Исследовательская работа по теме удивительный мир звезд. «Исследовательская работа на тему «Тайны звёздного неба. Строение звезд. Модели некоторых типов звезд

Введение
СЛАЙД 1. Когда солнце исчезает за горизонтом и наступает ночь, перед нашими глазами возникает самая восхитительная картина в мире: звездное небо. Все мы любим наблюдать за этими бесчисленными сверкающими точками, которыми усыпано небо, - звездами. На первый взгляд можно насчитать несколько тысяч звезд, но в действительности их миллиарды.
СЛАЙД 2.Тайна звездного неба интересна всем ребятам без исключения, Учёные и астрономы провели много исследований, раскрыли много тайн. Про звезды написано много книг, снято много познавательных фильмов, и все же, многие ребята не знают всех тайн звездного неба.
Актуальность нашей темы заключается в заинтересованности к данной теме детей и в восполнении знаний в этой области. Тема учитывает возрастные особенности обучающихся и способствует развитию их познавательной активности. Нам всем с детства интересно, почему мы не можем дотянуться до звезд, чтобы потрогать и пересчитать их.
Результаты анкетирования
СЛАЙД 3. Работая над этой темой, мы предложили обучающимся 2 класса ответить на вопросы анкеты, для того, чтобы понять, о чем лучше рассказать. Анкета включала в себя 4 вопроса. В опросе приняли участие 27 обучающихся.
СЛАЙД 4. Обработав анкеты и получив результаты, мы сделали вывод, что актуальность нашего исследования очевидна. Следовательно, далее наше исследование строилось опираясь на эти 4 вопроса.
Почему звезды видно только ночью
СЛАЙД 5. Так же, как днем не видно света лампочки или фонаря, а в темноте они хорошо различимы, звезды ярко сверкают в темноте ночи и не видны днем, поскольку их затмевает солнечный свет. И поэтому же их плохо видно при ясной луне. Единственную звезду можно увидеть днем - Солнце, но оно находится так близко от Земли, что на него нельзя смотреть прямо, поскольку интенсивность его света ослепляет. Солнце не самая большая звезда и не обладает большим теплом, чем другие, но оно ближе всех расположено к Земле и поэтому кажется больше остальных. Звезды находятся очень далеко от Земли, поэтому кажутся такими маленькими.
Тайна звездного блеска
·
СЛАЙД 6. Звезды похожи на огромные шары огня, они излучают огромное количество света – и с Земли мы воспринимаем этот свет как серебристый блеск. Это происходит потому, что звезды образованы горящими водородом и гелием, а эти газы при горении выделяют свет и тепло. У самых сияющих звезд яркость во много миллионов раз больше, чем у Солнца, хотя встречаются звезды, чье свечение в миллионы раз меньше.
Рождение звезд
СЛАЙД 7.Звезды существовали не всегда. Рассмотрим, как происходит рождение звезд. Почти все они развивались небольшими группами из относительно холодной массы, состоящей из газа и звездной пыли. Эта масса концентрировалась, то есть частицы космической материи объединились, образовав своего рода облако, называемое туманностью. Возможно, эта туманность начала вращаться и достигла высочайших температур, приблизительно около миллиона градусов по стоградусной шкале. Туманность, загоревшись, уже становится звездой.
Цвет звезд
СЛАЙД 8. Когда мы смотрим на звезды, нам кажется, что все они одного и того же цвета: бело-голубоватого. Но несомненно, что все они имеют разные цвета, которые зависят от их температуры. Звезды, выделяющие большее количество тепла,- белые и голубые, имеющие среднюю температуру,- желтые и оранжевые, а красные обладают наименьшим теплом. Солнце относится к звездам средней температуры, поэтому оно желтое, когда же оно начнет гаснуть и войдет в свою последнюю фазу активности, то станет красной звездой и в конце концов погаснет.
Заключение
СЛАЙД 9. В заключени можно отметить, что поставленные в работе задачи выполнены, цель достигнута. Спасибо за внимание.

Литвякова Полина

Руководитель проекта:

Кошкина Татьяна Евгеньевна

Учреждение:

МОУ СОШ с УИОП № 6 г.Комсомольска-на-Амуре

В представленном исследовательском проекте по окружающему миру (начальная школа) "Особенности звёздного света днём" автор дает характеристику рождению звезд, тайне их блеска, цвету и представляет их классификацию.

В процессе работы над исследовательским проектом по окружающему миру (начальная школа) "Особенности звёздного света днём" ученицей 1 класса была поставлена цель изучить особенности звёздного света днём с помощью наблюдения за звездным небом в темное и светлое время суток, а также изучив литературу по теме исследования.

В основе исследовательской работы по окружающему миру (начальная школа)"Особенности звёздного света днём" лежит поиск ответов на вопросы Что такое звезды? Как они устроены? Отчего зажигаются на небе?, используя энциклопедические и интернет-источники.

В предложенном проекте по окружающему миру (начальная школа)"Особенности звёздного света днём" автором была собрана и проанализирована информация о рождении звезд, особенностях их света в дневное и ночное время суток, а также в приложении к проекту представлены материалы небольшого опыта, который доказывает, что звезды днем не пропадают, а тускнеют.

Введение
1.Тайны звёздного неба
1.1.Что такое звезда
1.2.Рождение звезд
1.3.Тайна звездного блеска
1.4.Классификация звезд
1.5.Цвет звезд
2. Исчезают ли звёзды днём с неба? Наблюдение за светом
Заключение
Список использованных источников
Приложение

Введение

Каждый человек любит смотреть на звезды. Мы постоянно видим их по ночам. Они притягивают наше внимание особым, завораживающим сиянием. Наши предки полагали, что они могут влиять на нашу судьбу и на наше будущее. Кто - то просто восхищается красотой ночного неба, а кто-то пытается разгадать загадки, которые таит в себе космос.

Что такое звезды? Как они устроены? Отчего зажигаются на небе? Эти вопросы всегда волновали людей. Учёные и астрономы провели много исследований, открыли много нового. Про звезды написаны книги, сняты познавательные фильмы, и все же, многие не знают тайн звездного неба.

Актуальность проблемы : Куда исчезают звёзды днём?

Проблема : можно ли увидеть свет звёзды днём.

Объект исследования: звёздное небо.

Предмет исследования: свет звёзды.

Методы исследования:

• работа с литературными источниками;
• исследования;
• наблюдения.

Цель моего исследования – изучить особенности звёздного света днём.

Задачи :

1.Провести наблюдения за ночным и дневным звёздным небом;

2. Изучить литературу по заданной теме;

3. Определить особенности звёздного света;

4. Провести эксперимент с целью выявления интенсивности света звезды на дневном и ночном небосводе;

5. На основании проведённого эксперимента сделать выводы о свете звезд днем и ночью;

Районная научная конференция младших школьников

Секция «Физика»

Небесные тела

ученица 2 «А» класса

ГБОУ СОШ № 2 с. Приволжье

Руководитель: Тумановская Татьяна Николаевна

учитель начальных классов

ГБОУ СОШ № 2 с. Приволжье

с. Приволжье

	Введение………………………………………………………………..
	Основная часть
	Глава 1. Теоретическая часть:
	1.1. Телескоп……………………………………………………
	1.2. Как пользоваться телескопом…………………………….
	1.3. Астрономический бинокль……………………………….
	1.4. Что такое звёзды…………………………………………...
	1.5. Что такое созвездие………………………………………..
	1.6. Сокровища Солнечной системы………………………….
	Глава 2. Практическая часть:
	2.1. Наблюдение небесных объектов разными способами….
	2.2. Как устранить выявленную проблему…………………..
	Заключение……………………………………………………………..
	Литература……………………………………………………………...

I. Введение

Я, Ревина Ксения, учусь во 2 «А» классе. По своей натуре я очень любознательный человек. Еще на уроках окружающего мира в 1-м классе меня заинтересовали темы про звездное небо. Огромный интерес к данной теме у меня вызвал друг нашей семьи, учитель физики и астрономии - Владимир Николаевич Асташин. При каждом приезде к нам в гости, он привозит телескоп и ведёт наблюдение за отдельными объектами небосвода, и фотографирует эти объекты.

