أي النجوم لديها أعلى درجة حرارة. الفرق بين النجوم حسب أمثلة الألوان والنجوم متعددة الألوان. ما الذي انتبه علماء الفلك القدامى إليه؟
طرح الخبراء عدة نظريات لحدوثها. الأكثر احتمالًا في الجزء السفلي يقول أن هذه النجوم الزرقاء كانت ثنائية لفترة طويلة جدًا ، وكان لديهم عملية اندماج. عندما يتحد نجمان ، يظهر نجم جديد مع قدر أكبر من السطوع والكتلة ودرجة الحرارة.
أمثلة النجوم الزرقاء:
- جاما سيلز
- ريجل.
- زيتا أوريون
- زرافة ألفا
- زيتا كورما
- تاو كانيس ميجور.
النجوم البيضاء - النجوم البيضاء
اكتشف أحد العلماء نجمًا أبيضًا خافتًا جدًا كان عبارة عن قمر صناعي لسيريوس وسمي سيريوس ب. تم تسخين سطح هذا النجم الفريد إلى 25000 كلفن ، ونصف قطره صغير.
أمثلة النجوم البيضاء:
- نسر في كوكبة النسر.
- فيغا في كوكبة ليرا ؛
- خروع.
- سيريوس.
النجوم الصفراء - النجوم الصفراء
هذه النجوم لها وهج أصفر ، وكتلتها في حدود كتلة الشمس - حوالي 0.8-1.4. عادة ما يتم تسخين سطح هذه النجوم إلى درجة حرارة 4-6 آلاف كلفن. يعيش مثل هذا النجم لنحو 10 مليارات سنة.
أمثلة النجوم الصفراء:
- ستار HD 82943 ؛
- توليمان.
- دبيه.
- هارا.
- الحيتا.
النجوم الحمراء النجوم الحمراء
تم اكتشاف النجوم الحمراء الأولى عام 1868. درجة حرارتهم منخفضة جدًا ، والطبقات الخارجية للعمالقة الحمراء مليئة بالكثير من الكربون. في السابق ، كانت هذه النجوم تتكون من فئتين طيفيتين - N و R ، لكن العلماء تمكنوا الآن من تحديد فئة مشتركة أخرى - C.
مؤشر لون النجوم
مؤشر اللون ( مؤشر اللون) خصائص طيف إشعاع النجم ؛ معبراً عنها بالفرق المقاس في نطاقي الطيف. تم تقديمه لأول مرة في بداية القرن العشرين ، عندما أصبح من الواضح أن السطوع النسبي للنجوم على لوحات التصوير الفوتوغرافي يختلف عن السطوع المرئي (نظرًا لأن العين البشرية هي الأكثر حساسية للأشعة الصفراء ، ولوحة التصوير للأزرق) . تبدو النجوم الأكثر برودة - الصفراء والحمراء - أكثر إشراقًا للعين ، والأكثر سخونة - باللونين الأبيض والأزرق - تكون أكثر إشراقًا على لوحة فوتوغرافية. لذلك ، يشير لون النجم إلى درجة حرارته.أولاً ، تم تحديد مؤشر اللون على أنه الفرق بين وحجم الكائن: CI = m ph -m vis. سمح إدخال مقياس ضوئي ثلاثي الألوان باستخدام مؤشرين مستقلين للألوان: (B-V) و (U-B). منذ المرشح الخامس ( المرئية) قريب من مدى حساسية العين ، والمرشح B ( أزرق) - إلى نطاق لوحة التصوير ، ثم تتطابق قيم المؤشرين CI و (B-V) تقريبًا. تم ضبط مقياس الحجم بحيث (B-V) = 0 و (U-B) = 0 بالنسبة للنجوم A0 مع درجة حرارة سطح تبلغ حوالي 10،000 K. النجوم الحمراء ذات درجة حرارة سطح منخفضة لها مؤشر لون +1.0 محتى +2.0 مأما بالنسبة للنجوم البيضاء والزرقاء الحارة ، فتصل النسبة إلى -0.3 م. أدى التقدم في الطيف إلى إدخال مرشحات قياسية جديدة (I ، J ، K ، ...) وقيم الألوان المقابلة لها.
