Sao là những quả cầu khổng lồ bằng plasma sáng. Có một số lượng lớn chúng trong thiên hà của chúng ta. Các ngôi sao đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của khoa học. Chúng cũng được ghi nhận trong thần thoại của nhiều dân tộc, được dùng làm công cụ điều hướng. Khi kính thiên văn được phát minh, cũng như quy luật chuyển động của các thiên thể và lực hấp dẫn, các nhà khoa học nhận ra rằng tất cả các ngôi sao đều tương tự như Mặt trời.
Định nghĩa
Các ngôi sao thuộc dãy chính bao gồm tất cả những ngôi sao trong đó hydro biến thành heli. Vì quá trình này là đặc trưng của hầu hết các ngôi sao, nên hầu hết các ánh sáng mà con người quan sát được đều thuộc loại này. Ví dụ, Mặt trời cũng thuộc nhóm này. Alpha Orionis, hoặc, ví dụ, vệ tinh của Sirius, không thuộc về các sao dãy chính.
Nhóm sao
Lần đầu tiên, các nhà khoa học E. Hertzsprung và G. Russell đưa ra vấn đề so sánh các ngôi sao với các loại quang phổ của chúng. Họ đã tạo ra một biểu đồ hiển thị quang phổ và độ sáng của các ngôi sao. Sau đó, sơ đồ này được đặt theo tên của họ. Hầu hết các điểm sáng nằm trên nó được gọi là các thiên thể của chínhtrình tự. Danh mục này bao gồm các ngôi sao khác nhau, từ siêu khổng lồ xanh đến sao lùn trắng. Độ sáng của Mặt trời trong biểu đồ này được coi là sự thống nhất. Chuỗi bao gồm các ngôi sao có khối lượng khác nhau. Các nhà khoa học đã xác định các loại đèn sau:
- Supergiants - Tôi cấp độ sáng.
- Giants - Hạng II.
- Các ngôi sao của chuỗi chính - lớp V.
- Subdwarfs - VI class.
- Sao lùn trắng - hạng VII.
Quy trình bên trong đèn
Theo quan điểm của cấu trúc, Mặt trời có thể được chia thành bốn vùng điều kiện, trong đó các quá trình vật lý khác nhau xảy ra. Năng lượng bức xạ của ngôi sao, cũng như năng lượng nhiệt bên trong, phát sinh sâu bên trong quang phổ, được chuyển ra các lớp bên ngoài. Cấu trúc của các ngôi sao trong dãy chính tương tự như cấu trúc của độ sáng của hệ mặt trời. Phần trung tâm của bất kỳ điểm sáng nào thuộc loại này trên biểu đồ Hertzsprung-Russell là phần cốt lõi. Các phản ứng hạt nhân liên tục diễn ra ở đó, trong đó heli được chuyển hóa thành hydro. Để các hạt nhân hiđrô va chạm vào nhau thì năng lượng của chúng phải lớn hơn năng lượng lực đẩy. Do đó, các phản ứng như vậy chỉ diễn ra ở nhiệt độ rất cao. Bên trong Mặt trời, nhiệt độ lên tới 15 triệu độ C. Khi nó di chuyển ra khỏi lõi của ngôi sao, nó giảm dần. Ở ranh giới bên ngoài của lõi, nhiệt độ đã bằng một nửa giá trị ở phần trung tâm. Mật độ của huyết tương cũng giảm.
Phản ứng hạt nhân
Nhưng không chỉ trong cấu trúc bên trong của các ngôi sao trong dãy chính là tương tự như Mặt trời. Các ánh sáng thuộc loại này cũng được phân biệt bởi thực tế là các phản ứng hạt nhân bên trong chúng xảy ra thông qua một quá trình ba giai đoạn. Nếu không, nó được gọi là chu trình proton-proton. Trong giai đoạn đầu, hai proton va chạm với nhau. Kết quả của vụ va chạm này, các hạt mới xuất hiện: đơteri, positron và neutrino. Tiếp theo, proton va chạm với một hạt neutrino, và một hạt nhân của đồng vị heli-3 được hình thành, cũng như một lượng tử tia gamma. Ở giai đoạn thứ ba của quá trình, hai hạt nhân heli-3 hợp nhất với nhau và hydro thông thường được hình thành.
Trong quá trình của những va chạm này, các hạt cơ bản neutrino liên tục được tạo ra trong các phản ứng hạt nhân. Chúng vượt qua các lớp bên dưới của ngôi sao và bay vào không gian liên hành tinh. Neutrino cũng được ghi nhận trên mặt đất. Số lượng được các nhà khoa học ghi lại với sự trợ giúp của các công cụ là ít hơn đáng kể so với mức mà các nhà khoa học đã giả định. Vấn đề này là một trong những bí ẩn lớn nhất trong vật lý mặt trời.
Khu rạng rỡ
Lớp tiếp theo trong cấu trúc của Mặt trời và các ngôi sao ở dãy chính là vùng bức xạ. Ranh giới của nó kéo dài từ lõi đến một lớp mỏng nằm trên biên giới của vùng đối lưu - đường tachocline. Vùng bức xạ được đặt tên theo cách thức mà năng lượng được truyền từ lõi đến các lớp bên ngoài của ngôi sao - bức xạ. photon,được tạo ra liên tục trong hạt nhân, di chuyển trong vùng này, va chạm với hạt nhân plasma. Biết rằng tốc độ của các hạt này bằng tốc độ ánh sáng. Nhưng bất chấp điều này, phải mất khoảng một triệu năm các photon mới đạt được ranh giới của vùng đối lưu và vùng bức xạ. Sự chậm trễ này là do sự va chạm liên tục của các photon với hạt nhân plasma và sự tái phát xạ của chúng.