Для меня изучение небесных тел стало актуальным, т.к. в школьной программе в последние годы отсутствует предмет астрономии и данную тему возможно изучать только самостоятельно или на кружке.

Объект исследования: звёздное небо в районе ул. Лермонтова с. Приволжья в разное время суток.

Предмет: небесные тела.

Цель исследования: ознакомительная.

Задачи, которые необходимо решить для реализации цели:

изучить назначение астрономического бинокля и телескопа;

научиться правилам пользования телескопом;

провести сравнительное наблюдение небесных тел разными способами (невооруженным глазом, с помощью астрономического бинокля и с помощью телескопа);

оформить фотоотчет по наблюдаемым объектам в виде презентации;

провести беседу с учащимися класса по результатам работы.

Гипотеза исследования : можно предположить, что проведенная мною работа вызовет интерес к изучению и наблюдению за звёздным небом у других учащихся.

В свой работе я использовала следующие методы.

Методы исследования:

сбор информации из книг, ресурсов Интернета;

беседа с учителем физики и астрономии, с библиотекарем;

наблюдение с использованием астрономического бинокля и телескопа Селестрон;

фотосъёмка;

обобщение полученных данных.

II . Основная часть

Глава 1. Теоретическая часть

Путешествия на другие звезды - заветная мечта человечества. Но даже от ближайших светил нас отделяют такие гигантские расстояния, что космическая экспедиция пока кажется совершенно нереальной.

Много интересного можно узнать, если наблюдать за звездным небом.

Наука, изучающая звезды, называется астрономия (от греч. астра – «звезда»).

1.1. Телескоп

Чтобы наблюдать за звездами был изобретен специальный прибор – телескоп . С греческого телескоп переводится как «далеко вижу» - инструмент, который помогает в наблюдении удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусировочного устройства). Кроме того, для наблюдений за Солнцем профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающиеся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра: оптические телескопы, радиотелескопы, рентгеновские телескопы, гамма-телескопы.

1.2. Как пользоваться телескопом

Для начала нужно произвести настройку телескопа.

Перед дальнейшей работой с телескопом нужно убедиться, что он стоит на ровной поверхности, и рядом с ним нет источников крошек и пыли, которые могут нанести урон оптике устройства.

Прежде чем в первый раз посмотреть в телескоп, важно проверить наличие солнечного фильтра. Работа с телескопом без него крайне опасна и чревата ухудшением зрения. С осторожностью наблюдайте за Солнцем, и не фокусируйтесь на нем долгое время, иначе могут перегреться и прийти в негодность чуткие к температурам детали оптики телескопа.

Если вы используете устройство для фиксации своих наблюдений, то всегда выполняйте настройку заново после подключения и отключения камеры.

Если телескопом пользуется ребенок до 15 лет, то рядом с ним обязательно должны находиться взрослые.

1.3. Астрономический бинокль

Астрономический бинокль (бинокуля́р) - бинокль, предназначенный для наблюдения астрономических объектов: Луны, планет и их спутников, звёзд и их скоплений, туманностей, галактик и т. д.

Бинокль легко навести на нужный небесный объект, поэтому они широко используются для наблюдения ночного неба даже при наличии телескопа.

Стереоскопического изображения не получается даже для удалённых наземных объектов, но использование сразу двух глаз облегчает наблюдение звёздного неба (в частности, не надо жмуриться). Любители астрономии обычно используют призменные бинокли, полевые или военные. В отличие от телескопов, окуляры астробинокля несъёмные.

С помощью телескопов астрономы на специальных станциях, обсерваториях, наблюдают и изучают звездное небо.

1.4. Что такое звёзды

Звезда – это излучающий свет массивный газовый шар.

Ближайшая к Земле звезда – Солнце .

Солнце во много раз больше земного шара. Если представить Землю в виде зернышка проса, то Солнце будет размером с крупный арбуз.

Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Эт о часто встречающееся желтая звезда, которую ученые назвали Солнце, в честь древнего римского имени. Вот почему наша система планет называется Солнечной системой . Есть триллионы других звезд во В селенной, такие же, как наше Солнце. Многие из этих звезд имеют свои собственные системы планет, спутники, астероиды и кометы. Солнечная система состоит из планет, которые вращаются вокруг нашего Солнца. В дополнение к планетам, Солнечная система также состоит из спутников, комет, астероидов, малых планет, пыли и газа.

Свет от Солнца, может достигнуть Земли всего за 8 минут! Это и есть скорость света. Солнце находится на расстоянии от Земли почти 93 миллиона миль (это около 145 млн км) .

1.5. Что такое созвездие

Давным-давно люди, рассматривая звездное небо, заметили, что некоторые скопления звезд напоминают фигуры людей, мифических героев, животных, предметы, и такие скопления звезд астрономы назвали созвездиями.

Знание созвездий – это азбука астрономии, но она необходима не только астрономам. По звездам часто ориентируются летчики, моряки, туристы, путешественники, разведчики.

1.6. Сокровища Солнечной системы

Рассмотрим некоторые небесные объекты, на которые в практической части моей работы мы обратили особое внимание и сделали их фотографии.

Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Это единственный естественный спутник и ближайшее к нам небесное тело. Среднее расстояние до Луны – 384000 километров. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца, так что постоянно одна половина Луны, обращенная к Солнцу, освещена, а другая погружена во мрак. Какая часть освещенной половины Луны видна нам в данный момент, зависит от положения Луны на ее орбите вокруг Земли. По мере движения Луны по орбите ее форма, как нам кажется, постепенно, но непрерывно меняется. Различные видимые формы Луны называются ее фазами. В некоторые дни Луна совсем не видна на небе. В другие дни она имеет вид узкого серпа, полукруга и полного круга. Луна подобно Земле является темным, непрозрачным круглым телом. Полный цикл фаз заканчивается и начинает повторяться через каждые 29,59 суток. Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 1.5 суток и столько же продолжается ночь. Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до + 110 о С, а ночью остывает до -120° С. Даже невооруженным глазом на Луне видны неправильные темноватые протяжённые пятна, которые были приняты за моря; название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 Г. Галилей, позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны.

Луна (реальный снимок с телескопа Селестрон 26.07.2015)

Земля и Луна (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Следующая остановка в нашем путешествии по Солнечной системе – одна из самых захватывающих. Планета Сатурн является самой дальней планетой, которую можно увидеть с Земли без телескопа.

Это шестая планета от Солнца, огромный и яркий газовый гигант, который окружают тысячи сверкающих колец. Интересно, что, чем ближе к планете – тем больше можно разглядеть. То, что изначально могло показаться двумя большими кольцами – на самом деле состоит из тысяч маленьких и в совокупности является системой Сатурн. Вокруг всей этой красоты есть система из 62 лун, от карликовых спутников до гигантов. Семь из них достаточно велики, чтобы вызвать интерес для нашего исследования. Всё это планета Сатурн с его загадочной системой колец и спутников.

Сатурн (фотомонтаж)

Бесспорно, самой яркой чертой системы Сатурна являются его кольца. Весь этот комплекс – большое скопление частичек льда. Их величина варьируется от пылинок до больших льдин, размером с автомобиль. Несмотря на то, что их окружность – 282 000 километров, толщиной они всего около мили. Именно из-за этого, если смотреть со стороны, колец не видно. Впервые кольца Сатурна в 1610 году заметил в телескоп Галилео Галилей. Первые исследования показали, что у планеты только два кольца. Но позже, благодаря экспедициям в Солнечную систему, выяснилось, что колец гораздо больше. Последние наблюдения показывают, что все это очень сложная структура из толстых и тонких областей и спиралевидных скоплений. Кроме того, выяснилось, что некоторые кольца находятся на одном месте благодаря силе притяжения малых спутников, которые принято называть Спутниками Пастухами.

