים של כוכבים - אותו כוכב בקטעים שונים של חייו יכול להיות גם ענק אדום וגם גמד.
ככלל, מאורות כמו השמשלקיים את קיומם בשל המימן שבפנים. הוא הופך להליום בתוך הליבה הגרעינית של הכוכב. לשמש יש כמות עצומה של דלק, אבל אפילו היא לא אינסופית - חצי מהעתודה נוצלה במהלך חמש מיליארד השנים האחרונות.
חיים של כוכבים. מחזור חיים של כוכבים
לאחר שאספקת המימן בתוך כוכב מתרוקנת, מגיעים שינויים רציניים. המימן שנותר מתחיל לבעור לא בתוך הליבה שלו, אלא על פני השטח. במקרה זה, משך חייו של הכוכב פוחת יותר ויותר. מחזור הכוכבים, לפחות רובם, בקטע זה עובר לשלב של ענק אדום. גודלו של הכוכב הופך גדול יותר, והטמפרטורה שלו, להיפך, יורדת. כך מופיעים רוב הענקים האדומים, כמו גם ענקי העל. תהליך זה הוא חלק מרצף השינויים הכולל המתרחש עם הכוכבים, אשר מדענים כינו את התפתחות הכוכבים. מחזור החיים של כוכב כולל את כל שלביו: בסופו של דבר כל הכוכבים מזדקנים ומתים, ומשך קיומם נקבע ישירות על פי כמות הדלק. כוכבים גדולים מסיימים את חייהם בפיצוץ אדיר ומרהיב. צנועים יותר, להיפך, מתים, מתכווצים בהדרגה לגודל של גמדים לבנים. ואז הם פשוט מתפוגגים.
כמה זמן חי כוכב ממוצע? מחזור החיים של כוכב יכול להימשך בין פחות מ-1.5 מיליון שנים ל-1 מיליארד שנים או יותר. כל זה, כאמור, תלוי בהרכבו ובגודלו. כוכבים כמו השמש חיים בין 10 ל-16 מיליארד שנים. כוכבים בהירים מאודכמו סיריוס, חיים לזמן קצר יחסית - רק כמה מאות מיליוני שנים. דיאגרמת מחזור החיים של כוכב כוללת את השלבים הבאים. זהו ענן מולקולרי - קריסת הכבידה של הענן - לידתה של סופרנובה - התפתחות פרוטוסטאר - סוף השלב הפרוטוסטלר. לאחר מכן מגיעים השלבים: תחילת השלב של כוכב צעיר - אמצע החיים - בגרות - שלב ענק אדום - ערפילית פלנטרית - שלב של ננס לבן. שני השלבים האחרונים אופייניים לכוכבים קטנים.
טבע הערפיליות הפלנטריות
אז, סקרנו בקצרה את מחזור החיים של כוכב. אבל מהי ערפילית פלנטרית? כוכבים לפעמים משילים את השכבות החיצוניות שלהם כשהם עוברים מענק אדום ענק לגמד לבן, ומשאירים את ליבת הכוכב חשופה. מעטפת הגז מתחילה לזרוח בהשפעת האנרגיה שפולטת הכוכב. שלב זה קיבל את שמו בשל העובדה שבועות הגז המאירות בקליפה זו נראות לעתים קרובות כמו דיסקים סביב כוכבי לכת. אבל למעשה, אין להם שום קשר לכוכבי הלכת. ייתכן שמחזור החיים של כוכבים לילדים לא יכלול את כל הפרטים המדעיים. אפשר רק לתאר את השלבים העיקריים של האבולוציה של גרמי השמיים.
אשכולות כוכבים
אסטרונומים אוהבים לחקור צבירי כוכבים. יש השערה שכל המאורות נולדים בדיוק בקבוצות, ולא אחד אחד. מאחר שלכוכבים השייכים לאותו צביר תכונות דומות, ההבדלים ביניהם נכונים, ולא בשל המרחק לכדור הארץ. איזה סוג של שינוייםלא נפלו לחלקם של הכוכבים האלה, הם לוקחים את ההתחלה שלהם באותו זמן ובתנאים שווים. במיוחד ניתן להשיג ידע רב על ידי לימוד התלות של תכונותיהם במסה. אחרי הכל, גיל הכוכבים בצבירים ומרחקם מכדור הארץ שווים בערך, ולכן הם שונים רק במדד זה. האשכולות יעניינו לא רק אסטרונומים מקצועיים - כל חובב ישמח לצלם תמונה יפה, להתפעל מהנוף היפה במיוחד שלהם בפלנטריום.