بالنسبة للنجوم التي لا يتشوه طيفها ، يتم استخدام هذا المفهوم لون عادي(أو مؤشر اللون العادي). نظرًا لأنه ، مثل الطبقة الطيفية للنجم ، مرتبط بشكل فريد تقريبًا بدرجة حرارته ، يمكن تحديد اللون الطبيعي للنجم من شكل الطيف ، حتى لو كان لونه المرصود مشوهًا بسبب الانقراض بين النجوم. يسمى الفرق بين الألوان الملحوظة والعادية اللون الزائد (فائض اللون): على سبيل المثال ، E B-V = (B-V) - (B-V) 0. قيمته تشير فقط إلى الدرجة
التصنيف الطيفي للنجوم واعتماد اللون على درجة حرارة سطحها
يتم تحديد لون النجم من خلال الاختلاف بين مقاديره. بالاتفاق العام ، يتم اختيار هذه المقاييس بحيث يكون للنجم الأبيض ، مثل سيريوس ، نفس الحجم في كلا المقياسين. يسمى الفرق بين الكميات الفوتوغرافية والكميات الضوئية مؤشر اللون لنجم معين. بالنسبة للنجوم الزرقاء مثل Rigel ، سيكون هذا الرقم سالبًا ، لأن مثل هذه النجوم الموجودة على لوحة عادية تعطي سوادًا أكبر من تلك الموجودة على لوحة حساسة للأصفر.
بالنسبة للنجوم الحمراء مثل منكب الجوزاء ، يصل مؤشر اللون إلى + 2-3 درجات. قياس اللون هذا هو أيضًا قياس درجة حرارة سطح النجم ، حيث تكون النجوم الزرقاء أكثر سخونة من النجوم الحمراء.
نظرًا لأنه يمكن الحصول على مؤشرات الألوان بسهولة تامة حتى بالنسبة للنجوم الباهتة جدًا ، فهي ذات أهمية كبيرة عند دراسة توزيع النجوم في الفضاء.
تعتبر الآلات من أهم أدوات دراسة النجوم. حتى أكثر النظرات سطحية على أطياف النجوم تكشف أنها ليست كلها متشابهة. تكون خطوط الهيدروجين بالمر قوية في بعض الأطياف وضعيفة في البعض وغائبة كليًا في البعض.
سرعان ما أصبح واضحًا أن أطياف النجوم يمكن تقسيمها إلى عدد صغير من الفئات ، بحيث تنتقل تدريجياً إلى بعضها البعض. الحالي التصنيف الطيفيتم تطويره في مرصد هارفارد تحت إشراف إي. بيكرينغ.
في البداية ، تم الإشارة إلى الطبقات الطيفية بأحرف لاتينية بترتيب أبجدي ، ولكن في عملية تحسين التصنيف ، تم إنشاء التسميات التالية للفئات المتتالية: O ، B ، A ، F ، G ، K ، M. بالإضافة إلى ذلك ، يتم دمج عدد قليل من النجوم غير العادية في الفئات R و N و S ، ويتم تحديد الأفراد الذين لا يتناسبون مع هذا التصنيف على الإطلاق بواسطة الرمز PEC (غريب - خاص).
من المثير للاهتمام ملاحظة أن ترتيب النجوم حسب الفئة هو أيضًا ترتيب حسب اللون.
- نجوم الفئة B ، التي ينتمي إليها Rigel والعديد من النجوم الأخرى في Orion ، هي زرقاء ؛
- الفصول O و A - أبيض (Sirius ، Deneb) ؛
- الفئتان F و G - أصفر (Procyon ، Capella) ؛
- الفصول K و M - البرتقالي والأحمر (Arcturus ، Aldebaran ، Antares ، Betelgeuse).