Сатурн (реальный снимок с телескопа Селестрон 26.07.2015)

Орбита некоторых малых лун Сатурна проходит или внутри колец, или очень близко к ним. Их гравитация выстраивает кольца в ровные линии, они же – причина промежутков между кольцами. Именно эти спутники называют Спутниками Пастухами, из-за эффекта собирать вместе кольца.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Наблюдение небесных объектов разными способами

Беседа и работа совместно с учителем физики и астрономии МБОУ Лицей авиационного профиля № 135 - Владимиром Николаевичем Асташиным.

В ходе наблюдения за небесными телами у меня возникало много вопросов, на которые мне Владимир Николаевич давал исчерпывающие ответы. Он рассказал, что такое телескоп и показал, как с ним правильно работать.

Для сравнения я наблюдала небесные объекты в разное время суток несколькими способами:

невооруженным глазом;

с помощью астрономического бинокля;

с помощью телескопа.

Для себя я сделала очень интересные выводы. Например, мы видим невооруженным глазом на небе 1 звезду, а на самом деле это может быть двойная звезда, которую можно разглядеть только через телескоп (это звезда Альбирео).

В дневное время мы наблюдали с помощью телескопа пятна на Солнце.

Вечером и ночью мы рассматривали лунную поверхность, на которой отчетливо видны кратеры и «моря». Я увидела, как выглядит планета Сатурн; Туманность Андромеды - ближайшая к Млечному Пути большая галактика.

Мы рассматривали звёздные скопления: Плеяды и шаровое звёздное скопление М-13 в Геркулесе.

Еще я познакомилась с новыми созвездиями:

созвездие Геркулес;

созвездие Персей;

созвездие-астеризм Кассиопея одно из самых примечательных не только в северном полушарии, но и на всем звездном небе. Кассиопея имеет характерный вид латинской буквы W или же перевернутой М;

Теперь я знаю самые яркие звёзды: Вега, Арктур, Денеб, Альтаир.

В ночь с 12 на 13 августа 2015 года мы наблюдали такое явление, как «звездопад» - Персеи́ды - метеорный поток, ежегодно появляющийся в августе со стороны созвездия Персея. Образуется в результате прохождения Земли через шлейф пылевых частиц, выпущенных кометой Свифта-Туттля. Мельчайшие частицы, размером с песчинку, сгорают в земной атмосфере, образуя звёздный дождь. Сначала он «проливается» с наибольшей силой, затем постепенно слабеет.

Во время наблюдений в ночное время, я заметила, что на участке неба в районе нашей улицы Лермонтова проходят авиалинии: над нами пролетели несколько самолётов как в одну, так и в обратную сторону. Оказывается, ночью также можно наблюдать большое количество движущихся спутников, в том числе и МКС (Международная космическая станция).

По результатам наблюдений в приложении мною составлен фотоотчёт в виде презентации.

2.2. Как устранить выявленную проблему

Беседа с библиотекарем Центральной детской библиотеки Мещерековой Ниной Васильевной.

В ходе исследования мне понадобилось изучение дополнительной специальной литературы. Я обратилась в Центральную детскую библиотеку с. Приволжья к библиотекарю Мещерековой Нине Васильевне.

Вот, что она ответила на мои вопросы:

1. Много ли книг о космосе есть в детской библиотеке?

- К сожалению, по данной тематике в фонде нашей библиотеки находится небольшое количество книг.

2. Как часто дети обращаются за специальной литературой о звёздном небе?

- Очень редко.

Следовательно, возникла проблема : малый интерес детей к изучению специальной литературы и наблюдению за звёздным небом.

Как устранить выявленную проблему?

Я считаю, что необходимо:

Обратить внимание учащихся на актуальность тем о космосе. Вокруг нас много интересных небесных объектов, которые мы можем наблюдать ежедневно, но очень мало о них знаем.

Подготовить и провести для учащихся начальных классов классный час «Загадки звёздного неба».

III . Заключение

На одном из классных часов я провела беседу с учащимися класса по результатам моей работы. Я задала им несколько вопросов:

Вы любите смотреть на звезды? И запрокинув голову отыскивать знакомые созвездия, звёзды и планеты? (Все ответили – да).

Понравился ли вам мой рассказ о наблюдениях звёздного неба?

Большинство ребят ответили, что им очень понравился мой рассказ, и они захотели также почитать книги о небесных телах, но больше всего им захотелось посмотреть в телескоп, что подтверждает мою гипотезу , выдвинутую в начале работы.

В заключение своей работы мне хотелось бы отметить следующее.

Звёздный купол над нами – это безграничный мир, полный тайн и загадок. А изучение его - это необыкновенно интересный и потрясающий воображение процесс.

Мне очень понравилось вести наблюдение за небесными объектами, узнавать что-то новое о них. Я надеюсь, что и в дальнейшем у меня будет возможность также наблюдать с помощью специальных астрономических приборов. И, возможно, в следующий раз я расскажу об одном из небесных тел более подробно.

IV . Работая над темой, я познакомился со следующей литературой:

Космос: [энциклопедия: для мл. шк. возраста] / [авт. : Житомирский С. В. [и др.] ; сост. А. В. Волкова; худож. А. Г. Данилова [и др.]. - М.: РОСМЭН, 2010. - 95 с.: цв. ил. - (Моя первая энциклопедия). - Указ. : с. 94-95.

Левитан Е. П. Сказочная Вселенная: увлекательная энциклопедия для будущих астрономов и космонавтов, а также для всех любознательных ребят: [для мл. шк. возраста] / Ефрем Левитан; [худож. Т. Гамзина-Бахтий]. - М.: Изд. дом Мещерякова, 2010. - 503, с. : цв. ил.

Необыкновенные приключения Пети в космосе: [для чтения взрослыми детям] / [текст А. Иванова, М. Малороссияновской; рис. К. Елькиной]. - М. : Клевер-Медиа-Групп, 2011. - с. : цв. ил.

Порцевский К. А. Моя первая книга о космосе: [для мл. шк. возраста] / К. А. Порцевский; [ил. А. И. Безменова, А. Г. Даниловой, Н. В. Данильченко и др.; оформл. серии Л. Д. Андреева]. - М. : РОСМЭН, 2011. - 95 с. : цв. ил. - (Моя первая книга). - Указ.: с. 94-95.

Ранцини Ж. Космос. Сверхновый атлас Вселенной: ил. справ. с картами созвездий / Жанлука Ранцини; [пер. с итал. Г. Семеновой]. - М. : Эксмо, 2010. - 216 с. : цв. ил. – Слов.: с. 213-214. - Алф. указ.: с. 215-216.

Фарндон Д. Детская энциклопедия космоса: [для детей дошк. возраста ] / Джон Фарндон; пер. с англ. Н. Конча. - М.: Эксмо, 2011. - 144 с.: цв. ил. - Слов. : с. 138-142. - Указ.: с. 143-144.

Фантазеры. Путешествие в космос [Электронный ресурс] : [развивающая программа: для детей от 5 лет] / авт. программы: И.Л. Туйчиева, О.Н. Горницкая, Т.В. Воробьева, А.Ю. Кремлева. - М. : Новый Диск, 2011. - 1 электрон. опт. диск (СD-ROM) : зв., цв. - (Творческая мастерская для детей).

Брашнов Д. Удивительная астрономия: [из серии: О чем умолчали учебники] / Дмитрий Брашнов. – ЭНАС-книга, 2014. – 200 с.: цв. ил. 61.

Агапов Николай

Исследование поможет ответить на вопрос: Почему Солнце светит днем, а звезды ночью?

1.Узнать, чем является солнце в космосе?

2.Выяснить, что в космосе называют звездами?

3.Узнать, как образовалась луна?

