Звезда-гигант

У этого термина существуют и другие значения, см. Гигант.

Гига́нт в тип звёзд со значительно бо́льшим радиусом и высокой светимостью, чем у звёзд главной последовательности, имеющих такую же температуру поверхности^[1]. Обычно звёзды-гиганты имеют радиусы от 10 до 100 солнечных радиусов и светимости от 10 до 1000 светимостей Солнца. Звёзды со светимостью большей, чем у гигантов, называются сверхгиганты и гипергиганты^[2]^[3]. Горячие и яркие звёзды главной последовательности также могут быть отнесены к белым гигантам^[4]. Помимо этого, из-за своего большого паллетного радиуса и высокой светимости, гиганты лежат выше главной последовательности (V класс светимости в Йеркской спектральной классификации) на диаграмме Герцшпрунга-Рассела и соответствует классам светимости II и III^[5].

[править] Образование

Звезда становится гигантом после того, как весь водород, доступный для реакции в ядре звезды, был использован и, как следствие, звезда оставила главную последовательность^[5]. Звезда, начальная масса которой не превышает примерно 0,4 солнечных масс, не станет звездой-гигантом. Это происходит потому, что вещество внутри таких звёзд сильно смешано путём конвекции, и поэтому водород продолжает участвовать в реакции до тех пор, пока не израсходует всю массу звезды, в этой точке она становится белым карликом, состоящим преимущественно из гелия. Это истощение звёздного вещества, тем не менее, по прогнозам может занять времени значительно больше, чем прошло до сегодняшнего дня с момента образования Вселенной^[6].

Внутренняя структура подобной Солнцу звезды и красного гиганта. Снимок Европейской южной обсерватории.

Если звезда является более массивной, чем этот нижний предел, то когда она потребит весь водород, доступный в ядре для реакции, ядро начнёт сжиматься. Теперь водород реагирует с гелием в оболочке вокруг богатого гелием ядра и часть звезды за пределами оболочки расширяется и охлаждается. В этом месте своей эволюции, отмеченной как субгиганты на диаграмме Герцшпрунга-Рассела, светимость звезды остаётся примерно постоянной и температура её поверхности понижается. В конце концов звезда начинает подниматься до красного гиганта на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. В этой точке температура поверхности звезды, уже, как правило, красного гиганта, будет оставаться примерно постоянной, тогда как её светимость и радиус существенно увеличатся. Ядро продолжит сжиматься, повышая свою температуру^[7]^{, § 5.9.}.

Если масса звезды, когда она лежит на главной последовательности, была ниже примерно 0,5 солнечных масс, считается, что она никогда не достигнет центральных температур, необходимых для синтеза гелия^[8]^{, стр. 169.}. Поэтому она будет оставаться красным гигантом с синтезом водорода, пока не начнёт превращаться в гелиевый белый карлик^[7]^{, § 4.1, 6.1.}. В противном случае, когда температура ядра достигает примерно 10⁸ K, гелий вступает в термоядерную реакцию с углеродом и кислородом в ядре^[7]^{,§ 5.9, chapter 6.}. Энергия образуется за счёт реакции с гелием, вызывающей расширение ядра. Это создаёт давление на ближайшую оболочку из горящего водорода, что снижает уровень его энергии. Светимость звезды уменьшается, её внешняя оболочка снова сжимается и звезда покидает ветвь красного гиганта на диаграмме^[9]. Её последующая эволюция будет зависеть от массы. Если масса не очень велика, то звезда будет расположена на горизонтальном отрезке диаграммы Герцшпрунга-Рассела, или же местоположение звезды может меняться по петле^[7]^{, chapter 6.}. Если звезда не тяжелее примерно 8 солнечных масс, то в итоге она исчерпает весь гелий в ядре и в реакцию вступит гелий в оболочке вокруг ядра звезды. Тогда светимость снова увеличится и станет как у гиганта на асимптоматическом отрезке диаграммы, звезда поднимется по асимптоматической ветви диаграммы Герцшпрунга-Рассела. После того, как звезда избавится от большей части своей массы, её ядро станет таким же, как у углеродно-кислородного белого карлика^[7]^{, § 7.1-7.4.}.

