Класи зірок і типи планет
Хімічний склад зірок приблизно однаковий: їх плазма складається головним чином з атомів водню і гелію, тобто з найлегших атомів в природі. Домішка інших елементів, важчих, дуже невелика. Ці світила астрономи розподіляють, немов учнів в школі, за класами. Кожен клас має буквене позначення, причому використовуються літери латинського алфавіту.
Спочатку вчені не мали точним засобом розподілу зірки по класах, тому, ледь виявивши кілька схожих світил, приписували їм яку-небудь букву в алфавітному порядку. Так з'явилися класи А, В, С і т. Д. Коли астрономи дісталися до букви О, то зрозуміли, що виконали дуже багато зайвої роботи і виділили неіснуючі класи. Довелося заново об'єднувати зірки, усуваючи помилкові класи. В результаті виявилося, що всього в Галактиці сім зіркових класів. Їх розташовують в наступному порядку:
O (О) - B (Б) - A (А) - F (Ф) - G (Жи) - K (К) - M (М)
Цей порядок легко запам'ятати за допомогою приказки: «Один Бритий Англієць Фініки жував Як Моркву».
Чому сьогодні обраний саме такий порядок, не схожий на алфавітний? Через температури.
Справа в тому, що всі відмінності між зірками різних класів тісно пов'язані з температурою на поверхні цих світил. При різних температурах властивості зоряного випромінювання сильно змінюються, в тому числі змінюється і колір зірки. Тому зірки класу О - це дуже гарячі блакитні світила. На їх поверхні плазма нагріта до +30 000 ° C. До таких належить, наприклад, лямбда Оріона.
Зірки класу В - це блакитно-білі світила, трохи менше гарячі. Їх температура становить близько +20 000 ° C. Приклад - Спіка із сузір'я Діви.
Клас А включає в себе білі зірки з відносно високою (близько +10 000 ° C) температурою поверхні. Серед типових представників цього класу числяться найяскравіші зірки Північної півкулі земного неба - Сіріус (із сузір'я Великого Пса) і Вега (із сузір'я Ліри).
Гарячі світила, як прийнято вважати, здатні спалити все живе навколо. Якби Сіріус, наприклад, на кілька хвилин замінив собою Сонце, то наша планета моментально перетворилася б в спекотну пустелю, позбавлену повітря, води і, зрозуміло, будь-яких живих організмів.
Іншим загальним властивістю гарячих зірок є їх швидке обертання навколо власної осі. Важко сказати, яка сила розганяє ці світила, але вони обертаються швидше в порівнянні з зірками інших класів. Скажімо, у зірки фі Персея (клас В) швидкість обертання екватора становить 500 км / с. А у Сонця, яке по радіусу лише в три рази поступається фі Персея, швидкість обертання екватора досягає лише 2 км / с.
В клас F занесені негарячій зірки жовтуватого кольору, наприклад Процион із сузір'я Малого Пса. Температура поверхні таких світил становить 8000 ° C.
Наше Сонце належить до класу G, куди відносяться всі жовті карликові зірки з помірною температурою поверхні, що не перевищує зазвичай 6000 ° C.
Кілька холодніше помаранчеві зірки, вони зараховані до класу К. Температура їх поверхні може опускатися до 4000 ° C. Типові представники цього класу - Арктур із сузір'я Волопаса і Поллукс з Близнюків.
Зірки цих трьох класів (F, G і К) мають найбільш м'яким і рівним випромінюванням, здатним зігрівати планети, не спалюючи живі клітини. З цієї причини пошуки планет поблизу таких світил вважаються астрономами найбільш перспективними і цікавими: адже в тутешніх планетних системах можуть опинитись населені світи.
Закриває перелік клас М, куди відносяться холодні зірки червоного кольору. Їх температура становить близько 3000 ° C. За своїми розмірами представники цього класу особливо різноманітні: в «одному кошику» виявилися і карлики, і гіганти, і надгіганти. При цьому червоні карлики є одними з найбільш тьмяних зірок в Галактиці, їх світність може бути в сотні разів нижче сонячної. А ось червоні гіганти і надгіганти мають світність в 100, 1000 і більше разів перевищує сяйво нашого Сонця.
Подібно до зірок, планети теж неоднакові. Залежно від розмірів і властивостей вони поділяються на два типи - великі і малі планети. Коли вчені міркують про життя на інших планетах, то мають на увазі саме великі планети. тобто масивні об'єкти, що володіють правильною кулястою формою і здатні розчистити навколо себе космічний простір. Під словом «розчистити» астрономи розуміють здатність планети притягнути до себе весь космічне сміття в межах орбіти. Скажімо, Земля - типова планета, оскільки, по-перше, її форма близька до ідеального кулі, а по-друге, земна орбіта очищена від пилу, метеорних частинок і уламків багато мільйонів років тому.