Скачать:

Предварительный просмотр:

Научно-практическая конференция научного общества дошкольника

«Первые шаги»

Тема: «Загадочные звёзды»

Исследовательская работа

Работу выполнил:

Агапов Николай 7 лет

Воспитанник логопедической группы

МБДОУ «Черлакский детский сад №9

комбинированного вида»

Руководитель: воспитатель

Сердюкова Е.В.

Черлак - 2013г.

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Научно-практическая конференция научного общества дошкольника « Первые шаги» «Загадочные звезды» Исследовательская работа Работу выполнил: Агапов Николай 7 лет Воспитанник логопедической группы МБДОУ «Черлакский детский сад №9 комбинированного вида» Руководитель: воспитатель Сердюкова Е.В.

Задачи: 1.Узнать, чем является солнце в космосе? 2.Выяснить, что в космосе называют звездами? 3.Узнать, как образовалась луна? Цель: Почему Солнце светит днем, а звезды ночью?

Солнечная система

«Если нашу солнечную систему уменьшить так, чтобы Солнце стало размером с эту тыкву. Земля тогда бы вместе со всеми городами и странами, горами, реками и океанами, стала бы размером с эту горошинку». По сравнению с Землей Солнце огромно.

Солнце – это самая главная звезда, она находится к нам ближе всех, от неё зависит жизнь нашей планеты.

Вывод: Солнце – звезда, которая находится к нам ближе всех звезд.

Звезда – Солнце большое и яркое, потому, что находится ближе всего к нам, а что же звезды?

На самом деле многие из них намного больше нашего любимого Солнца. Звёзды являются такими маленькими для нас только потому, что находятся очень-очень далеко.

Солнце и звезды - это огромные газовые шары, внутри которых бушует жаркое пламя. Этот жар заставляет газ ярко светиться. Звезды такие большие и их свет такой яркий, что его видно очень далеко.

Звезды вовсе не одинакового цвета. Есть среди них ослепительно белые, голубоватые, есть желтые, а есть красноватые. Цвет звезды зависит от ее температуры. Самые холодные звезды - красные, самые горячие - бело-голубые.

Наше Солнце - звезда не очень горячая, цвет у нее желтый.

Вывод: Звёздами называют небесные тела с высокой температурой на поверхности и еще более высокой в центре. Массы звезд очень велики.

Вокруг Солнца обращаются планеты, у которых есть естественные спутники. У планеты Земля есть естественный спутник – Луна.

После образования Земли в неё врезалось огромное небесное тело. Одна из гипотез образования Луны От удара оно разлетелось на множество осколков. Осколки стали обращаться вокруг Земли. Со временем осколки собрались вместе, и из них образовалась Луна.

Луна – вечный спутник нашей планеты, единственное крупное небесное тело, которое обращается вокруг Земли. Луна очень ярко светит ночью.

Секрет Луны… Этот секрет в том, как она светит. Солнце – это пылающий шар, оно само испускает свет, а Луна ночью отражает лучи солнца и посылает их на землю.

Вывод: Луна – это естественный спутник. Луна светится не сама. Ее освещает Солнце.

ОПЫТ Цель: Показать, как солнечный свет влияет на яркость звезд. Оборудование: Картонный ящик, гвоздь, лист белой бумаги, небольшая настольная лампа.

Вывод: Звезды светят постоянно, но из-за яркого солнечного света мы не можем видеть их.

Проведенные нами наблюдения, опыт и исследования позволили сделать следующие выводы: 1 . Солнце и звезды - это раскаленные небесные тела. Все, что раскалено - светится. 2. Луна – это естественный спутник Земли. Она не излучает свет, а отражает солнечные лучи. 3. Солнце и Звезды светят постоянно.

Надо с детства учиться на звезды смотреть, Поднеся к подбородку ладонь, И когда-нибудь сможет тебя обогреть Их неверный холодный огонь. И когда-нибудь ночью у тихой воды, Где двоятся ночные огни, Ты себя вдруг почувствуешь сыном звезды, Ведь Земля наша – Звездам сродни!

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Дата публикации: 01.01.2016

Краткое описание:

предварительный просмотр материала

Вступление.................................................................................................2

Раздел 1. Рождение звёзд.

1.1.Молекулярное облако - звёздная колыбель.......................................2

1.2. Рождение протозвезды.......................................................................3

Раздел 2. Эволюция звезд.

2.1.Гарвардская спектральная классификация звезд.............................4

2.2. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Характеристика звёзд главной последовательности...................................................................................5

2.3. Строение звезд. Модели некоторых типов звезд..............................7

2.4. Дальнейшая эволюция звезды, выход из главной последовательности...................................................................................8

Раздел 3. Заключительный этап эволюции звезды.

3.1.Белые карлики......................................................................................9

3.2.Нейтронные звёзды............................................................................10

3.3.Чёрная дыра........................................................................................10

Раздел 4 .Жизненный цикл Солнца........................................................11

Заключение..............................................................................................12

Приложение к работе...............................................................................13

Список использованной литературы.......................................................18

Тема: «Чем звёзды похожи на людей».

Цель: Изучить основные характеристики звезд, эволюцию их жизненного пути, найти сходства между небесными светилами и жителями Земли, людьми.

Вступление

На Земле главные действующие лица - это люди, а во Вселенной главные объекты -звёзды.97% вещества в нашей Галактике сосредоточено в звёздах.

Звезд бесчисленное множество. Никто не в силах точно сказать, сколько существует звезд, тем более звезды как люди рождаются и умирают. Можно лишь приближенно заявить, что в нашей Галактике около 150 000 000 000 звезд, а во Вселенной неизвестное число миллиардов галактик... А вот сколько звезд можно увидеть на небе невооруженным глазом известно точнее: около 4,5 тысяч. Звезды - это эволюционирующие объекты, т.е. находятся в постоянном изменении, развитии. Они, как и люди, рождаются, живут и умирают.

1.Рождение звёзд

Ближайшие к нам области звездообразования - это тёмные облака в созвездиях Тельца Космос часто называют безвоздушным пространством, однако, это не так. Большая часть «пустого» пространства в галактике в действительности содержит от 0,1 до 1 молекулы на см³.В межзвездном пространстве есть пыль и газ. Межзвёздный газ более чем на 67% (по массе) состоит из водорода, на 28% из гелия, и менее 5% приходится на все остальные элементы, самые обильные среди которых - кислород, углерод и азот.

1.1Молекулярное облако- называемым звёздной колыбелью.

Межзвёздный газ в основном концентрируется в спиральных рукавах Галактики, а там разбит на отдельные крупные молекулярные облака. Приложение №1

Молекулярное облако имеет плотность около миллиона молекул на см³.Масса такого облака превышает массу Солнца в 100 000-10 000 000 раз, благодаря своему размеру: от 50 до 300 световых лет в поперечнике, температура около -200 °С. Пока холодное разрежённое облако, межзвёздного газа, свободно вращается вокруг центра родной галактики, то ничего не происходит. Но стоит возникнуть внешнему возмущению, слегка уменьшившему размер облака, то наступает. К примеру, облака могут столкнуться друг с другом, или одно из них может пройти через плотный рукав спиральной галактики. Другим фактором может стать близлежащий взрыв, ударная волна которого столкнётся с молекулярным облаком на огромной скорости. Кроме того, возможно столкновение галактик, способное вызвать всплеск звёздообразования, по мере того, как газовые облака в каждой из галактик сжимаются в результате столкновения. Приложение №2

Именно при таких условиях возникают неустойчивые к гравитационному сжатию отдельные уплотнения в облаке массой порядка массы Солнца, а это значит, что становится возможным формирование звёзд.

Большинство молекулярных облаков зарегистрировано только по радиоизлучению(их в Галактике всего несколько тысяч). Некоторые, впрочем, давно известны астрономам, например тёмная туманность Угольный Мешок, хорошо видимая глазом в южной части Млечного Пути. Диаметр этого облака 12 пк, но оно выглядит большим, поскольку удалено от нас всего на 150 пк. Его масса около 5 тыс. солнечных масс. В таких гигантских молекулярных облаках и располагаются главные очаги формирования звёзд.