بترتيب الأطياف بالترتيب نفسه ، نرى كيف يتحول الحد الأقصى لشدة الانبعاث من البنفسجي إلى الطرف الأحمر للطيف. يشير هذا إلى انخفاض في درجة الحرارة عندما ينتقل المرء من الفئة O إلى الفئة M. يتحدد مكان النجم في التسلسل بدرجة حرارة سطحه أكثر من تركيبه الكيميائي. من المقبول عمومًا أن التركيب الكيميائي هو نفسه بالنسبة للغالبية العظمى من النجوم ، لكن درجات الحرارة والضغوط السطحية المختلفة تسبب اختلافات كبيرة في الأطياف النجمية.
الدرجة الزرقاء يا نجومهي الاكثر حرارة. تصل درجة حرارة سطحها إلى 100000 درجة مئوية. يمكن التعرف على أطيافها بسهولة من خلال وجود بعض الخطوط الساطعة المميزة أو عن طريق انتشار الخلفية بعيدًا في منطقة الأشعة فوق البنفسجية.
يتم اتباعهم مباشرة فئة النجوم الزرقاء ب، هي أيضًا شديدة الحرارة (درجة حرارة السطح 25000 درجة مئوية). أطيافهم تحتوي على خطوط من الهيليوم والهيدروجين. السابق يضعف ، في حين أن الأخير يقوى في الانتقال إلى فئة أ.
الخامس الفصول F و G(نجم فئة G النموذجي هو شمسنا) تزداد خطوط الكالسيوم والمعادن الأخرى ، مثل الحديد والمغنيسيوم ، تدريجياً.
الخامس فئة K.خطوط الكالسيوم قوية جدًا ، وتظهر أيضًا العصابات الجزيئية.
فئة M.تشمل النجوم الحمراء التي تقل درجة حرارة سطحها عن 3000 درجة مئوية ؛ تظهر عصابات من أكسيد التيتانيوم في أطيافها.
الفئات R و N و S.تنتمي إلى الفرع المتوازي من النجوم الباردة التي تحتوي أطيافها على مكونات جزيئية أخرى.
بالنسبة للمتذوق ، هناك فرق كبير جدًا بين النجوم "الباردة" و "الساخنة" من الفئة B. في نظام تصنيف دقيق ، يتم تقسيم كل فئة إلى عدة فئات فرعية أخرى. أهم نجوم الفئة ب هي فئة فرعية VO، النجوم ذات متوسط درجة الحرارة لهذه الفئة - k فئة فرعية B5، أبرد النجوم - ل الفئة الفرعية B9. النجوم خلفهم مباشرة. فئة فرعية AO.
تبين أن دراسة أطياف النجوم مفيدة للغاية ، لأنها تجعل من الممكن تصنيف النجوم تقريبًا وفقًا لأحجامها المطلقة. على سبيل المثال ، نجم VZ هو عملاق بحجم مطلق يقارب -2.5. ومع ذلك ، من الممكن أن يكون النجم أكثر سطوعًا بعشر مرات (القيمة المطلقة - 5.0) أو أكثر خفوتًا بعشر مرات (القيمة المطلقة 0.0) ، لأنه من المستحيل إعطاء تقدير أكثر دقة من النوع الطيفي وحده.
عند إنشاء تصنيف للأطياف النجمية ، من المهم جدًا محاولة فصل العمالقة عن الأقزام داخل كل فئة طيفية ، أو في حالة عدم وجود هذا التقسيم ، من المهم جدًا الفصل من التسلسل الطبيعي للنجوم العملاقة التي تحتوي على نسبة عالية جدًا أو منخفضة جدًا لمعان.
يعتقد الكثير من الناس أن كل النجوم في السماء بيضاء. (ماعدا الشمس التي بالطبع أصفر.) بشكل مفاجئ ، لكن في الواقع إنه العكس تماما: لدينا ، وتأتي النجوم بألوان مختلفة - مزرق ، أبيض ، مصفر ، برتقالي وحتى أحمر!
سؤال آخر، هل تستطيع رؤية لون النجوم بالعين المجردة؟؟ تظهر النجوم الخافتة بيضاء لأنها أضعف من أن تثير المخاريط في شبكية أعيننا - خلايا مستقبلية خاصة مسؤولة عن رؤية الألوان. القضبان الحساسة للضوء الضعيف لا تميز الألوان. هذا هو السبب في أن جميع القطط في الظلام رمادية وكل النجوم بيضاء.
