Исследовательская работа как рождаются звезды. «Исследовательская работа на тему «Тайны звёздного неба

XV Городская межшкольная конференция «Первые шаги в науку»

(Районный этап)

Секция: «Астрономия»

Тема: «Звезды на флагах»

Выполнила: ученица 4 класса «Б»

МБОУ СОШ № 54 «Воскресенье»

Столярова Веста

Научные руководители: педагог ДО

ГБОУ ДОД СОДЭБЦ Заусаева О.Г.,

Самара, 2014

Введение 3 стр.

Глава 1. Отражение астрономических событий на флагах. 4

Глава 2. Созвездия на флагах. 7

Заключение 10

Библиографический список 12

Небесный свод, горящий славой звездной,

Таинственно глядит из глубины,

И мы плывем, пылающею бездной

Со всех сторон окружены.

Ф. Тютчев

Введение

Мы живем на планете Земля . Учимся, работаем, отдыхаем и редко вспоминаем о том, что наша Земля – всего лишь маленькая планета в безбрежных просторах Вселенной. Но все-таки ночное небо иногда заставляет нас вспоминать об этом, оставляя след в истории в виде астрономических символов на гербах, флагах, монетах, стенах храмов.

Однажды я смотрела книгу, где были изображены флаги разных государств. И на некоторых из них были нарисованы Солнце, звезды, полумесяц. Мне показалось, что если я объясню, что это означает, - такая тема будет актуальной . Ведь в век космических полетов мы не должны забывать, как тесно связана наша земная жизнь с жизнью далекого космоса.

Поэтому цель моей работы: отыскать астрономические символы на флагах разных государств и, пользуясь печатными материалами и Интернетом, объяснить историю их появления.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи :

Просмотреть атлас флагов и выбрать флаги с астрономическими символами;

Сделать обзор литературы об истории появления этих символов;

Познакомиться с некоторыми астрономическими явлениями и созвездиями.

Предмет исследования: астрономические символы на флагах.

Объект исследования : флаги разных государств.

Гипотеза : звезды и планеты, изображенные на флагах показывают неразрывную связь жизни на Земле с жизнью окружающей нас Вселенной.

Работа состоит из четырех частей: введения, двух глав и заключения. По данной теме существует множество публикаций. В данной работе использованы материалы статьи Н. Мамуны «Звездная геральдика» журнала «Звездочет» № 5, 1997 г., Всемирной энциклопедии «Флаги» и др., а также статьи и фотографии флагов из Интернета.

Глава 1. Отражение астрономических событий на флагах.

На государственных флагах Турции, Пакистана, Азердбайжана, Мавритании изображены полумесяц и звезда. Сейчас это символ мусульманского государства. Как этот символ появился на флаге и что он означает? Легенда гласит, что очень-очень давно город Византий взяли в осаду войска противника. Штурм продолжался несколько дней, но город им взять не удалось. Тогда противник решил действовать хитростью. Когда небо затянуло тучами, они решили сделать подкоп под крепостные стены. Жители Византия не ведали о смертельной опасности. Но вот, когда подкоп был уже готов, тучи вдруг рассеялись, и появился лунный серп, рядом с которым блистала яркая звезда. В их сиянии защитники увидели врага и сумели сорвать их замысел. Так полумесяц со звездой стал эмблемой Византия, а затем возведенного на его месте Константинополя. Потом этот город завоевали турки и эмблема Византия перешла на флаг Турции и других мусульманских стран. (Рис.1)

Рис. 1. Государственные флаги Турции, Пакистана, Азердбайжана, Мавритании.

Иногда подобное явление мы можем наблюдать на нашем небе. Астрономы называют его соединением Луны и Венеры. Полумесяц – это Луна, а звезда – это планета Венера, после Солнца самые яркие объекты земного неба. Соединение планет - это, когда планеты наблюдаются недалеко друг от друга. (Рис. 2)

Рис. 2. Соединение Луны и Венеры.