1.2 Рождение протозвезды.

Облака под действием сил гравитации сжимаются, в процессе сжатия часть облака уплотняется, уменьшаясь в размерах и одновременно нагреваясь.Если достаточно массивное для образования звезды облако настолько прогревается, что начинает активно излучать тепло и, может быть, слабо светиться темно-красным цветом (еще до начала ядерного синтеза), такое облако принято уже называть протозвездой (до-звездой). Приложение №3

В начале радиус протозвезды примерно в миллион раз больше солнечного. Она совершенно непрозрачна для видимого света, но прозрачна для инфракрасного излучения с длиной волны больше 10 мкм. Излучение уносит излишки тепла, выделяющегося при сжатии, так что температура не повышается и давление газа не препятствует коллапсу, т.е. происходит быстрое сжатие, практически свободное падение вещества к центру облака.

Однако по мере сжатия протозвезда делается всё менее прозрачной, что затрудняет выход излучения и приводит к росту температуры газа. В определённый момент протозвезда становится практически непрозрачной для собственного теплового излучения. Температура, а вместе с ней и давление газа быстро возрастают, сжатие замедляется. Протозвезда быстро достигает состояния, когда сила тяжести практически уравновешена внутренним давлением газа.

Как только температура в центре протозвезды достигнет 10 000 000 К, начинается ядерный синтез, в результате чего 4 ядра водорода объединяются в одно ядро гелия. Процесс термоядерного синтеза, выделяющий энергию и изменяющий состав вещества звезды, в сочетании с гравитацией, являются основными движущими силами звёздной эволюции.
Сжатие протозвезды останавливается световым давлением, она становится звездой.

Эволюция звезды начинается в гигантском молекулярном облаке, также называемым звёздной колыбелью.

Процесс рождения звезды продолжительный. Всё зависит от массы, насколько быстро протозвезда превратится в звезду. Звезды типа Солнца (желтые карлика) тратят на эту стадию своего рождения 30 000 000 лет, звезды в три раза массивнее (голубые гиганты) - 100 000 лет, а в десятеро менее массивные (красные карлики)- 100 000 000 лет. Итак, массивные звезды рождаются быстрее, однако маленькие звёзды образуются значительно чаще, чем крупные. Астрономы умеют довольно точно определять места, где происходит или недавно происходило рождение звезд. Области звездообразования выдает, как правило, присутствие массивных горячих и ярких звезд. Их век недолог, и потому наличие этих звезд есть явное указание на то, что родились они где-то здесь неподалеку в течение ближайших миллионов лет. Молекулярные облака, эти "фабрики по производству звёзд", изготовляют звёзды всевозможных типов. В среднем в Галактике ежегодно рождается примерно десяток звёзд с общей массой около пяти масс Солнца.

Примерно половина звёзд рождаются одиночными; остальные образуют двойные, тройные и более сложные системы. Чем больше компонентов, тем реже встречаются такие системы. Рождение двойняшек и не только также присуще человечеству. Известны звёзды, содержащие до семи компонентов, более сложные пока не обнаружены. Приложение №4

Причины появления двойных и кратных звёзд вполне понятны: исходное вращение газового облака не позволяет ему сжаться в одну компактную звезду. Чем больше сжимается облако, тем быстрее оно вращается (известный "эффект фигуристки", который является следствием закона сохранения момента количества движения). Нарастающие при сжатии центробежные силы сначала делают облако плоским, как ватрушка, а затем вытягивают в "дыню" и разрывают пополам. Каждая из половинок, сжимаясь дальше, продолжает двигаться по орбите вокруг общего центра масс. Если дальнейшее сжатие не разрывает её на части, то образуется двойная звезда, а если деление продолжается - рождается более сложная кратная система.

Если масса сжимающегося вещества достаточна для того, чтобы в процессе сжатия внутри него начали происходить ядерные реакции, то из такого облака получается звезда.

Если сжимающееся облако менее массивно, но не уступает Солнцу в массе больше, чем в сто раз, такие облака образуют так называемые коричневые карлики. Коричневые карлики еще холоднее красных звезд. Эти объекты довольно сильно разогреваются силами гравитационного сжатия и излучают много тепла (инфракрасное излучение), а светятся едва-едва. Но ядерные реакции давлением газа изнутри, перестают выделяться новые порции энергии, и коричневые карлики за сравнительно небольшие сроки остывают.

2.Эволюция звезд.

Звёздная эволюция в астрономии - последовательность изменений, которым звезда подвергается в течение её жизни, то есть на протяжении сотен тысяч, миллионов или миллиардов лет, пока она излучает свет и тепло. В течение таких колоссальных промежутков времени изменения оказываются весьма значительными.

Астрономы не могут наблюдать жизнь одной звезды от начала до конца, потому что даже самые короткоживущие звезды существуют миллионы лет - дольше жизни всего человечества. Изменение со временем физических характеристик и химического состава звезд, т.е. звездную эволюцию, астрономы изучают на основе сопоставления характеристик множества звезд, находящихся на разных стадиях эволюции.

Исследование астрономами большого количества звезд показало, что они существенно отличаются друг от друга, как впрочем и люди. Они имею различную массу, размеры, температуру, светимость, различаются даже по цвету. Есть звёзды гиганты, радиусы которых в сотни и тысячи раз превосходят солнечный. И, наоборот, есть звёзды карлики, радиусы которых в десятки и сотни раз меньше радиуса Солнца. У людей тоже встречается подобное отклонение от нормы. Есть люди -карлики гиганты. У человечества представители различных рас отличаются цветом кожи. Приложение №5

2.1.Гарвардская спектральная классификация звезд

Как оказалось, среди сотен тысяч звёзд трудно обнаружить звезды излучающие одинаковые спектры. Звёзды как и люди -индивидуальны. И всё же, анализируя звёздные спектры создана Гарвардская спектральная классификация звезд по спектральным классам, по цвету: О,В,А -горячие или ранние, F,G-солнечные, К,М- холодные поздние. Цвет звезды напрямую зависит от её температуры. Например, звезда Арктур из созвездия Волопаса- желто-оранжевая, Ригель из созвездия Ориона -бело-голубая, Антаррес из созвездия Скорпиона - ярко-красная.

Приложение №6

(14.Слайд) Самые горячие - голубые звёзды, а холодные - красные Самые горячие - голубые звёзды, а холодные - красные.

Спектральная классификация звёзд

Основные линии

тура, тыс.К

бело- голубой

желто -белый

оранжевый

Срок жизни звезды и то, во что она превращается в конце жизненного пути, полностью определяется ее массой. Рождение и смерть - ничтожно малые мгновенья в жизни звезды.

2.2 Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Характеристика звёзд главной последовательности.

Датский астроном Э.Герцшпрунг и американский астроном -Г.Рассела в 1905- 1913гг установили сущестование зависимости между светимостью звёзд и температурой и изобразили её виде диаграммы Герцшпрунга-Рассела. Смысл же всей диаграммы ГР заключается в том, чтобы нанести на нее как можно больше экспериментально наблюдаемых звезд (каждая из которых представлена соответствующей точкой) и по их расположению определить некие закономерности их распределения по соотношению спектра и светимости.

Как оказалось звёзды не заполняют поле диаграммы равномерно, а образуют несколько последовательностей. С эволюционной точки зрения главная последовательность - это то место диаграммы Герцшпрунга-Рассела, на котором звезда находится большую часть своей жизни. Молодые звёзды малой массы (до трёх масс Солнца), находящиеся на подходе к главной последовательности, полностью конвективные. Это ещё по сути протозвёзды, в центре которых только-только начинаются ядерные реакции, и всё излучение происходит в основном из-за гравитационного сжатия. То есть светимость звезды убывает при неизменной эффективной температуре. По мере приближения молодой звезды к главной последовательности сжатие замедляется.