ماذا عن النجوم الساطعة؟
دعونا نلقي نظرة على كوكبة الجبار ، أو بالأحرى ، إلى نجميها اللامعين ، ريجل ومنكب الجوزاء. (الجوزاء هو الكوكبة المركزية لسماء الشتاء. ويلاحظ في المساء في الجنوب من أواخر نوفمبر إلى مارس).
تبرز نجمة Betelgeuse من بين آخرين في كوكبة Orion مع صبغة حمراء. الصورة: بيل ديكنسون / APOD
حتى نظرة خاطفة تكفي لملاحظة اللون الأحمر لمنكب الجوزاء واللون الأبيض المزرق لـ Rigel. هذه ليست ظاهرة واضحة - النجوم لها ألوان مختلفة. يتم تحديد الاختلاف في اللون فقط من خلال درجة الحرارة على أسطح هذه النجوم. النجوم البيضاء أسخن من النجوم الصفراء ، والنجوم الصفراء أسخن من النجوم البرتقالية. أكثر النجوم سخونة لونها أبيض مائل للزرقة ، بينما أبردها لونها أحمر. في هذا الطريق، Rigel أكثر سخونة من Betelgeuse.
ما هو لون ريجل حقا؟
في بعض الأحيان ، على الرغم من ذلك ، ليس واضحًا جدًا. في ليلة باردة أو عاصفة ، عندما يكون الهواء مضطربًا ، يمكنك ملاحظة شيء غريب - يغير Rigel سطوعه بسرعة (بمعنى آخر ، وميض) و تلمع بألوان مختلفة!يبدو أحيانًا أنه أزرق ، وأحيانًا يبدو أنه أبيض ، ثم يومض باللون الأحمر للحظة! اتضح أن Rigel ليس نجمًا أبيض مزرق على الإطلاق - فمن غير الواضح بشكل عام ما هو لونه!
الأزرق ريجل وسديم انعكاس رأس الساحرة. الصورة: مايكل هيفنر / Flickr.com
تقع المسؤولية الكاملة عن هذه الظاهرة على الغلاف الجوي للأرض. منخفضة فوق الأفق (ولا يرتفع ريجل أبدًا عالياً في خطوط العرض لدينا) غالبًا ما تتلألأ النجوم وتتلألأ بألوان مختلفة. يمر ضوءهم عبر سماكة كبيرة جدًا من الغلاف الجوي قبل أن يصل إلى أعيننا. على طول الطريق ، ينكسر وينحرف في طبقات من الهواء بدرجات حرارة وكثافة مختلفة ، مما يخلق تأثيرًا يرتجف وتغير سريع في اللون.
أفضل مثال على النجم الذي يتلألأ بألوان مختلفة هو الأبيض سيريوسالتي تقع في السماء بجانب Orion. نجم الشعرى اليمانية هو ألمع نجم في سماء الليل ، وبالتالي فإن تغير لونه المتلألئ والسريع يكون أكثر وضوحًا من نجوم الجوار.
على الرغم من أن النجوم تأتي في مجموعة متنوعة من الألوان ، إلا أنه من الأفضل رؤية الأبيض والأحمر بالعين المجردة. من بين جميع النجوم الساطعة ، ربما يبدو النجم Vega فقط مزرقًا بشكل واضح.
فيغا يشبه الياقوت في التلسكوب. الصورة: فريد إسباناك
ألوان النجوم في التلسكوبات والمناظير
ستُظهر الأدوات البصرية - التلسكوبات ، والمناظير ، ونظارات التجسس - لوحة ألوان أكثر إشراقًا وأوسع نطاقاً من ألوان النجوم. سترى نجومًا برتقالية وصفراء لامعة وأبيض مزرق وأبيض مصفر وذهبي وحتى نجوم مخضر! ما مدى واقعية هذه الألوان؟
في الأساس هم جميعهم حقيقيون! حقيقة، لا توجد نجوم خضراء في الطبيعة(لماذا هو سؤال منفصل) ، هذا خداع بصري ، رغم أنه جميل جدًا! لا يمكن ملاحظة النجوم الخضراء وحتى الزمردية إلا عندما يكون هناك نجم أصفر أو برتقالي مصفر قريبًا جدًا.