Tachocline
Mặt trời và các ngôi sao ở dãy chính cũng có một vùng mỏng, dường như đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành từ trường của các ngôi sao. Nó được gọi là tachocline. Các nhà khoa học cho rằng chính tại đây đã diễn ra các quá trình của máy phát điện từ. Nó nằm ở chỗ các dòng plasma làm giãn các đường sức từ và tăng cường độ trường tổng thể. Cũng có ý kiến cho rằng sự thay đổi mạnh mẽ trong thành phần hóa học của huyết tương xảy ra trong vùng tachocline.
Vùng đối lưu
Khu vực này đại diện cho lớp ngoài cùng. Ranh giới dưới của nó nằm ở độ sâu 200 nghìn km, và ranh giới trên chạm tới bề mặt của ngôi sao. Vào đầu đới đối lưu, nhiệt độ vẫn còn khá cao, lên tới khoảng 2 triệu độ. Tuy nhiên, chỉ số này không còn đủ để xảy ra quá trình ion hóa các nguyên tử cacbon, nitơ và oxy. Khu vực này có tên như vậy là do cách thức mà vật chất có thể chuyển từ các lớp sâu ra bên ngoài - đối lưu hoặc trộn lẫn.
Trong một bài thuyết trình vềCác ngôi sao thuộc dãy chính có thể chỉ ra thực tế rằng Mặt trời là một ngôi sao bình thường trong thiên hà của chúng ta. Do đó, một số câu hỏi - ví dụ, về các nguồn năng lượng, cấu trúc và sự hình thành quang phổ của nó - là phổ biến cho cả Mặt trời và các ngôi sao khác. Ánh sáng của chúng ta là duy nhất về vị trí của nó - nó là ngôi sao gần nhất với hành tinh của chúng ta. Do đó, bề mặt của nó phải được nghiên cứu chi tiết.
Photosphere
Lớp vỏ có thể nhìn thấy của Mặt trời được gọi là quang quyển. Chính cô ấy là người tỏa ra gần như toàn bộ năng lượng đến Trái đất. Quang quyển bao gồm các hạt, là những đám mây khí nóng kéo dài. Ở đây bạn cũng có thể quan sát thấy những đốm nhỏ, chúng được gọi là ngọn đuốc. Nhiệt độ của chúng cao hơn khối lượng xung quanh khoảng 200oC, vì vậy chúng khác nhau về độ sáng. Đuốc có thể tồn tại đến vài tuần. Sự ổn định này phát sinh do từ trường của ngôi sao không cho phép các dòng khí ion hóa theo phương thẳng đứng lệch theo phương ngang.
Điểm
Ngoài ra, các vùng tối đôi khi xuất hiện trên bề mặt của quang quyển - nhân của các đốm. Thường thì các đốm có thể phát triển với đường kính vượt quá đường kính của Trái đất. Các vết đen có xu hướng xuất hiện theo nhóm, sau đó phát triển lớn hơn. Dần dần, chúng chia thành các khu vực nhỏ hơn cho đến khi chúng biến mất hoàn toàn. Các đốm xuất hiện ở cả hai phía của đường xích đạo mặt trời. Cứ sau 11 năm, số lượng của chúng, cũng như diện tích bị chiếm đóng bởi các điểm, đạt mức tối đa. Theo chuyển động quan sát của các điểm, Galileo có thểphát hiện sự quay của mặt trời. Sau đó, vòng quay này đã được tinh chỉnh bằng cách sử dụng phân tích quang phổ.
Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn đang thắc mắc tại sao khoảng thời gian gia tăng các vết đen lại chính xác là 11 năm. Bất chấp những lỗ hổng về kiến thức, thông tin về các vết đen và tính chu kỳ của các khía cạnh khác trong hoạt động của ngôi sao mang lại cho các nhà khoa học cơ hội đưa ra những dự đoán quan trọng. Bằng cách nghiên cứu những dữ liệu này, có thể đưa ra dự đoán về sự xuất hiện của bão từ, nhiễu loạn trong lĩnh vực liên lạc vô tuyến.
Điểm khác biệt so với các loại khác
Độ sáng của một ngôi sao là lượng năng lượng được phát ra bởi độ chói trong một đơn vị thời gian. Giá trị này có thể được tính toán từ lượng năng lượng truyền đến bề mặt hành tinh của chúng ta, với điều kiện là biết khoảng cách của ngôi sao từ Trái đất. Độ sáng của các sao dãy chính lớn hơn các sao lạnh, khối lượng thấp và kém hơn các sao nóng, có khối lượng từ 60 đến 100 lần khối lượng Mặt Trời.
Các ngôi sao lạnh nằm ở góc dưới bên phải so với hầu hết các ngôi sao và các ngôi sao nóng ở góc trên bên trái. Đồng thời, ở hầu hết các ngôi sao, không giống như sao khổng lồ đỏ và sao lùn trắng, khối lượng phụ thuộc vào chỉ số độ sáng. Mỗi ngôi sao dành phần lớn cuộc đời của mình cho chuỗi chính. Các nhà khoa học tin rằng những ngôi sao có khối lượng lớn hơn sống ít hơn nhiều so với những ngôi sao có khối lượng nhỏ. Thoạt nhìn thì ngược lại, bởi vì chúng có nhiều hydro hơn để đốt cháy, và chúng phải sử dụng lâu hơn. Tuy nhiên, những ngôi saonhững chiếc lớn tiêu thụ nhiên liệu nhanh hơn nhiều.