У звёзд главной последовательности с большими массами в итоге в реакцию вступит углерод (около 8 солнечных масс)^[7]^{, p. 189}. Светимость этих звёзд значительно не увеличится после их ухода с главной последовательности, но они станут более красными. Они могут превратиться в красных сверхгигантов или потерять массу, что будет способствовать их эволюции в голубого сверхгиганта^[10]^{, pp. 33-35;}^[2]. В конечном итоге они станут белыми карликами, состоящими из кислорода и неона или пройдут через стадию сжатия ядра, станут сверхновыми для последующего образования нейтронных звёзд или чёрных дыр^[7]^{, § 7.4.4-7.8.}.

[править] Примеры

Широко известные звёзды-гиганты:

Альциона (η Тельца), бело-голубой гигант спектрального класса B^[11], ярчайшая звезда в рассеянном скоплении Плеяды^[12].

Тубан (α Дракона), белый гигант класса A^[13].

σ Октанта, жёлто-белый гигант класса F^[14].

Капелла Aa, жёлтый гигант класса G, один из компонентов системы Капеллы (α Возничего)^[15].

Поллукс (β Близнецов), оранжевый гигант класса K^[16].

Мира (ο Кита), красный гигант класса M^[17].

[править] См. также

[править] Примечания

в‘ Giant star, entry in Astronomy Encyclopedia, ed. Patrick Moore, New York: Oxford University Press, 2002. ISBN 0-19-521833-7.
в‘ ¹ ² supergiant, entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight, David Darling, on line. (англ.) (Проверено 8 декабря 2008)
в‘ hypergiant, entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight, David Darling, on line. (англ.) (Проверено 8 декабря 2008)
в‘ Giant star, entry in Cambridge Dictionary of Astronomy, Jacqueline Mitton, Cambridge: Cambridge University Press, 2001. ISBN 0-521-80045-5.
в‘ ¹ ² giant, entry in The Facts on File Dictionary of Astronomy, ed. John Daintith and William Gould, New York: Facts On File, Inc., 5th ed., 2006. ISBN 0-8160-5998-5.
в‘ Late stages of evolution for low-mass stars, Michael Richmond, lecture notes, Physics 230, Rochester Institute of Technology. (англ.) (Проверено 8 декабря 2008).
в‘ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Evolution of Stars and Stellar Populations, Maurizio Salaris and Santi Cassisi, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd., 2005. ISBN 0-470-09219-X.
в‘ Structure and Evolution of White Dwarfs, S. O. Kepler and P. A. Bradley, Baltic Astronomy 4, pp. 166в220.
в‘ Giants and Post-Giants, class notes, Robin Ciardullo, Astronomy 534, Penn State University.
в‘ Blowing Bubbles in the Cosmos: Astronomical Winds, Jets, and Explosions, T. W. Hartquist, J. E. Dyson, and D. P. Ruffle, New York: Oxford University Press, 2004. ISBN 0-19-513054-5.
в‘ Alcyone (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.
в‘ Джим Калер. Alcyone (англ.). в описание звезды на сайте профессора Джима Калера. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.
в‘ Thuban (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.
в‘ Sigma Octantis (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.
в‘ α Aurigae A (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.
в‘ Pollux (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.
в‘ Mira (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[oxford-0] в‘ Giant star, entry in Astronomy Encyclopedia, ed. Patrick Moore, New York: Oxford University Press, 2002. ISBN 0-19-521833-7.

[darlingsg-1] в‘ ¹ ² supergiant, entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight, David Darling, on line. (англ.) (Проверено 8 декабря 2008)

[2] в‘ hypergiant, entry in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight, David Darling, on line. (англ.) (Проверено 8 декабря 2008)

[cambridge-3] в‘ Giant star, entry in Cambridge Dictionary of Astronomy, Jacqueline Mitton, Cambridge: Cambridge University Press, 2001. ISBN 0-521-80045-5.

[fof-4] в‘ ¹ ² giant, entry in The Facts on File Dictionary of Astronomy, ed. John Daintith and William Gould, New York: Facts On File, Inc., 5th ed., 2006. ISBN 0-8160-5998-5.

[rln-5] в‘ Late stages of evolution for low-mass stars, Michael Richmond, lecture notes, Physics 230, Rochester Institute of Technology. (англ.) (Проверено 8 декабря 2008).

[evo-6] в‘ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ Evolution of Stars and Stellar Populations, Maurizio Salaris and Santi Cassisi, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd., 2005. ISBN 0-470-09219-X.

[7] в‘ Structure and Evolution of White Dwarfs, S. O. Kepler and P. A. Bradley, Baltic Astronomy 4, pp. 166в220.