А как же Солнце? Мы забыли поискать Солнце на флагах!

Не стоит думать, что само Солнце оказалось «обиженным». Нет, оно присутствует на флагах и гербах многих государств. Достаточно посмотреть на флаг Японии – страны восходящего Солнца: белый стяг с красным кругом посередине. Этот красный круг и есть символ восходящего Солнца.

Яркое Солнце я нашла на флаге Аргентины, Уругвая, Намибии, Киргизии и еще 6 государств! Ведь без Солнца, нашей главной звезды, жизнь на Земле была бы невозможна. Вот поэтому многие страны предпочли изобразить его на своих флагах (Рис.3)

Рис. 3 . Флаги Аргентины, Уругвая, Намибии, Киргизии.

Глава 2 . Созвездия на флагах.

Самой знаменитой и заметной фигурой на северном звездном небе является ковш Большой Медведицы. На южном небе подобную роль играет созвездие Южного креста. Несмотря на то, что эти созвездия так не похожи друг на друга, между ними есть много общего: они указывают на полюса мира. (Рис. 4)

Рис.4 . Созвездия Большой Медведицы и Южного креста.

Схожи у этих двух созвездий и истории появления на государственных флагах Аляски и Австралии.

2.2. Истории появления созвездий на флагах.

Когда в 1901 году Австралия стала государством, в стране был объявлен конкурс на флаг страны. После всенародного обсуждения был принят следующий проект: на полотнище был расположен символ южного неба – созвездие Южного креста и еще одна звезда, как символ содружества штатов страны. Идея подобного флага принадлежала тринадцатилетнему школьнику из города Мельбурн Айвару Ивансу.

Надо заметить, что Южный крест присутствует на флагах еще нескольких стран, например, Новой Зеландии и Самоа:

А.в 1926 году был объявлен конкурс на флаг Аляски – самой северной территории Соединенных Штатов Америки. Рассмотрев несколько тысяч проектов, жюри выбрало флаг со звездными символами северного неба – ковшом Большой Медведицы и Полярной звездой. Но что самое удивительное, автором этого предложения был тоже тринадцатилетний школьник – Бенни Бенсон!

2.3. Самый «астрономический» флаг Бразилии.

На бразильский флаг стоит обратить особое внимание. На нем изображена синяя небесная сфера, а на ней сияют южные созвездия - всего 27 звезд (Рис. 5). Эти звезды были видны на небе в 8.30 утра над столицей Рио-де-Жанейро в день провозглашения республики.

Рис. 5. Разные южные созвездия на флаге Бразилии.

Заключение

В результате выполненной работы я узнала много интересного об истории флагов и познакомилась с некоторыми созвездиями и астрономическими явлениями. Полученной информацией я поделилась сначала со своими одноклассниками, а потом с учащимися параллельных классов.

Интересно, а какие флаги будут у будущих стран и государств? И не только земных! Может быть, кто-то из моих друзей, или даже я, придумает флаг для первых поселений на Луне или Марсе? Например, такой…

Библиографический список

Данлоп С. Азбука звездного неба. М: Мир, 1998;

Журнал «Звездочет», № 5, 1997;

Зигель Ф.Ю. Сокровища звездного неба. М: Наука, 1976;

Знамиеровский А. Флаги. Всемирная энциклопедия. М: Эксмо, 2009;

Интернет.

Райхард Г. и Шурдель Г.Д. Флаги. Детская энциклопедия «Что есть что». М: Слово, 1994.

Тема исследовательской работы: «Удивительный мир звёзд»

Актуальность: Мы проходили на уроке Звёздное небо завораживает! Большие и малые звезды, собранные в созвездия, усыпают на сине - черном небе. Многим людям интересно было бы узнать, как на небе появились те или других созвездия, что они обозначают и почему такое название, поэтому тема нашей работы актуальна.

Слайд 3

Цель работы: изучить наиболее известные созвездия звёздного неба, дать краткое описание каждому из них. Задачи: Изучить историю названий созвездий. Дать краткое описание каждому из них. Познакомить слушателей с мифологией звёзд.

