Что образуют звезды 4 класс
Доклад про звёзды, 4 класс. Окружающий мир
Про космос для младших школьников на тему «Звёзды»
По размерам звёзды сильно отличаются друг от друга. Некоторые в миллиарды раз больше Солнца, а есть такие, что меньше Земли. Учёные подразделяют их на сверхгигантов, гигантов и карликов.
Рождение звёзд
Звёзды живут по нескольку миллиардов лет. Никто, конечно, не сможет проследить весь путь их развития. Но на небе много светил, все они разного возраста, и, изучая их, можно представить себе в общем жизненный цикл звезды.
Процесс этот очень сложный и не до конца изученный. Так уж получилось, что сегодня наука больше знает о гибели звёзд, чем об их рождении.
Но, по расчётам астрономов, всё происходит примерно так. Сначала в огромном облаке межзвёздного газа образуется сгусток. Эти потоки космического вещества перемешиваются, вращаясь на большой скорости. Они увеличиваются в объёме, как яичные белки, если их взбивать миксером. Когда эта масса становится довольно большой, за неё берутся силы притяжения. И тогда этот комок начинает сжиматься, уплотняться. Внутри резко повышается температура, звезда начинает светиться тусклым красным светом, она ещё холодная. Но когда звезда раскалится до 10 млн градусов, вот тогда она ярко вспыхивает на небе.
Ежегодно в Галактике появляется несколько сот новых звёзд. Но с Земли замечают лишь 2-3. Астрономам известны звёзды, которые постоянно меняют свой цвет и блеск. Это значит, что там идут бурные процессы становления. Таких молодых звёзд немало. Некоторые из них окружены кольцом звёздной пыли. Скорее всего, точно так же вело себя наше Солнце при своём рождении 5 млрд лет назад.
Но бывает так, что зарождающаяся звезда ею так и не становится. Необходимые для появления новой звезды процессы не произошли по каким-то причинам, и эти тусклые тела излучают очень слабый свет. Рассмотреть их астрономы смогли совсем недавно. Назвали такие несостоявшиеся звёзды коричневыми карликами.
Излучение звёзд
Как и любая звезда, наше Солнце излучает не только свет, но и тепло. Также Солнце распространяет ультрафиолетовые лучи. Они воздействуют на нашу кожу, вызывая появление загара.
Благодаря волнам энергии, которые исходят от звёзд, можно узнать многое даже о самых далёких небесных объектах.
Звезды
Вселенная составлена из материи, организованной в самые разнообразные формы: газ, пыль, твердое и холодное вещество (планеты), высокотемпературные газ и плазма (звездные туманности и звезды), а также загадочная темная материя.
Звезда представляет собой массивный газово-плазменный шар, излучающий собственный свет, в отличие от планет, которые светят отраженным светом. Типичная звезда — наше Солнце. Впрочем, звезды посылают нам не только свет (видимое излучение), но тепло (инфракрасное излучение), радиоволны и другие виды электромагнитного излучения.
Звезды можно назвать главными объектами во Вселенной, ведь в них заключено более 9/10 всего наблюдаемого нами вещества. Все звезды очень далеки от нас: расстояние до каждой из них (кроме Солнца) во много раз превышает расстояние от Земли до любой из планет Солнечной системы.
Сколько звезд во Вселенной?
В 2004 ученые из Австралии попытались определить примерное количество звезд. Для расчетов они выбрали случайный квадрат неба и измерили его яркость. Полученный результат разделили на среднюю яркость одной звезды и узнали количество звезд в этом квадрате. Затем этот результат распространили на всю небесную сферу, и у них получилось, что во Вселенной находится 70 000 000 000 000 000 000 000 звезд! Это намного больше, чем общее количество песчинок на нашей планете.
Рождение и жизнь звезды
Звезды, как и живые существа, рождаются, живут и умирают. Продолжительность их жизни настолько велика (до десятков миллиардов лет), что астрономы не могут проследить жизнь хотя бы одной из них от начала до конца. Зато ученых есть возможность наблюдать за звездами, находящимися на разных стадиях развития.
Образуются звезды из газопылевых облаков. Они сжимаются, потому что частицы притягиваются друг к другу. При этом температура и плотность вещества сильно возрастает. На данной стадии это уже не облако, но еще и не звезда. Поэтому его называют протозвездой (от греч. «протос» — «первый»). Постепенно ее температура достигает нескольких миллионов градусов, и тогда начинаются термоядерные реакции. Протозвезда становится звездой и многие миллиарды лет излучает энергию.