Наша Сонячна система включає в себе вісім великих планет. При цьому вони порівну діляться на планети земної групи і планети-гіганти. Якщо не брати до уваги Землі, то планети земної групи представлені Меркурієм, Венерою і Марсом. Всі ці тіла об'єднуються схожістю за розмірами, складом і внутрішньою будовою. Дані, які мають вчені, показують, що планети земної групи мають важким центральним ядром, а зовні покриті кам'янистій корою, складеної різними мінералами - переважно оксидами кремнію і заліза. Всі планети земної групи, крім Меркурія, оточені досить щільної газової оболонкою (атмосферою).
Всі планети земної групи розташовані купчасто в околицях Сонця і розділені між собою невеликими відстанями. Найближче до денного світила Меркурій (близько 58 млн км), потім слідують Венера (понад 108 млн км), Земля (майже 150 млн км) і нарешті Марс (228 млн км).
Планети-гіганти по-іншому називаються «планетами юпитерианской групи», оскільки їх типовий і найбільший (в Сонячній системі) представник - Юпітер. Планети-гіганти у багато разів перевершують за розмірами планети земної групи, з чим пов'язані відмінності в хімічному складі і внутрішню будову. Головне з цих відмінностей полягає в тому, що планети-гіганти не мають твердої, кам'яній кори. Вони складені з холодних зріджених газів - водню, гелію, метану, водяної пари, аміаку і деяких інших. Ці гази з глибиною ущільнюються, перетворюючись в так звану «металеву рідину». У центрі таких планет, ймовірно, знаходиться тверде ядро, складене кам'янистими породами і льодом.
Планети земної групи дуже щільні; гіганти, навпаки, мають низькою щільністю речовини. Наприклад, Сатурн за своєю середньою густиною легше води. Якби знайшлася величезна ванна, здатна вмістити в себе Сатурн, то ця планета бовталася б на поверхні води, тоді як Земля неодмінно потонула б. У Сонячній системі все гігантські планети сильно віддалені від денного світила. Найближча з них - Юпітер - лежить в 779 млн км від нашої зірки. Ще далі розташовані Сатурн (1427 млн км), Уран (2869 млн км) і Нептун (4498 млн км).
Швидше за все, інші планетні системи нашої Галактики теж містять як «тверді», так і гігантські планети, хоча точно стверджувати це поки неможливо. Зате сміливо можна припускати, що в будь-який планетарна мешкають мільйони малих планет. Малою планетою називається об'єкт неправильної форми, який обертається навколо Сонця, подібно великій планеті, але через незначних розмірів не має складну будову і не здатний своєю масою розчистити власну орбіту від космічного сміття.
По суті, малі планети якраз і є найбільш крупні уламки з розряду космічного сміття. Як вважають вчені, все планетні системи виникли з газопилових туманностей навколо зірок. У таких туманностях в певний момент часу виникали згустки речовини, які росли за рахунок збирання пилових частинок, газу і таких же «новонароджених» згустків по сусідству. Активно ростуть згустки перетворилися у великі планети, повільно зростаючі стали малими планетами.
Мала планета - астероїд Гаспра
На сьогоднішній день прийнято розрізняти дві групи малих планет - астероїди і транснептунові об'єкти (ТНО). Основна частина астероїдів зосереджена в просторі між орбітами Марса і Юпітера, де вони утворюють так званий Пояс астероїдів. Відомі астероїди «троянці», які рухаються по орбітах великих планет - Землі, Марса, Юпітера і Нептуна. Крім того, між орбітами Юпітера і Нептуна розкидано чимало особливих астероїдів, які отримали збірна назва «кентаври».
Транснептунові об'єкти іноді називаються крижаними карликами. Якщо астероїди складаються з металу або кам'янистій породи, то крижані карлики складені з водяного і метанового льоду з домішкою каменів. Основна частина цих об'єктів знаходиться в Поясі Койпера. який починається за орбітою Нептуна, тобто в 30 астрономічних одиницях від Сонця, і простягається до околиць Сонячної системи (на 100-150 астрономічних одиниць від нашої зірки).
Серед малих планет є кілька особливо великих тіл, що мають близьку до кулястої форму, які важко зарахувати в звичайні астероїди. Можна сказати, що ці об'єкти - велетні серед гномів.
Такі космічні тіла умовно назвали карликовими планетами. Їх на сьогодні відомо лише п'ять, причому тільки одна з них знаходиться в Поясі астероїдів, тоді як інші чотири належать до Поясу Койпера. Ці об'єкти - Церера, Плутон, Хаумеа, Макемаке і Еріда. Про їх природі мова піде в наступних розділах.