[psu-8] в‘ Giants and Post-Giants, class notes, Robin Ciardullo, Astronomy 534, Penn State University.

[9] в‘ Blowing Bubbles in the Cosmos: Astronomical Winds, Jets, and Explosions, T. W. Hartquist, J. E. Dyson, and D. P. Ruffle, New York: Oxford University Press, 2004. ISBN 0-19-513054-5.

[10] в‘ Alcyone (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[11] в‘ Джим Калер. Alcyone (англ.). в описание звезды на сайте профессора Джима Калера. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[12] в‘ Thuban (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[13] в‘ Sigma Octantis (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[14] в‘ α Aurigae A (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[15] в‘ Pollux (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[16] в‘ Mira (англ.). в характеристики звезды в базе SIMBAD. Архивировано из первоисточника 22 марта 2012. Проверено 9 декабря 2008.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

Звёзды
Эволюция	Формирование · Звёзды до главной последовательности · Главная последовательность · Горизонтальная ветвь · Асимптотическая ветвь гигантов · Полоса нестабильности · Красное сгущение · Планетарная туманность · Протопланетарная туманность · Яркие голубые переменные · Звезда Вольфа в Райе · Псевдосверхновая · Сверхновая звезда · Гиперновая звезда · Диаграмма Герцшпрунга-Рассела · Звёздное население
Протозвёзды	Молекулярное облако · Глобула Бока · Молодые звёздные объекты · Объект Хербига в Аро · Трек Хаяси · Предел Хаяси · Трек Хеньи · Орионовы переменные (звёзды типа T Тельца · фуоры) · Звёзды Хербига (Ae/Be)
Типы звёзд	Субкарлик · Карлики (Красный · Жёлтый · Оранжевый · Голубой) · Субгигант · Гиганты (Красный гигант · Голубой гигант · Яркий гигант) · Сверхгиганты (Красный сверхгигант · Жёлтый сверхгигант · Голубой сверхгигант) · Гипергиганты (Жёлтый гипергигант) · Голубые отставшие звёзды · Оболочечная звезда · Углеродная звезда (Метиновая звезда) · Бариевая звезда · Звезда S типа · Пекулярная звезда · Технециевая звезда · Ртутно-марганцевая звезда · Переменная звезда
Звёздные останки	Белый карлик · Чёрный карлик · Нейтронная звезда (Пульсар: (Радиопульсар · Рентгеновский пульсар) · Магнетар: (Аномальный рентгеновский пульсар · Источник мягких повторяющихся гамма-всплесков) · Великолепная семёрка · Вращающийся радиотранзиент) · Чёрная дыра звёздной массы · Плотная звезда (Экзотическая звезда · Кварковая звезда · Преонная звезда · Q-звезда) · Железная звезда
«Недозвёзды»	Коричневый карлик · Субкоричневый карлик · Планетар
Строение звёзд	Звёздное ядро · Конвективная зона · Лучистая зона · Фотосфера · Хромосфера · Звёздная корона · Звёздный ветер · Пузырь звёздного ветра · Металличность · Звёздное магнитное поле · Астросейсмология · Солнцеподобные осцилляции · Предел Эддингтона
Звёздный нуклеосинтез	s-процесс · r-процесс · p-процесс · rp-процесс · Альфа-процесс · Тройная гелиевая реакция · Протон-протонный цикл · Углерод-азотный цикл · Гелиевая вспышка · Горение углерода · Углеродная детонация · Горение кислорода · Горение неона · Горение кремния
Свойства звёзд	Спектральный класс · Эффективная температура · Звёздная кинематика (Собственное движение · Угловая скорость) · Микротурбулентность · Солнечная масса · Планетная система · Вращение звёзд · Звёздная система (Двойная звезда · Кратная звезда) · Звёздная динамика · UBV-фотометрия · Обозначения звёзд · Звёздная величина (Абсолютная звёздная величина)
Списки звёзд	Список звёздных имён · Список наиболее массивных звёзд · Список наименее массивных звёзд · Список крупнейших звёзд · Список самых ярких звёзд · Список самых мощных звёзд · Список ближайших звёзд · Список коричневых карликов · Хронология звёздной астрономии
Категория:Звёзды

Звезда-гигант

Содержание

[править] Образование

[править] Примеры

[править] См. также

[править] Примечания

Личные инструменты

Пространства имён

Варианты

Просмотры

Действия

Поиск

Навигация

Участие

Печать/экспорт

Инструменты

На других языках