التلسكوب العاكس ينتج الألوان بدقة أكبر بكثير من المنكسر.نظرًا لأن تلسكوبات العدسات تعاني من درجات متفاوتة من الانحراف اللوني ، وتعكس المرايا العاكسة الضوء من جميع الألوان بالتساوي.
من المثير للاهتمام للغاية ملاحظة النجوم متعددة الألوان ، أولاً بالعين المجردة ، ثم باستخدام منظار أو تلسكوب. (عند النظر من خلال التلسكوب ، استخدم أقل نسبة تكبير).
يوضح الجدول أدناه ألوان 8 نجوم لامعة. يتم إعطاء سطوع النجوم بمقادير نجمية. يعني الحرف v أن سطوع النجم متغير - لأسباب مادية فإنه يضيء إما أكثر إشراقًا أو باهتًا.
| نجمة | كوكبة | يلمع | اللون | رؤية المساء |
|---|---|---|---|---|
| سيريوس | كلب كبير | -1.44 | أبيض ، ولكن في كثير من الأحيان وميض وميض بألوان مختلفة بسبب الظروف الجوية | نوفمبر - مارس |
| فيجا | ليرا | 0.03 | أزرق | على مدار السنة |
| كنيسة صغيرة | Auriga | 0.08 | أصفر | على مدار السنة |
| ريجل | اوريون | 0.18 | أبيض مزرق ، ولكن غالبًا ما يكون شديد اللمعان وقزحي الألوان بسبب الظروف الجوية | نوفمبر - أبريل |
| بروسيون | كلب صغير | 0.4 | أبيض | نوفمبر - مايو |
| الديبران | الثور | 0.87 | البرتقالي | أكتوبر - أبريل |
| بولوكس | توأمان | 1.16 | برتقالي شاحب | نوفمبر - يونيو |
| منكب الجوزاء | اوريون | 0.45 فولت | أحمر برتقالي | نوفمبر - أبريل |
النجوم الملونة في سماء ديسمبر
في ديسمبر ، يمكنك العثور على عشرات النجوم الملونة الزاهية! لقد تحدثنا بالفعل عن Betelgeuse الأحمر و Rigel الأبيض المزرق. في الليالي الهادئة بشكل استثنائي ، سيريوس مدهشة في بياضها. نجمة كنيسة صغيرةفي كوكبة Auriga للعين المجردة تبدو بيضاء تقريبًا ، لكنها تكشف في التلسكوب لونًا أصفر مميزًا.
تأكد من إلقاء نظرة على فيجا، والتي تكون مرئية من أغسطس إلى ديسمبر في المساء عاليا في السماء في الجنوب ، ثم في الغرب. ليس من قبيل الصدفة أن يُطلق على Vega اسم الياقوت السماوي - لونه الأزرق عميق جدًا عند ملاحظته من خلال التلسكوب!
أخيرا في النجم بولوكسمن كوكبة الجوزاء ستجد توهجًا برتقاليًا باهتًا.
بولوكس هو ألمع نجم في كوكبة الجوزاء. الصورة: فريد إسباناك
في النهاية ، ألاحظ أن ألوان النجوم التي نلاحظها بصريًا تعتمد إلى حد كبير على حساسية أعيننا وإدراكنا الذاتي. ربما ستعارضني في كل النقاط وتقول إن لون بولوكس برتقالي غامق ، ومنكب الجوزاء أحمر مصفر. اجر تجربة! انظر إلى النجوم في الجدول أعلاه بنفسك - بالعين المجردة ومن خلال أداة بصرية. قيم لونهم!
المشاهدات بعد: 13595
نجوم بألوان مختلفة
شمسنا نجمة صفراء شاحبة. بشكل عام ، لون النجوم هو لوحة متنوعة بشكل مذهل من الألوان. أحد الأبراج يسمى "صندوق الجواهر". تنتشر النجوم الزرقاء الياقوتية عبر المخمل الأسود لسماء الليل. بينهما ، في منتصف الكوكبة ، يوجد نجم برتقالي لامع.