История названия созвездий

История созвездий очень интересна. Ещё очень давно наблюдатели неба объединили наиболее яркие и заметные группы звёзд в созвездия и дали им различные наименования. Это были имена различных мифических героев или животных, персонажей легенд и сказаний - Геркулес, Кентавр, Телец, Кассиопея, Андромеда, и др. Созвездий очень много - 88. Но не все из них яркие и заметные. Наиболее богато яркими звёздами зимнее небо. На первый взгляд, названия многих созвездий кажутся странными. Часто в расположении звёзд очень трудно или даже просто невозможно рассмотреть то, о чём говорит название созвездия. Некоторые созвездия были выделены ещё в бронзовом веке, в те времена, когда наши предки только начали познавать окружающий мир, наблюдать движение Солнца и Луны.

Астрономия-древнейшая из наук. Первые астрономические открытия были сделаны в доисторические времена.

Созвездия

Большая и малая медведицы- крупное северное созвездие, семь ярких звёзд которого образуют известный Ковш. Созвездие известно так же как Малый Ковш, называется малой медведицей.

Кассиопея созвездие Северного полушария; 5 самых ярких звезд Кассиопеи образуют фигуру, похожую на букву М. Искать Кассиопею нужно от первой звезды хвоста Большой Медведицы. Двигаясь к Полярной звезде, и проходя её.

Орион – охотник из греческого мифа носит самое заметное созвездие зимнего неба. Его можно найти по «поясу» из трех звезд. Пояс делит созвездие на две части. Вверху, на плечах «Ориона» сияют звезды Бетельгейзе и Беллатрикс. В нижней части – одна из самых ярких звезд неба – Ригель.

ЛЕБЕДЬ, созвездие Сев.полушария с яркой звездой Денеб. Многие народы видят в этом созвездии очертания птицы.

ЛИРА , маленькое, но очень красивое созвездие между Геркулесом и Лебедем. Арабы называли его Падающий Орёл. Главная звезда – Вега.

Созвездия, через которые проходит эклиптика. называют зодиакальными.

Стихотворение

З О Д И А К

Двенадцать знаков Зодиака:

Рогатый Козлик-забияка,

В блестящих брызгах Водолей,

Две Рыбы в чешуе огней,

Барашек в облаках кудрявых

И Бык бодливый в лунных травах,

Двойняшки с вечной их возней,

Рак с ослепительной клешней,

Лев, с неба рыкающий грозно

И девушка в накидке звездной,

Весы, висящие меж туч

И Скорпиона жгучий луч,

Стрелец, что целится из мрака, -

Двенадцать знаков Зодиака!

(Элеонора Фарджен,

перевод Г.Кружкова)

Зодиакальные созвездия .

Овен.

Овен считается первым в поясе зодиака . Символ белого кроткого, ни в чем не повинного существа, отдающего себя в жертву людям во имя их блага и искупления их поступков, - такова идея иероглифа созвездия Овен.

Телец.

Телец, созвездие с яркой звездой Альдебаран. У древних народов самым главным было созвездие Тельца, так как новый год начинался весной. В зодиаке Телец самое древнее созвездие, поскольку в жизни древних народов скотоводство играло огромную роль, и с быком (тельцом) связывали то созвездие, где Солнце как бы побеждало зиму и возвещало приход весны и лета. Вообще многие древние народы почитали это животное, считали его священным. В Древнем Египте был священный бык Апис, которому поклонялись при его жизни и мумию которого торжественно погребали в великолепной гробнице. В Греции бык тоже пользовался большим почетом.

Близнецы.

БЛИЗНЕЦЫ- Кастор и Поллукас, две яркие звезды созвездия Близнецов, которые находятся очень близко друг к дружке названного так в честь неразлучных братьев-близнецов из древнегреческой мифологии. Они являются сыновьями могущественного Зевса и земной красавицы Леды, совершившие ряд подвигов.