Звезда светит до тех пор, пока ее внешние слои не начинают остывать. Постепенно истощаются запасы водорода, что приводит к затуханию термоядерных реакций в недрах звезды. Остывающие внешние слои начинают светиться красным, и звезда превращается в красного гиганта. Красный гигант продолжает терять яркость до тех пор, пока не гаснет. В зависимости от размера красные гиганты могут, например, превратиться в красного карлика, или взорваться, превратившись в белого карлика, который впоследствии либо угаснет, либо превратится в нейтронную звезду, или сжаться в черную дыру.
Какие бывают звезды?
Звезды различаются по температуре, возрасту, массе, размерам, плотности, светимости и химическому составу.
По температуре различают красные, желтые, белые, голубые. Среди них самые холодные красные: температура на поверхности такой звезды составляет не более 3000°С. Желтые звезды — к ним относится и наше Солнце — имеют температуру около 6000°С; белые «разогреты» от 10 000 до 20 000°С; голубоватые же звезды — самые горячие — раскалены более чем до 30 000°С (иногда до 100 000°С). Но это температура поверхности звезд. Внутри этих светил еще жарче — до 20 млн °С.
В зависимости от размеров звезды величают гигантами (самые большие) и карликами (наименьшие). Диаметр так называемых белых карликов может быть в 100 с лишним раз меньше диаметра Солнца, при этом масса таких звезд примерно равна солнечной. По численности такие карлики составляют от 3 до 10% звездного «населения» нашей галактики.
Чем больше звезды, тем реже они встречаются в пространстве. Особенно редки гиганты. Самыми крупными являются красные гиганты. К примеру, диаметр красной звезды Бетельгейзе из созвездия Ориона более чем в 300 раз превосходит диаметр Солнца. А красный Антарес в созвездии Скорпиона по диаметру в 450 раз больше нашего светила и даже превышает орбиту Марса.
Одной из самых больших ныне известных звезд является красный сверхгигант Мю Цефея. Внутри этой звезды могли бы уместиться орбиты планет Солнечной системы вплоть до Юпитера. Мю Цефея, также известная как «гранатовая звезда Гершеля», является красным сверхгигантом и находится в созвездии Цефея.
Около половины звезд являются одиночными (как Солнце), остальные образуют двойные (например, Сириус), тройные и более сложные системы. Чем больше звезд в системе, тем реже она встречается. Известны звездные системы из семи членов, но более сложные пока не обнаружены.
Самые яркие
Межзвездные расстояния
Выражать расстояния между космическими телами в километрах неудобно. Это слишком мелкая единица измерения. Например, между Солнцем и ближайшей к нему звездой Проксима Центавра — 40 700 000 000 000 км.
Внутри Солнечной системы для измерения расстояний часто используют астрономическую единицу (а. е.). Одна астрономическая единица равна длине большой полуоси орбиты Земли. Это около 150 000 000 км. Расстояние до ближайшей звезды тогда можно записать как 270 000 а. е.
Но астрономическая единица тоже неудобна, поскольку расстояния между звездами обычно гораздо больше, чем между Солнцем и звездой Проксима Центавра. Для таких масштабов используют другие единицы: световой год и парсек. Световой год — это не время, а расстояние, проходимое светом за один земной год. В этом случае 270 000 а. е. записываются как 4,3 светового года.
Путь короче не стал, но звезда кажется как-то поближе. Большинство звезд, хорошо заметных невооруженным глазом, удалено на десятки и сотни световых лет.
Еще меньше это расстояние выглядит в парсеках (пк) — 1,32 пк (1 пк=3,26 светового года).
Что такое звездное скопление?
Звезды обычно объединяют в группы, которые называют скоплениями. Существуют шаровые и рассеянные скопления. Шаровое скопление состоит из большого количества звезд. В рассеянном их меньше, а само скопление имеет неправильную форму.
Термоядерные реакции
Ядро обычного атома водорода имеет всего один протон. Но у его разновидностей — дейтерия и трития — в ядрах кроме одного протона имеется и нейтрон: у дейтерия один, а у трития два. Оба они также присутствуют в недрах звезд.
Атом дейтерия соединяется с атомом трития, образуя атом гелия и свободный нейтрон. Именно из гелия и формируется ядро звезды. В нем также содержатся более тяжелые химические элементы (например, железо), которые были захвачены из «материнской» туманности или же образуются во время термоядерных реакций. В результате этого процесса высвобождается огромное количество энергии.
Следовательно, массивные звезды сгорают быстрее. Самые тяжелые сжигают весь водород за несколько сотен тысяч лет, а легкие красные звезды могут «тлеть» несколько миллиардов лет.