الاختلافات في لون النجوم
يتم تفسير الاختلافات في لون النجوم من خلال حقيقة أن النجوم لها درجات حرارة مختلفة. لهذا السبب يحدث ذلك. الضوء هو إشعاع الموجة. المسافة بين قمم موجة واحدة تسمى طولها. موجات الضوء قصيرة جدا. كم الثمن؟ جرب تقسيم البوصة الواحدة إلى 250000 جزء متساوي (البوصة الواحدة تساوي 2.54 سم). تشكل العديد من هذه الأجزاء طول الموجة الضوئية.
على الرغم من هذا الطول الموجي الضئيل للضوء ، فإن أدنى اختلاف بين أحجام موجات الضوء يغير بشكل كبير لون الصورة التي نلاحظها. هذا يرجع إلى حقيقة أن موجات الضوء ذات الأطوال المختلفة يتم إدراكها من قبلنا على أنها ألوان مختلفة. على سبيل المثال ، الطول الموجي للأحمر أطول مرة ونصف من الطول الموجي للأزرق. اللون الأبيض هو شعاع يتكون من فوتونات موجات ضوئية ذات أطوال مختلفة ، أي من أشعة ذات ألوان مختلفة.
نعلم من التجارب اليومية أن لون الأجسام يعتمد على درجة حرارتها. ضع البوكر الحديدي على النار. عند تسخينه ، يتحول أولاً إلى اللون الأحمر. ثم خجلت أكثر. إذا كان من الممكن تسخين البوكر بشكل أكبر دون إذابته ، فسيتحول من الأحمر إلى البرتقالي ، ثم الأصفر ، ثم الأبيض ، وأخيراً الأزرق-الأبيض.
الشمس نجمة صفراء. درجة الحرارة على سطحه 5500 درجة مئوية. تتجاوز درجة الحرارة على سطح أسخن نجم أزرق 33000 درجة.
القوانين الفيزيائية للون ودرجة الحرارة
صاغ العلماء قوانين فيزيائية تتعلق باللون ودرجة الحرارة. كلما زادت حرارة الجسم ، زادت طاقة الإشعاع من سطحه ، وكلما كان طول الموجات المنبعثة أقصر. اللون الأزرق له طول موجي أقصر من الأحمر. لذلك ، إذا انبعث جسم في نطاق الطول الموجي الأزرق ، فهذا يعني أنه أكثر سخونة من الجسم الذي ينبعث منه ضوء أحمر. تصدر ذرات الغازات الساخنة للنجوم جسيمات تسمى الفوتونات. كلما زادت سخونة الغاز ، زادت طاقة الفوتون وقصر موجته.
لذلك ، تشع النجوم الجديدة الأكثر سخونة في النطاق الأزرق والأبيض. مع استهلاك الوقود النووي ، تبرد النجوم. لذلك ، تشع النجوم القديمة الباردة في النطاق الأحمر للطيف. تشع النجوم في منتصف العمر ، مثل الشمس ، في النطاق الأصفر.
تبعد شمسنا عن الأرض 149 مليون كيلومتر ، لذا يمكننا رؤية لونها بوضوح. النجوم الأخرى تبعد عنا تريليونات الكيلومترات أو أكثر. حتى بمساعدة التلسكوبات القوية ، لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين ما هو لونها. لتوضيح هذه المشكلة ، يقوم العلماء بتمرير الضوء من النجوم من خلال جهاز خاص - مقياس الطيف. يمكن استخدامه للكشف عن التركيب الطيفي لضوء النجوم.
عمر النجم يعتمد على لونه
يحدد علماء الفلك لون النجم من خلال لون أشد إشعاع في طيفه. بمعرفة لون النجم باستخدام معادلات رياضية بسيطة يمكنك حساب درجة حرارة سطح النجم. ومن خلال درجة الحرارة يمكنك الحكم على عمره.