РАК

Как на небе появился рак?

РАК - египтяне поместили в эту область неба Рака как символ разрушения и смерти, потому что это животное питается падалью. Рак движется хвостом вперед. По древней мифологии огромный морской Рак напал на Геракла, когда он боролся с Лернейской Гидрой. Герой раздавил его, но богиня Гера, ненавидевшая Геракла, поместила Рака на небо. В Лувре хранится знаменитый египетский круг зодиака, в котором созвездие Рака располагается выше всех остальных.

Лев

Страшен ли лев на небе?

Лев - символ мужества и силы, опорой ему служит змий - символ мудрости. На конце хвоста змия - сокол - символ бога Гора. Над спиной Льва со свитком в руке - символом тайных знаний сидит бог знания Сиу, который помогал богу-творцу Атуму созидать здание мира. Смысл иероглифа сводится к тому, что человек достигает полного расцвета своих духовных и физических сил и устремлен к дальнейшему совершенствованию.

Дева

Созвездие с яркой звездой Спика. Дева изображалась с колосом в руках, указывает на связь этой звезды с сельскохозяйственной деятельностью человека. Возможно, что с появлением ее на небе совпадало начало каких-либо земледельческих работ. Она стоит неподвижно, и это означает, что она - вечна.

Весы

ВЕСЫ - двойная звезда, арабы назвали её Зубен Эльгенуби – Южные Весы и Зубен Эль Хамали – Северные Весы. Весы - единственное «неживое» зодиакальное созвездие. Более двух тысяч лет тому назад Солнце находилось в этом созвездии во время весеннего равноденствия, отсюда возникновение знака, «уравновешивающего день с ночью и труд с отдыхом».

Стрелец

Стрелец – полу-животное-получеловек, победив Скорпиона превращается в мыслящего человека, который должен обдумывать свои поступки и быть ответственным за них; тогда чаши весов будут в равновесии, а человек станет пребывать в гармонии.

Скорпион

Согласно классической греческой мифологии это тот самый Скорпион, который смертельно ужалил великана Ориона и был спрятан богиней Герой на противоположной части небесной сферы. Поэтому, когда одно из этих созвездий восходит на небе, другое обязательно заходит. Именно он, небесный Скорпион, испугал больше всего несчастного Фаэтона, сына бога Гелиоса, решившего прокатиться по небу на своей огненной колеснице, не послушав предостережений отца. По мнению многих астрономов, знак Скорпиона самый зловещий - символ смерти.

Козерог

На «лбу» этого животного главная звезда Гиеди – двойная. Каждая из составляющих её звезд в свою очередь тройная. Со знаком созвездия связано название тропика Козерога.

Водолей

Зодиакальные созвездия ВОДОЛЕЙ. В старинных звездных атласах это созвездие изображалось в виде человека, льющего из кувшина в рот Южной Рыбе.

Рыбы

Зодиакальные созвездия РЫБЫ, созвездие, в котором находится точка весеннего равноденствия. Рыбы замыкают кольцо зодиакальных созвездий

Главная звезда Рыб - красивая двойная звезда Эль-риша. Ныне в созвездии находится точка весеннего равноденствия. Изображенные на рисунке две символические рыбы связаны между собой шнуром. В это созвездие Солнце вступало впору богатой рыбной ловли. Богиня плодородия изображалась в виде женщины с рыбьим хвостом, который, как гласит легенда, появился у нее, когда она вместе со своим сыном, испугавшись чудовища, бросилась в воду. Греки считали, что в рыб превратились Афродита и ее сын Эрот: они шли по берегу реки, но напуганные злым Тифоном, бросились в воду и спаслись, превратившись в рыб. Афродита превратилась в южную Рыбу, а Эрот - в северную.

Вывод : В данной работе мы рассказали о мифологии некоторых созвездий. Мы на этом не остановимся и будем стараться дальше познавать мир и интересную науку- «Астрономия».

Слайд 29

Благодарим за внимание!