У звезды находящейся на главной последовательности потери энергии на излучения компенсируются за счет энергии, выделяющейся в ходе ядерных реакции. Излучение звезд поддерживается в основном за счет двух типов термоядерных реакций. У массивных звезд это реакции углерод-азотного цикла, а у маломассивных звезд типа Солнца это протон-протонные реакции. В первых углерод играет роль катализатора: сам не расходуется, но способствует превращению других элементов, в результате чего 4 ядра водорода объединяются в одно ядро гелия. Таким образом, «сжигая» водород в процессе термоядерной реакции, звезда не дает силам гравитационного притяжения сжать себя до сверхплотного состояния, противопоставляя гравитационному коллапсу непрерывно возобновляемое внутреннее термическое давление, в результате чего возникает устойчивое энергетическое равновесие. О звездах на стадии активного сжигания водорода говорят, что они находятся на «основной фазе» своего жизненного цикла или эволюции. Чем массивнее звезда, тем большим запасом водородного топлива она располагает, но для противодействия силам гравитационного коллапса ей приходится сжигать водород с интенсивностью, превосходящей по темпу роста темп роста запасов водорода по мере увеличения массы звезды. Таким образом, чем массивнее звезда, тем короче время ее жизни, определяемое исчерпанием запасов водорода, и самые крупные звезды в буквальном смысле сгорают за «какие-то» десятки миллионов лет. Самые мелкие звезды, с другой стороны, «безбедно» живут сотни миллиардов лет. Так что по этой шкале наше Солнце относится к «крепким середнякам».

90% звёзд, ближайших к Солнцу, образуют главную последовательность, пересекающую поле диаграммы от её верхнего левого угла к правому нижнему. В правом нижнем углу находяться звёзды поздних спектральных классов K, М с малой светимостью -красные карлики. В левом верхнем углу - звёзды ранних спектральных классов О,В- голубые гиганты, в середине последовательности располагается Солнце и ему подобные звёзды - жёлтые карлики.

Над главной последовательностью располагается группа гигантов поздних классов G,К, М. с большой светимостью(Поллукс из созв. Близнецов). В верхнем правом углу находятся сверхгиганты (Бетельгейзе из созв. Ориона). На 1000 звёзд главной последовательности приходится один гигант, а на 1000 гигантов -один сверхгигант. . Красные гиганты и сверхгиганты в правом верхнем углу - это доживающие свой век звезды с до предела раздувшейся внешней оболочкой (через 6,5 млрд. лет такая участь постигнет и наше Солнце - его внешняя оболочка выйдет за пределы орбиты Венеры). Они излучают в пространство примерно то же количество энергии, что и звезды основного ряда, но, поскольку площадь поверхности, через которую излучается эта энергия, превосходит площадь поверхности молодой звезды на несколько порядков, сама поверхность гиганта остается относительно холодной.

Ниже основной последовательности располагается последовательность субкарликов и белых карликов с маленькой светимостью. Это очень горячие звезды - но очень мелкие, размером, обычно, не больше нашей Земли. Поэтому, излучая в космос относительно немного энергии, они, по причине весьма незначительной (на фоне других звезд) площади их поверхностной оболочки, светятся в достаточно ярком спектре, поскольку она оказывается достаточно высокотемпературной.

Вообще, по диаграмме Герцшпрунца-Рассела можно проследить весь жизненный путь звезды. Сначала звезда главной последовательности (подобная Солнцу) конденсируется из газо-пылевого облака (см. Гипотеза газопылевого облака) и уплотняется до создания давлений и температур, необходимых для разжигания первичной реакции термоядерного синтеза, и, соответственно появляется где-то в основной последовательности диаграммы ГР. Пока звезда горит (запасы водорода не исчерпаны), она так и остается (как сейчас Солнце) на своем месте в основной последовательности, практически не смещаясь. После того, как запасы водорода исчерпаны, звезда сначала перегревается и раздувается до размеров красного гиганта или сверхгиганта, отправляясь в правый верхний угол диаграммы, а затем остывает и сжимается до размеров белого карлика, оказываясь слева внизу. На самом деле, три этих последовательности на диаграмме ГР строго соответствуют трем этапам жизненного цикла звезд.

Прослеживается в диаграмме и зависимость месторасположения звезды от её массы. Массивные звёзды расположены над основной последовательностью. Нужно заметить, что звёзды одного спектрального класса,т.е. температуры могут быть гигантами и карликами, астрономы их отличают по виду спектральных линий(ширине, интенсивности.) В предложенной таблице прослеживается зависимость продолжительности жизни звезды на главной последовательности от её массы.

Интенсивность выделения энергии (светимость) звезд очень быстро возрастает с ростом их массы. Маленькие, холодные красные карлики медленно сжигают запасы водорода и остаются на главной последовательности сотни миллиардов лет, в то время как массивные сверхгиганты уйдут с главной последовательности уже через несколько миллионов лет после формирования. Поэтому более массивные звезды гораздо быстрее сжигают свое горючее, чем маломассивные.

Яркие массивные звезды верхней части главной последовательности (спектральные классы О, В и А) живут значительно меньше, чем звезды типа Солнца и еще менее массивные члены нижней части главной последовательности. Поэтому родившиеся одновременно с Солнцем звезды классов О, В и А уже давно закончили свою эволюцию, а те, что наблюдаются сейчас (например, в созвездии Ориона), должны были родиться относительно недавно. В окрестности Солнца встречаются звезды различного физического и эволюционного возраста.

Характеристика звёзд главной последовательности

Спектр.класс

Масса, Мс

Светимость Lс

Время жизни на ГП, года

тура, тыс.К

8∙10 6 -400∙10 6

бело- голубой

400∙10 6 -4∙10 9

4∙10 9 -11∙10 9

желто -белый

11∙10 9 -17∙10 9

17∙10 9 -280∙10 9

оранжевый

2.3. Строение звезд. Модели некоторых типов звезд.

Строение звёзд зависит от массы и места которое она занимает на диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Приложение №7

В недрах ярких звездах верхней части главной последовательности происходит интенсивное перемешивание вещества (конвекция), подобно кипящей воде. Такую область называют конвективным ядром звезды. Чем больше звезда, тем большую её часть составляет конвективное ядро, в котором находится источник энергии. Перенос энергии от ядра осуществляется излучением.

У звезд нижней части главной последовательности (красных -карликах) конвективное ядро отсутствует. Термоядерные реакции протекают в центральной части ядра, являющейся лучистой зоной переноса энергии. В центральной области водород горит, превращаясь в гелий. Перенос энергии к поверхности звезды осуществляется конвекцией, с переносом вещества. Когда водород сгорает полностью, звёзды медленно сжимаются и за счёт энергии сжатия могут существовать ещё очень длительное время.

Солнце и подобные ему звёзды представляют собой промежуточный случай. У Солнца имеется маленькое конвективное ядро, но не очень чётко отделённое от остальной части. Ядерные реакции горения водорода протекают как в ядре, так и в его окрестностях. Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии, где она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света - квантов. Плотность, температура и давление уменьшаются по мере удаления от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Перенос энергии от центра к поверхности (фотосфере) длится миллионы лет. На своём пути через внутренние солнечные слои поток энергии встречает такую область, где непрозрачность газа сильно возрастает. Это конвективная зона Солнца. Здесь энергия передаётся уже не излучением, а конвекцией. Огромные потоки горячего газа поднимаются вверх, где отдают своё тепло окружающей среде, а охлаждённый солнечный газ опускается вниз.

У Красных гигантов имеют центральное небольшое изотермическое ядро из гелия, температура в пределах которого одинакова. Это ядро окружено узкой зоной, в которой происходят ядерные реакции, затем небольшая лучистая зона. Далее идет широкий слой, где энергия передается конвекцией. Белые карлики однородны и состоят из вырожденного газа.

2.4. Дальнейшая эволюция звезды, выход из главной последовательности. Звезда- красный гигант, взрыв сверхновой звезды.