Если говорить о возрасте, то молодыми считаются звезды очень большой массы и очень высокой светимости, то есть те, которые излучают энергии во много раз больше, чем Солнце. Они гораздо моложе нашего светила, потому что столь интенсивно теряют энергию, что в состоянии существовать только сравнительно короткое по астрономическим масштабам время. Недавно возникшие звезды — это, прежде всего, гигантские горячие звезды голубоватого цвета, так называемые голубые сверхгиганты.
Что ты знаешь о звёздах?
Что такое звёзды?
Звёзды – это огромные пылающие шары раскаленного газа. Тёмной ясной ночью можно увидеть около 2000 звёзд без телескопа, но только 100 из них можно с легкостью разглядеть. Некоторые звёзды действительно являются большими и яркими, другие только кажутся яркими, поскольку находятся ближе к нам.
А знаешь ли ты, что новые звёзды рождаются постоянно? Жизнь звезды начинается в звёздных “яслях” – скоплениях молодых звёзд. Звёзды рождаются из гигантских облаков пыли и газообразного водорода, рассеянных в космическом пространстве в миллионах километрах от нас. Газы и пыль уплотняются во множество шариков, ускоряя своё вращение и разогреваются всё сильнее, становясь новыми молодыми звездами, которые потом станут звёздными скоплениями.
На заметку, наше Солнце родилось 4,6 миллиарда лет назад. Большинство звёзд, как и Солнце, светят ровно и ярко почти всю свою жизнь. Но должно пройти 50 миллионов лет, прежде чем звезда разогреется настолько, чтобы начать излучать свет.
Из чего сделаны звёзды?
Звёзды вовсе не твёрдые, как, скажем, земля у нас под ногами. Эти небесные тела состоящие из газов, в основном из водорода и гелия. То, из чего состоят звёзды, полностью определяет их дальнейшую судьбу — начиная от цвета и яркости, заканчивая сроком жизни. Более того, состав звезды связан с процессом её образования.
У каждой звезды есть раскалённая центральная часть – ядро, где вырабатывается энергия, и один или несколько слоёв газа.
Газ в недрах звезды излучает все длины волн, то есть непрерывный спектр. Анализируя свет звезды с помощью спектографа, можно увидеть уникальный узор и сделать вывод о составе светила.
Спектрограф (происходит от слова “спектр” и греческого слова “пишу”) — прибор, в котором приёмник излучения одновременно регистрирует весь возможный электромагнитный спектр. (Источник: ru.wikipedia.org)
Почему звёзды мерцают?
Звёзды могут раскаляться до такой температуры, что начинают светятся и излучать тепло. Звёзды мерцают, лишь когда мы смотрим на них с Земли. На самом деле они светятся ровным светом. Мы воспринимаем их свет как мерцание из-за слоя воздуха, которым окружена наша планета. Свет, идущий от звёзд к Земле, преломляется и дрожит в потоках горячего и холодного воздуха.
В центре звезды при очень высокой температуре и давлении происходит термоядерный синтез. Ядра атомов водорода сталкиваются, сливаются в ядра гелия – и в процессе этого высвобождается энергия, которая выбрасывается в пространство в виде света, тепла или иных невидимых глазу типов излучения.
Какая форма у звёзд?
Мы привыкли рисовать звёзды в виде остроконечной фигуры с лучами. На самом деле звезды круглые, как шары. Но мы, находясь на Земле, воспринимаем свет звёзд как мерцание, и поэтому пририсовываем им остроконечные лучи.
Какая звезда самая яркая?
Самая яркая звезда, которую мы можем увидеть в ночном небе – это Сириус, главная звезда созвездия Большого Пса.
Она в два раза больше Солнца и её свет в 20 раз ярче! Сириус также называется Собачьей звездой. У него есть меньший по размеру, тусклый спутник, который называют Щенок.
Гигантские звёзды и звёзды карлики
Звёзды очень различаются по своим размерам и температуре. Вот, например, Солнце – это звезда средних размеров имеющая желтый цвет. Большие горячие звезды кажутся голубыми, а маленькие, холодные звезды – красными. В конце жизни звёзды раздуваются в красные гиганты, становясь намного больше и холоднее. Это происходит потому, что свет становится более «слабый», у такого света будет ниже частота, ниже энергия, а, следовательно, они будет краснеть.
Самая большая звезда, найденная астрономами – это R136a1. Считают, что её размеры в 265 раз превышают размеры Солнца и она в миллионы раз ярче!
Что такое красный гигант?
