Звезды имеют довольно внушительные размеры. Так, диаметр Солнца составляет 1 млн. 392 тыс. км, что примерно в 110 раз превышает диаметр Земли, при этом видимый диаметр Солнца на небе — чуть больше 0,5°.
Но благодаря огромным расстояниям до звезд они кажутся нам с Земли светящимися точками.Взглянув на небо в темную ночь, нетрудно убедиться, что звезды отличаются по блеску. Лишь немногие звезды кажутся нам яркими. Есть и такие, которые хорошо видны, хотя похожи на слабые искорки. Многие звезды удается разглядеть с трудом: они едва различимы. Наиболее яркие звезды имеют разные цвета: одни красноватые, другие излучают голубоватый свет. В действительности слабые звезды тоже отличаются по цвету, но глаз человека не может этого заметить.
Применяя довольно сложные методы, основанные на использовании явления интерференции (сложения) волн, астрономы смогли измерить видимые диаметры нескольких самых близких к нам звезд-сверхгигантов. Избавиться от атмосферных искажений удалось, выведя телескоп на орбиту спутника Земли. Измерить угловые размеры некоторых звезд-сверхгигантов можно еще одним интересным способом: наблюдая, как быстро Луна в своем движении по небу закрывает диск звезды для земного наблюдателя. К сожалению, этот метод применим далеко не ко всем звездам: путь Луны ограничен узкой полосой, проходящей по зодиакальным созвездиям. Кроме того, условия для наблюдения такого «затмения» неодинаковы для различных обсерваторий земного шара.
В астрономической науке существует сложная классификация звезд и многообразные их названия. Есть карлики и гиганты, переменные и взрывающиеся звезды. Целый класс звезд называется «странные» или «экзотические». Помимо белых карликов к странным звездам относят нейтронные звезды и черные дыры. Их изучение важно не только для астрономии, но и для теоретической физики, ведь здесь речь идет о таком состоянии вещества, которое нельзя воспроизвести в лаборатории и свойства которого отличаются от всего, что известно на Земле.
В нейтронных звездах, например, за исключением тонкого внешнего слоя нет никаких атомов, а черные дыры лишь очень условно можно назвать звездами: они не только совершенно не излучают света, и вообще не имеют поверхности в обычном понимании этого слова. Как выяснилось, у каждой звезды есть свой возраст. Звезды стареют очень медленно, воочию наблюдать за этим процессом люди не могут. Для воссоздания жизненного пути звезд используют метод их сопоставления. Кроме того, есть достаточно хорошо изученная ближайшая к нам звезда — Солнце. Наблюдая звезды с такой же массой и таким же химическим составом, как Солнце, но возникшие в разное время, ученые сравнивают их и прослеживают происходящие в звездах возрастные изменения.
Очень интересная тема — это двойные звезды, т. е. близкие друг к другу звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс.
Если расстояние между звездами сравнимо с их размерами (а таких тесных пар известно много), то форма звезд становится не шарообразной, а взаимодействие между ними рождает сложные физические явления, меняющие характер эволюции каждой из звезд, особенно если одна из них — странная звезда. Довольно сильные изменения в звездах возникают при перетекании вещества с одной звезды на другую, хотя слово «перетекание», казалось бы, мало применимо к газу. Горячие газовые струи уже давно обнаружены в целом ряде тесных двойных систем. При падении на компактные объекты такие струи разгоняются в их гравитационном поле до скоростей, сопоставимых со скоростью света, а выделяемая при этом энергия может существенно превысить ту, которая могла бы освободиться при термоядерном взрывном горении падающего газа.
Самым удивительным может показаться то, что детальные картины происходящих процессов в двойных системах астрономы научились восстанавливать лишь по совокупности спектральных и фотометрических данных, поскольку ни в один телескоп нельзя непосредственно увидеть ни струй падающего газа, ни газовых дисков вокруг звезд. Даже двойные звезды, если они очень близки друг к другу, не видны в телескоп по отдельности, но из-за того, что скорости их движения относительно нас неодинаковы, спектральные наблюдения позволяют разделить свет, идущий от каждой звезды, и исследовать эти объекты раздельно.
В последние годы прогресс техники для астрофизических наблюдений позволяет делать то, что раньше казалось невероятным. Можно измерять даже незначительную переменность излучения звезд; по анализу форм спектральных линий отслеживать движения деталей звездных атмосфер; открывать пятна на звездах и наблюдать за вспышками в их атмосферах. Однако в отношении эволюции звезд остается много загадок. Особая проблема — исследование тех необычных с точки зрения физических свойств компактных объектов, которые представляют собой конечную стадию существования звезды.