На, звезда находиться большую часть своёй жизни. Как только звезда истощает запас водорода в ядре, она уходит с главной последовательности. Все остальные стадии эволюции звезды до образования компактного остатка занимают не более 10% от этого времени. Именно поэтому большинство звезд, наблюдаемых в нашей Галактике, - скромные красные карлики с массой Солнца или меньше. Приложение №8.

По прошествии от миллиона до нескольких десятков миллиардов лет (в зависимости от начальной массы) звезда истощает водородные ресурсы ядра. В больших и горячих звёздах это происходит гораздо быстрее, чем в маленьких и более холодных.

У Красных карликов (такие как Проксима Центавра с массой менее 0,5 солнечной) после медленного преобразования водорода в гелий в ядре прекратятся термоядерные реакции. После прекращения в их ядре термоядерных реакций, они, постепенно остывая, будут продолжать слабо излучать в инфракрасном и микроволновом диапазонах электромагнитного спектра. На сегодняшний день достоверно неизвестно, что происходит с лёгкими звёздами после истощения запаса водорода. Поскольку возраст вселенной составляет 13,7 миллиардов лет, что недостаточно для истощения запаса водородного топлива, современные теории основываются на компьютерном моделировании процессов, происходящих в таких звёздах.

Чем массивнее была звезда, тем большее гелиевое ядро в ней образуется. Тем больше силы, стремящиеся его сжать. Тем больше давление в ядре и его температура. В большинстве звезд эта температура достаточна, чтобы начались ядерные реакции синтеза углерода из гелия.

У более крупных звёзд основной последовательности когда в центре звезды весь превратится в, термоядерное горение водорода продолжается на периферии гелиевого ядра. Ядро, которое теперь состоит в основном из гелия, начинает сжиматься под действием сил гравитации, так как нет больше сил, сдерживающих сжатие.) В этот период структура звезды начинает заметно меняться. Энергия, высвобождаемая в результате сжатия ядра и горения водорода, увеличивает давление, идущее из центра звезды, под действием него звезда расширяется до гигантских размеров, приблизительно в 100 раз. При этом её светимость растёт, плотность и температура внешних слоев падает- звезда становится. Фаза горения гелия продолжается около нескольких миллионов лет. На ветви гигантов звезда проводит значительно меньше времени, чем на главной последовательности.Звезда красный гигант имеет радиус в сотни раз больше радиусов Солнца. Когда масса её изотермического гелиевого ядра становится значительной, оно не выдерживает собственного веса и начинает сжиматься; если звезда достаточно тяжела, возрастающая при этом температура может вызвать термоядерное превращение гелия в более тяжёлые элементы. Когда все термоядерное топливо выгорает, с образованием ядер железа и никеля, гравитационное сжатие продолжается. На самом деле, все химические элементы вплоть до железа, из которых состоит Вселенная, образовались именно в результате нуклеосинтеза в недрах умирающих звезд. Как только температура и давление внутри ядра достигают определенного уровня, электроны начинают вступать во взаимодействие с протонами ядер железа, в результате чего образуются нейтроны. И за очень короткий отрезок времени - некоторые теоретики полагают, что на это уходят считанные секунды, - свободные на протяжении всей предыдущей эволюции звезды электроны буквально растворяются в протонах ядер железа, всё вещество ядра звезды превращается в сплошной сгусток нейтронов и начинает стремительно сжиматься в гравитационном коллапсе, поскольку противодействовавшее ему давление вырожденного электронного газа падает до нуля. Внешняя оболочка звезды, из под которой оказывается выбита всякая опора, обрушивается к центру. Энергия столкновения обрушившейся внешней оболочки с нейтронным ядром столь высока, что она с огромной скоростью отскакивает и разлетается во все стороны от ядра - и звезда буквально взрывается в ослепительной вспышке сверхновой звезды. За считанные секунды при вспышке сверхновой может выделиться в пространство больше энергии, чем выделяют за это же время все звезды галактики вместе взятые.

Жизнь звезды заканчивается огромным взрывом. В результате этого взрыва часть массы звезды стремится к центру под действием гравитационного сжатия (в этот момент гравитационные силы уже не сдерживаются термоядерными реакциями), а другая часть разлетается в пространстве. Оболочка красного гиганта достигает колоссальных размеров - в сотни радиусов Солнца - и за время порядка 10-100 тыс. лет рассеивается в пространство. Взрывная волна уносят материал прочь от умирающей звезды в межзвёздное пространство. Рассеявшиеся оболочки звезд могут снова в последствие пойти на образование порождающих звезды газовых облаков.

Само явление отделения внешней оболочки - называется взрыв сверхновой звезды. Этот взрыв сопровождается столь мощным излучением, что некогда тусклую звезду становится иногда видно даже днем на небе. Судьба же центральной части звезды полностью зависит от её исходной массы.

3. Заключительный этап эволюции звезды.

После того как звезда начинает расширяться, она покидает главную последовательность, дни её теперь сочтены. С этого момента жизнь звезды начинает клониться к закату.

Звезда лишается всяких средств для воспроизводства своих энергетических запасов. Это означает, что она должна умереть. Теперь, исчерпав запасы ядерной энергии, звезда может только сжиматься и использовать гравитационную энергию, чтобы поддержать своё свечение.

После того как звезда исчерпает свои источники энергии она начинает остывать и сжиматься. Конечным продуктом эволюции звезд являются компактные массивные объекты, плотность которых во много раз больше, чем у обычных звезд.

Звезды разной массы приходят в итоге к одному из трех состояний: белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Приложение №9.

3.1. Белые карлики.

Белые карлики - конечная стадия звездной эволюции после исчерпания термоядерных источников энергии звезд средней и малой массы(масса которых менее 10 солнечных масс). Из-за небольшой массы, силы гравитации сравнительно слабы и сжатие звезды (гравитационный коллапс) прекращается. Она переходит в устойчивое состояние белого карлика. Белые карлики представляют собой очень плотные горячие звезды малых размеров из вырожденного газа. Атомы газа ионизированы, электроны уже не связаны с отдельными ядрами, а свободно движутся относительно них. Процесс отделения электронов от ядер, происходит в результате ионизации давлением. Когда ионизация становится полной, облако электронов движется относительно решётки из более тяжёлых ядер, так что вещество белого карлика приобретает определённые физические свойства, характерные для металлов. В таком веществе энергия переносится к поверхности электронами, подобно тому, как тепло распространяется по железному пруту, нагреваемому с одного конца.

При массе около солнечной радиус белого карлика составляет всего несколько тысяч километров(в сотни раз меньше размеров Солнца.) Средняя плотность вещества в нём часто превышает тонну на кубический сантиметр! Белый карлик уже почти не излучает видимого света и потому становится невидимым. Температура белого карлика колеблется от тысячи до нескольких десяткой тысяч градусов. Ядерные реакции внутри белого карлика не идут, а свечение происходит за счет медленного остывания. Постепенно температура поверхности белого карлика уменьшается и звезда перестаёт быть белой (по цвету) - это скорее уже бурый или коричневый карлик- остывшую, умершую звезду. Сначала белый карлик охлаждается быстро, но по мере падения температуры внутри него охлаждение замедляется. Согласно оценкам, за первые сотни миллионов лет светимость белого карлика падает на 1% от светимости Солнца.

Масса белых карликов не может превышать некоторого значения - это так называемый предел Чандрасекара, равны примерно 1,4 массы Солнца.

3.2. Нейтронные звёзды.