Звезды как люди – они рождаются, живут очень-очень долго, стареют и, затем, умирают. Красный гигант — это огромная старая звезда. Превращаясь в красных гигантов, звёзды становятся почти в 100 раз больше своих первоначальных размеров. Приблизительно через 5 миллиардов лет Солнце тоже станет красным гигантом. Когда запас топлива красного гиганта истощится, он превратится в белого карлика: уменьшится в 10000 раз, но по-прежнему остается очень горячим.
На заметку: на Земле осколок такого белого карлика размером лишь с кусочек сахара будет весить столько же, сколько небольшой автомобиль! А это происходит всё по тому, что ядро звезды, оставшееся после взрыва, сжимается в плотный шар — нейтронную звезду.
Спустя миллиарды лет, когда такая звезда совсем «выгорит», она превратится в черного карлика – в тело, не дающее ни тепла, ни света.
Какие звезды могут взорваться?
Источник фото: en.ppt-online.org
А для того чтобы умирающая звезда стала сверхновой, запас её газового топлива должен быть в восемь раз больше, чем у Солнца!
Поэтому существует такое понятие как звёздное равновесие. Обычные звёзды, такие как Солнце, находятся долгое время в равновесии. Это значит, что их размер, масса и светимость практически не меняются. Когда же равновесие нарушается, звезда превращается в красный гигант или черную дыру.
Не смотря на стремление звёзд к равновесию, размер и светимость их регулярно меняются. Ярче и горячее звёзды становятся при минимальных размерах, а тусклее и холоднее – при максимальных.
Что такое протуберанцы?
Иногда с поверхности звезды срываются гигантские потоки светящегося газа. Это и есть протуберанцы. Они представляют собой корону из языков пламени, вырывающихся из хромосферы.
Ещё в средние века люди замечали протуберанцы. Первые упоминания о них в Древней Руси датируются 1 мая 1185 года. В 1945 году протуберанец был впервые заснят на плёнку. А 17 апреля 2009 года российская космическая станция “Коронас-Фотон” зафиксировала огромный солнечный протуберанец длиной в 50 раз больше Земли!
Что такое звёздные скопления?
Большие по размерам группы звёзд называют звёздными скоплениями, или кластерами. Гигантские группы из тысяч или миллионов старых звёзд называются глобулярными кластерами из-за своей кругловатой формы.
Ещё существуют открытые кластеры – это маленькие группы молодых звёзд, которые образовались близко друг от друга. Некоторые открытые кластеры можно увидеть невооруженным глазом, однако чтобы увидеть глобулярные кластеры, нужен телескоп.
Источник изображения: files.school-collection.edu.ru
Перед вами звёздный кластер Плеяды (Семь сестер), хотя большинство людей смогли разглядеть только несколько звёзд в этом кластере состоявшем из сотен звёзд.
Что называют созвездиями?
Ещё в глубокой древности люди, вглядываясь в звёздное небо, видели, что звёзды на нем образуют четко различимые рисунки. Такие группы звёзд стали называть созвездиями.
Астрономы для ориентирования в ночном небе используют карты, которые называются небесными атласами. На картах изображены скопления звёзд – созвездия, причём большими точками обозначены самые яркие звезды.
Источник иллюстрации: planetarium.ru
А пока на этом всё! До новых встреч, друзья! Пишите нам в комментариях!
Про созвездия для детей, 2-4 класса
Рассказы про космос для младших школьников на тему «Созвездия»
Давным-давно люди заметили, что звёзды на небе образуют причудливые фигуры. Эти звёздные фигуры называются созвездиями. В них наши далёкие предки видели очертания сказочных существ и мифических персонажей. Так на небе появились Орион, Персей, Геркулес, Пегас, Дракон, Гидра. Древние греки определили более 30 созвездий.
Особое место среди созвездий занимают зодиакальные созвездия. Эти созвездия сменяют друг друга на небе каждый месяц. Солнце по очереди проходит на фоне каждого из них.
Главные созвездия необходимо знать не только учёным, но и морякам, лётчикам, путешественникам. Звёзды всегда помогут найти правильный путь даже в незнакомой местности.
Созвездие «Лебедь»
Главная звезда Лебедя называется Денеб. Она у Лебедя прямо на хвосте. По крайней мере, в переводе с арабского Денеб означает «птичий хвост». Это одно из ярчайших светил всего нашего неба. Ярче его только звезда по имени Ригель. Денеб сияет, как 6 тыс. наших солнц, вместе взятых.
Между двумя этими главными звёздами Лебедя астрономы наблюдают за туманностью Северная Америка, которая своими очертаниями действительно напоминает этот континент.