Пояс зодиака

Снег январский на дороге,

Солнце светит в Козероге.

В феврале день подлиннее,

Солнце светит в... (Водолее).

В марте много снежных глыб,

Солнце где-то среди... (Рыб).

А в апреле из... (Овна)

Солнце греет уж сполна.

В мае солнышко в... (Тельце) -

Жди веснушки на лице.

В июне Солнце в... (Близнецах),

Фанту дети пьют в кустах.

В июле солнце катит к... (Раку),

Меломан - на грядку к маку.

Август школы открывает,

... (Лев) за солнце убегает.

За окном "засентябрит",

... (Дева) Солнце приютит.

В октябре, по мненью сов,

Солнце светит из... (Весов).

В ноябре на небосклоне

Сияет Солнце в... (Скорпионе).

В декабре, как сорванец,

За Солнце спрячется... (Стрелец).

(А.Г.Новак)

Список литературы

Зигель Ф.Ю. Сокровища звездного неба: Путеводитель по созвездиям и Луне. - М.: Наука, 1980. - 312 с.

Я познаю мир: Дет. Энцикл.: Космос / Авт. - сост. Т.И. Гонтарук. - М.: 1995. - 448 с.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №11

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

На тему: «ТАЙНЫ ЗВЕЗДНОГО НЕБА»

Выполнила: ученица 2 «А» класса

Петижева Амалия

Руководитель: Елисеева Н.П.

Новый Уренгой 2012

Введение……………………………………………………….3

Результаты анкетирования…………………..…………..……4

Почему звезды видно только ночью…………………...5
Тайна звездного блеска…………………………………5
Рождение звезд………………………………………..…6
Цвет звезд..……………………………………..………..6

Заключение………………………………………………….…7

Список литературы……………………………...…………….8

Приложения……………………………………………………9

Введение

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.

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 темы исследовательской работы заключается в том, что несмотря на высокую заинтересованность, которую ученики проявляют к данной теме, выявлена недостаточность их знаний в этой области. Выбранная тема учитывает возрастные особенности учащихся и способствует развитию их познавательной активности. Результаты исследования можно использовать на уроках по предмету «Окружающий мир». Нам всем с детства интересно, почему мы не можем дотянуться до звезд, чтобы потрогать и пересчитать их.

Таким образом, цель работы - провести исследование, изучить тайны звездного неба, подготовить материалы для доклада и рассказать одноклассникам о звездах. Для этого были поставлены следующие задачи:

провести анкетный опрос среди учеников 2-х классов
обработать анкеты и выяснить, что они уже знают о тайнах звезд;
изучить литературу, сайты сети Интернет и подобрать необходимый материал;
оформить исследовательскую работу и презентацию.

Методика написания исследовательской работы основана на анкетном опросе, изучении учебной, научной литературы, а также практических материалах по данной теме.

Результаты анкетирования

Ученикам 2-х классов было предложено ответить на вопросы анкеты, для того чтобы оценить их знания по данной теме, (Приложение 1). Анкета включала в себя 4 вопроса, в опросе приняли участие 22 ученика. Обработав анкеты, мы получили следующие результаты:

На 1 вопрос анкеты ответили верно, только 2 ученика (9%), остальные ребята либо ответили не верно, либо вообще затруднились ответить;
На 2 вопрос анкеты правильно ответил только 1 учащийся (4,5%);
На 3 вопрос, о рождении звезд, все ребята затруднились с ответом;
На 4 вопрос, верно ответили 2 ученика (9%).

Наглядно результаты анкетирования представлены в Приложении 2.

Таким образом, можно сделать вывод, что актуальность нашего исследования очевидна. Следовательно, далее наше исследование строилось опираясь на эти 4 вопроса.

Почему звезды видно только ночью

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

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

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

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

В ходе выполнения исследовательской работы было проведено анкетирование среди учеников 2-х классов, на основе которого были подготовлены материалы исследования. В результате анкетирования мы выявили, что уровень знаний ребят по данной теме достаточно низкий.