Нейтронная звезда - это конечное состояние эволюции более массивных звезд (от 10 до 30 солнечных масс). Давление вырожденных электронов не может сдержать сжатие, сжатие продолжается. Сильная гравитация в недрах заставляет электроны упасть на атомное ядро, где они, сливаясь с протонами, образуют нейтроны Электромагнитные силы, разделяющие близлежащие ядра, исчезают. Вскоре уже почти вся звезда состоит из одних нейтронов и имеет такую громадную плотность (плотность в 100 млн. раз превышает плотность воды), что огромная звездная масса в 1,5-2 раза больше солнечной сосредоточивается в очень небольшом шаре радиусом всего 10-20 километров и сжатие останавливается - образуется нейтронная звезда. Максимально возможная масса нейтронной звезды носит название предела Оппенгеймера-Волкова, который в любом случае не больше трех масс Солнца. . Нейтронные звезды обладают огромным магнитным полем в миллиарды раз превышающем магнитное поле земли. Период их обращения становится чрезвычайно мал, по мере уменьшения размера звезды (благодаря сохранению момента импульса). Некоторые совершают 600 оборотов в секунду. Когда ось, соединяющая северный и южный магнитный полюса этой быстро вращающейся звезды, указывает на Землю, можно зафиксировать импульс излучения, повторяющийся через промежутки времени, равные периоду обращения звезды. Такие нейтронные звёзды получили название «пульсары», и стали первыми открытыми нейтронными звёздами. Первое наблюдение нейтронной звезды состоялось в 1968

3.3 Чёрная дыра.

Чёрная дыра - это конечное состояние эволюции звёзд в 30 и более раз превосходит массу Солнца. Если образование нейтронной звезды не остановит гравитационного коллапса, то конечным этапом эволюции звезды будет черная дыра. Черные дыры образуются в результате коллапса гигантских нейтронных звезд (более 3 масс Солнца). При сжатии их гравитационное поле уплотняется все сильнее и сильнее. Наконец звезда сжимается до такой степени, что свет уже не может преодолеть ее притяжения. Радиус, до которого должна сжаться звезда, чтобы превратиться в черную дыру, называется гравитационным радиусом. Для массивных звезд он составляет несколько десятков километров. Поскольку черные дыры не светят, то единственный путь судить о них - это наблюдать воздействие их гравитационного поля на другие тела. Сам термин "черная дыра" введен в науку американским физиком Джоном Уилером в 1968 г. для обозначения сколлапсировавшей звезды.

Дырами такие объекты прозваны потому, что все, слишком близко приблизившееся к ним, неминуемо падает на их поверхность, и ничто уже не может ее покинуть. Все вещество как бы пропадает в черной дыре безвозвратно. Первоначальная масса звезды, из которой в конце получится черная дыра,

Дальнейшая жизнь, как нейтронной звезды, так и черной дыры мало отличаются друг от друга. В настоящее время известен квантово-механический механизм "испарения" черных дыр и нейтронных звезд. Однако для их полного испарения требуются времена более чем в 1030-1040 раз превышающие время существования вселенной. Приложение №10.

4 .Жизненный цикл Солнца.

Наше Солнце, являющееся обычной звездой, находится на этой последовательности уже в течение 5-6 млрд. лет и, по-видимому, проведёт на ней ещё столько же времени, оно находится в середине своего эволюционного пути. Но если бы исходная масса Солнца была всего вдвое выше, то его эволюция уже давно закончилась бы, и жизнь на Земле так и не успела бы достигнуть своей вершины в образе человека. Приложение№11.

Солнце находится на активной стадии сжигания водорода в процессе активного нуклеосинтеза уже около 5 миллиардов лет, и запасов водорода в ядре должно хватить еще на 5,5 миллиарда лет. По современным представлениям, излучение энергии звезд вызывает уменьшение их массы. В этом смысле, следует понимать, что энергия и масса - одно и то же. Солнце теряет ежесекундно миллионы тонн. Однако, за 5 миллиардов лет своего существования оно израсходовало лишь половину имеющегося в его недрах ядерного горючего. При вторичном сгорании гелия в ядре: из трех ядер гелия образуется одно ядро углерода, звезды выделяется так много энергии, что звезда начинает буквально раздуваться. В частности, оболочка Солнца на этой стадии жизни расширится за пределы орбиты Венеры. При этом совокупная энергия излучения звезды остается примерно на том же уровне, что и в течение основной фазы ее жизни, но, поскольку излучается эта энергия теперь через большую площадь поверхности, внешний слой звезды остывает до красной части спектра. Звезда превращается в красный гигант.

Для звезд класса Солнца после истощения топлива, питающего вторичную реакцию нуклеосинтеза, снова наступает стадия гравитационного коллапса - на этот раз окончательного. Температура внутри ядра больше не способна подняться до уровня, необходимого для начала термоядерной реакции следующего уровня. Поэтому звезда сжимается до тех пор, пока силы гравитационного притяжения не будут уравновешены следующим силовым барьером. В его роли выступает давление вырожденного электронного газа (предел Чандрасекара). Электроны, до этой стадии игравшие роль безработных статистов в эволюции звезды, не участвуя в реакциях ядерного синтеза и свободно перемещаясь между ядрами, находящимися в процессе синтеза, на определенной стадии сжатия оказываются лишенными «жизненного пространства» и начинают «сопротивляться» дальнейшему гравитационному сжатию звезды. Состояние звезды стабилизируется, и она превращается в вырожденного белого карлика. В этом состоянии, когда размер звезды уменьшается в сотню раз, а плотность становится в миллион раз выше плотности воды, звезда будет излучать в пространство остаточное тепло, пока не остынет окончательно и не превратится в чёрного карлика.

Подавляющее большинство звёзд, и Солнце в том числе, заканчивают эволюцию, сжимаясь до тех пор, пока давление вырожденных электронов не уравновесит гравитацию. звезду называют белым карликом. Она лишена источников энергии и, постепенно остывая, становится тёмной и невидимой. Через 8-9 миллиардов лет оно превратится сначала в красный гигант, затем, сбросив оболочку, станет белым, а после и «черным» карликом.

Заключение

Мир звёзд очень разнообразен, но и в нём есть определённые закономерности. Срок жизни звезды и то, во что она превращается в конце жизненного пути, полностью определяется ее массой. Звезды с массой больше солнечной живут гораздо меньше Солнца, а время жизни самых массивных звезд - всего миллионы лет. Для подавляющего большинства звезд время жизни - около 15 млрд. лет. Как и все тела в природе, звёзды не остаются неизменными, они эволюционируют. Хотя по человеческой шкале времени звезды и кажутся вечными, они, подобно людям рождаются, живут и умирают. Приложение№12.

Приложение №1 (Спиралевидная галактика)

Приложение №2 (Комплекс молекулярных облаков в Орионе.)

Приложение №3 (Рождение протозвезды)

Приложение №4 (Двойные звёздные системы)

Приложение №5 (Люди- гиганты и карлики. Представители разных рас.)

Приложение №6 (Зависимость цвета от температуры)

Звезда Арктур из созвездия Волопаса, желто-оранжева. Звезда Ригель из созвездия Ориона, бело - голубая. Звезда Антарес из созвездия Скорпиона, ярко-красная .

Приложение № 7 (Диаграмма Герцшпрунга-Рассела.)

Приложение №7 (Модель голубого гиганта и красного карлика)

Модель Солнца и красного гиганта.

Приложение №8

Приложение №9

Приложение №10

Приложение№11

Приложение№12

ЛИТЕРАТУРА

Тейлер Р. Строение и эволюция звезд. М., 1973

Шкловский И.С. Звезды. Их рождение, жизнь и смерть. М., 1984

Масевич А.Г., Тутуков А.В. Эволюция звезд: теория и наблюдения. М., 1988

Бисноватый-Коган Г. С., Физические процессы теории звездной эволюции. М., 1989

Сурдин В.Г., Ламзин С. А., Протозвезды. Где, как и из чего формируются звезды. М., 1992

И.Г.Колчинский, А.А.Корсунь, М.Г.Родригес. Астрономы. 2-е изд., Киев, 1986.

Физика космоса. 2-е изд., М.:Советская энциклопедия, 1986.

Ф.Ю.Зигель. Сокровища звездного неба. 2-е изд., М.:Наука, 1980.

П.Г.Куликовский. Звездная астрономия. 2-е изд., М.:Наука, 1985.

С.Шапиро, С.Тьюколски. Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды. М.: Мир, 1985.

Ресурсы использования интернета URL-адреса

Если материал вам не подходит, воспользуйтесь поиском