В 1975 г. в хвосте Лебедя произошла такая мощная вспышка, что её было видно с Земли невооружённым глазом. Новая звезда сияла на небе всего несколько дней, после чего угасла и ничем больше не выделяется среди своих соседок.
В 1992 г. в Лебеде вспыхнула ещё одна звезда. Эта вспышка тоже была необычайно яркой. Благодаря этому внезапному освещению в хвосте созвездия стала видна маленькая красноватая туманность. Когда блеск звезды уменьшится, туманность снова скроется в темноте.
Созвездие «Орион»
Под поясом Ориона можно заметить маленькое пятнышко. Это туманность Ориона. Как ни странно, её не заметили внимательные древние астрономы. Её не разглядел даже Галилей, который пристально изучал Орион в свой телескоп. Эту туманность обнаружили только в 1618 г. Её можно увидеть даже в обычный бинокль.
В этом же созвездии находятся и другие туманности, например очень красивая Конская Голова. Такое количество туманностей говорит о том, что в этом районе Галактики идёт процесс зарождения новых звёзд.
Каждый год в конце октября в созвездии Орион, рядом со звездой Бетельгейзе проносится поток белых метеоров.
Созвездие «Большой пёс»
Сириус видно из любого региона Земли, за исключением Северного полюса. Поэтому звезду знали и почитали все народы с глубокой древности. В Египте, например, храмы строили таким образом, чтобы свет Сириуса падал прямо на алтарь.
У Сириуса есть маленький спутник. Его ещё называют Щенком. Это маленькая звезда, которая относится к категории белых карликов. По размерам она сравнима с Землёй, но тяжела чрезвычайно. Если бы можно было наполнить веществом этой звезды спичечный коробок, он весил бы целую тонну. Невероятно, но африканское племя догонов знало о второй звезде Сириуса с незапамятных времён, задолго до того, как её обнаружили европейские учёные.
В созвездии Большой Пёс есть уникальная пара звёзд. Это два сверхгиганта, самые тяжёлые из известных астрономам звёзд. Каждая из них почти в 10 млн раз тяжелее Земли. При этом они находятся очень близко друг к другу и испытывают такое взаимное притяжение, что даже вытянулись навстречу друг другу и теперь похожи на два куриных яйца.
Одну из звёзд созвездия Большой Пёс окружает несколько десятков звёзд. Это скопление одно из самых молодых в Галактике. Его возраст всего лишь 1 млн лет.
Созвездие «Большая Медведица»
А при помощи небольшой и неяркой звезды Алькор с древнейших времён определяли остроту зрения. В Древнем Египте в охрану фараона принимали только тех, кто мог различить эту звезду. Поскольку в Египте медведи не водятся, созвездие это там называли Гиппопотам.
В созвездии Большая Медведица астрономы наблюдают несколько туманностей и галактик. Среди них интересна туманность Сова. В телескоп можно рассмотреть голову белой совы с чёрными «очками» вокруг глаз.
Созвездие «Малая Медведица»
Две яркие звезды в основании ковшика Малой Медведицы называют Стражами Полюса. Это название они получили за то, что медленно перемещаются вокруг Полярной звезды, словно охраняют её. В созвездии Малая Медведица, рядом с Полярной звездой, находится сразу несколько туманностей. В этом же созвездии астрономы открыли карликовую галактику. Она является спутником нашей Галактики.
Созвездие «Кассиопея»
Созвездие Кассиопея находится над Северным полюсом, по соседству с Большой Медведицей. Они лежат по разные стороны от Полярной звезды. Когда Кассиопея стоит высоко, Медведица опускается к горизонту, а потом они меняются местами.
Имя своё созвездие получило в память об эфиопской царице Кассиопее. Согласно легенде она была так хвастлива, что боги привязали её к трону и забросили на небо. И теперь она кружится вокруг Северного полюса, время от времени переворачиваясь вниз головой. Именно так ведёт себя это созвездие. Главные яркие звёзды Кассиопеи зимой образуют букву «М», а к лету они переворачиваются, и мы уже видим её в форме латинской буквы «W».
В созвездии Кассиопея в 1572 г. выдающийся учёный Тихо Браге наблюдал рождение сверхновой звезды. Рассмотреть, впрочем, её могли все желающие, потому что она сверкала ярче Венеры, её было видно даже днём. Люди, конечно, усмотрели в этом недоброе знамение, даже ждали конца света. Но звезда просияла в небе всего 16 месяцев, а потом погасла. Тихо Браге очень точно измерил её координаты. Астрономы знают ту точку, где когда-то зажглась звезда Браге. Сейчас в той области неба учёные наблюдают туманность, откуда исходят самые мощные на небе радиоизлучения.