Исходя из этого, структура работы была построена на основании анкетного опроса. Материалы исследования также представлены в презентационной форме.

Работа состоит из Введения, 4 пунктов, Заключения, Списка литературы и 2 Приложений.

В заключение можно отметить, что поставленные в работе задачи выполнены, цель достигнута. Материалы исследования могут быть использованы на уроке «Окружающий мир».

Список литературы

Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Перевод с испанского. - М.: ЭКСМО, 2009
Что такое. Кто такой: детская энциклопедия. - М: Астрель, 2008
Интернет ресурс - www.astronom.ru

Приложение 1

АНКЕТА

Ответь, пожалуйста, на предложенные вопросы!

(Поставь “V” или “+” напротив выбранного ответа)

Ты знаешь, почему звезды видно только ночью?

Ты знаешь, почему звезды блестят?

Не знаю ______ Да, знаю, потому что_____________________

__________________________________________________________

Ты знаешь, как родились звезды?

Не знаю _____ Да, знаю, потому что _____________________

__________________________________________________________

Как ты думаешь все звезды одного и того же цвета?

Да _______

Не знаю _______

Нет, потому что _________________________________________________

__________________________________________________________

Спасибо за участие!

Приложение 2

Результаты анкетирования

Ольга Медведева
Исследовательская работа воспитанницы старшей группы «Звезды»

Что такое звёзды?

Если спросят вас -

Отвечайте смело :

Раскалённый газ.

Всех привлекает красота звездного неба . Люди с самых давних времен любили смотреть на звезды , и им было очень интересно – какие же они на самом деле! Я захотела узнать, как называется мир звезд , какого размера звезды , сколько их, почему они ночью светят, а днем нет, и могут ли они упасть?

Целью работы является изучение литературы о звездах .

Объект исследования : небесное тело - звезда .

Предмет исследования : звезды .

Гипотеза исследования : если я изучу информацию о звездах , я смогу узнать, что это такое, как называются их скопления и почему они падают.

Методы исследования : беседы со взрослыми, изучение литературы, наблюдения за ночным небом, проведение экспериментов, анализ полученных данных.

После чтения энциклопедий, беседы с родителями, воспитателем , я узнала, что безграничный и необъятный мир неба называется Космосом или Вселенной. Он наполнен бесчисленным множеством звёзд, планет, и других космических тел. У Вселенной нет ни конца, ни края. Там царит холод и мрак, и нет воздуха. Звёзды, планеты во Вселенной двигаются только по своему пути и не сталкиваются. А слово «космос» обозначает порядок.

Папа рассказал мне, что в старину люди думали , что звёзды – это блестящие фонарики, подвешенные к хрустальному своду неба. Но сейчас ученые знают, что звезды – это огненные шары , состоящие из газа и пыли.

Вместе с родителями я наблюдала за ночным небом. Мы увидели много звезд . С Земли они нам кажутся одинаковыми, но на самом деле они разные по размеру и температуре. Самые горячие звезды – белые , менее горячие - голубые. Таким звездам люди дали имена

Я обратила внимание на широкую светлую полосу на ночном небе. Папа объяснил, что это Млечный путь, который состоит из множества звёзд. Я спросила, почему путь называют млечным? В книге мы прочитали про легенду, в которой говорится, что древние люди думали, что на небе живут боги. У одной богини по имени Гера родился сын Геркулес. Гера кормила его молоком и нечаянно пролила его. Струя молока разлилась по небу и превратилась в Млечный путь. Слово «млечный» значит молочный, белый от множества разных звёзд.

Я заметила, что звёзд на небе много. Папа рассказал, что древние люди вглядывались в ночное небо, мысленно соединяли звезды линиями и представляли себе различных животных, предметы, людей, мифологических героев. Они объединили их в группы и назвали созвездиями , чтобы разобраться в них. Созвездиям люди дали имена животных, богов и героев, потому что узор из звёзд напоминал им силуэты животных, птиц и людей. Например, есть созвездие Дельфин , Скульптор, Орион, Щит, Пегас и другие. У разных народов одно и то же созвездие могло называться по-разному. Все зависело от того, что подсказывала людям их фантазия. Так всем известная Большая Медведица изображалась и как ковш, и как лошадь на привязи.

Мы нашли созвездие Большой медведицы . Оно похоже на ковш. Четыре звезды образовали ковш , а три звезды - длинную ручку . Эти семь звёзд - самые яркие в созвездии . Существует множество неярких звёзд, которых почти не видно. По созвездию Большой медведицы легко найти Полярную звезду , она всегда находится над северной стороной горизонта. По Полярной звезде можно определить стороны горизонта : если вы станете лицом к Полярной звезде , то впереди будет север, сзади - юг, справа – восток, слева – запад.

Людям очень хотелось узнать, что же это за звезды и почему они такие яркие. Ученые придумали специальные приборы – телескопы.

В детском саду я рассказала детям о своих наблюдениях, и воспитатель спросила , куда «пропадают» звезды днем ? С ней мы провели опыт «Звезды светят постоянно » . Воспитатель проколола дыроколом в картоне отверстия, положила ее в конверт, взяла в одну руку конверт с картоном. Мы включили фонарик и на расстоянии 5 см. посветили на обращенную к нам сторону конверта, а потом на другую. Отверстия в картоне были не видны через конверт, когда мы светили фонариком на освещенную к нам сторону конверта, они стали хорошо заметны, когда свет от фонаря был направлен с другой стороны конверта, прямо на нас.

На прогулке овспитатель спросила, как называется звезда , которая светит днем? Мы удивились, а воспитатель сказала , что Солнце – это самая близкая к Земле звезда . Она дает свет и тепло.

Для того чтобы убедиться, что звезд на небе много , мы взяли 2 ёмкости с крупой, в одной десять крупинок, а в другой много, как звёзд во Вселенной. Мы рассыпали крупу из первого стакана и смогли посчитать крупинки. Потом мы высыпали крупу из второго стакана на поднос и представили, что это звезды на небе . Их оказалось очень много! Мы не смогли их посчитать.

В нашей группе есть игра М . Монтессори «Собери созвездие » . Дети по образцу выкладывают из маленьких звездочек свое созвездие .

Детям в группе я предложила нарисовать сове созвездие , под которым они родились. Так мы сделали книжку-самоделку «Мое созвездие » .

Иногда можно наблюдать, как с неба падают звезды . Говорят, что когда видишь падающую звезду , надо загадать желание, и оно обязательно исполнится. Звёздный дождь можно наблюдать, когда Земля Солнца пересекает метеорный поток. С папой мы посмотрели в Интернете и выяснили, что в 2016 году такие дожди пройдут в августе и октябре.

Мое предположение подтвердилось – я смогла узнать, что такое «звезда » , как называются их скопления, когда они светят и почему иногда падают.

Публикации по теме:

Аппликация с детьми старшей группы «Звезды и кометы» Цель: учить вырезать пятилучевые звезды путем складывания квадрата по схеме, создавать образ кометы, используя различные материалы (мятая.

Структурное подразделение детский сад «Золотой петушок» государственного бюджетного общеобразовательного учреждения Самарской области средней.

Исследовательская работа «Волшебница соль» Уважаемые коллеги предлагаю Вашему вниманию исследовательскую работу, надеюсь, что эта информация будет Вам полезна. (С этой исследовательской.

Исследовательская работа «Волшебное пёрышко» Исследовательская работа «Волшебное пёрышко» Участник: Головченко Маша (6 лет) Руководитель: Назаренко Любовь Владимировна (воспитатель).

Исследовательская работа воспитанницы подготовительной группы «Сильное, большое, грациозное животное» Тема: «Сильное, большое, грациозное животное» Цель: расширять и углублять представление детей о диких и домашних животных. Задачи: -формировать.

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