Hviezda

Vysvetľujeme, aké hviezdy, ich vlastnosti, ako sa tvoria, životný cyklus, štruktúra a príklady hviezd

Pleiades, v konštelácii Tauru, viditeľné počas severnej zimy, predstavuje zhluk asi 3000 hviezd až 400 svetelných rokov ďalej. Zdroj: Wikimedia Commons.

Aké sú hviezdy?

A hviezda Je to astronomický objekt zložený z plynu, hlavne vodíka a hélia a udržiavaný v rovnováhe vďaka gravitácii, ktorá má tendenciu ho komprimovať a tlak plynu, ktorý ho rozširuje. 

V tomto procese hviezda produkuje obrovské množstvo energie, od svojho jadra, v ktorom existuje fúzny reaktor, ktorý syntetizuje Helio a ďalšie prvky z vodíka.

V týchto fúznych reakciách nie je cesto úplne zachované, ale malá časť sa stáva energiou. A keďže hmotnosť hviezdy je obrovská, aj keď je najmenšia, tak je množstvo energie, ktorú vydáva za sekundu.

Charakteristika hviezd

Hlavné charakteristiky hviezdy sú:

-Masa: Veľmi variabilné, keď sa dokážete stať z malej frakcie hmotnosti slnka na supermasívne hviezdy, s masami niekoľkokrát slnečnej hmoty.

-Teplota: Je to tiež variabilná suma. Vo fotosfhere, ktorá je svetlom povrchu hviezdy, je teplota v rozmedzí 50000-3000 K. Zatiaľ čo v strede dosahuje milióny kelvinov. 

-Farba: úzko súvisiace s teplotou a hmotnosťou. Čím horúcejšia hviezda, tým modrá je jej farba a naopak, tým chladnejšia je, tým viac má tendenciu k červenej. 

-Jas: Závisí to od energie vyžarovanej hviezdou, ktorá nie je zvyčajne jednotná. Najhorúcejšie a najväčšie hviezdy sú najjasnejšie.

-Rozsah: Je to zjavný jas, ktorý majú, keď sú videní zo Zeme.

-Návrh: Hviezdy majú relatívne pohyby vzhľadom na ich pole, ako aj rotačný pohyb.

-Vek: Hviezdy môžu byť také staré ako vesmír -ako 13.800 miliónov rokov- a vo veku 1 000 miliónov rokov.

Ako tvoria hviezdy?

Slnko, jedna z miliónov hviezd cesty Lactea.

Hviezdy sú tvorené z gravitačného kolapsu obrovských oblakov kozmického plynu a prachu, ktorých hustota prežíva nepretržité výkyvy. Primárnym materiálom týchto oblakov je molekulárny vodík a hélium a tiež stopy všetkých známych prvkov na Zemi.

Pohyb častíc, ktoré tvoria toto obrovské množstvo cesta rozpätia cesta vo vesmíre, je náhodný. Ale čas od času sa hustota mierne zvyšuje v bode a vytvára kompresiu.

Tlak plynu má tendenciu vrátiť túto kompresiu, ale gravitačná sila, ktorá priťahuje molekuly na splnenie, je o niečo vyššia, pretože častice sú bližšie a potom pôsobia proti tomuto účinku. 

Gravitácia je navyše zodpovedná za zvýšenie hmotnosti ešte viac. A ako sa to stane, teplota sa postupne zvyšuje. 

Teraz si predstavme tento veľký kondenzačný proces s dostupným časom. Sila gravitácie je radiálna a takto vytvorená oblak bude mať sférickú symetriu. To sa nazýva protoestrella.

Okrem toho tento oblak hmoty nie je statický, ale vstupuje do rýchlej rotácie, keď sa materiály uzatvárajú. 

V priebehu času sa bude jadro vytvoriť pri vysokej teplote a obrovskom tlaku, ktorý sa stane fúznym reaktorom hviezdy. Z tohto dôvodu je potrebná kritická hmota, ale keď sa to stane, hviezda dosiahne rovnováhu, a tak sa začína, aby ju nejakým spôsobom uviedla.

Hmotnosť a následný vývoj hviezd

Typ reakcií, ktoré sa môžu vyskytnúť v jadre. 

Pre masy menej ako 0.08 -násobok hmotnosti slnka - 2 x 10 30 kg približne - hviezda sa nebude tvoriť, pretože jadro sa nezapne. Takto vytvorený objekt sa bude postupne ochladiť a kondenzácia sa zastaví, čím vedie k a Hnedý trpaslík.

Môže vám slúžiť: 12 častí výskumného protokolu

Na druhej strane, ak je protoesrella príliš masívna, nedosiahne rovnováhu potrebnú na to, aby sa stala hviezdou, takže sa prudko zrúti.

Teória hviezdnej formácie gravitačným kolapsom je spôsobená anglickým astronómom a kozmológom Jamesom Jeansom (1877-1946), ktorý tiež navrhol teóriu stacionárneho stavu vesmíru. Dnes sa táto teória, ktorá tvrdí, že hmota sa vytvára nepretržite, bola vyradená v prospech teórie veľkého tresku.

Hviezdny životný cyklus

Hviezdy sa tvoria vďaka procesu kondenzácie hmloviny vyrobenej z kozmického plynu a prachu. 

Tento proces si vyžaduje čas. Odhaduje sa, že k nemu dochádza medzi 10 a 15 miliónmi rokov, zatiaľ čo hviezda získava svoju konečnú stabilitu. Akonáhle je tlak expanzívneho plynu a kompresná sila vyvážený, hviezda vstúpi do toho, čo sa nazýva Hlavná sekvencia.

Podľa jej hmoty sa hviezda nachádza v jednej z línií diagramu Hertzsprung-Russell alebo skráteného diagramu H-R. Toto je graf, ktorý ukazuje rôzne línie evolúcie hviezd, ktoré sú diktované hmotnosťou hviezdy.

V tomto grafe sú hviezdy umiestnené podľa ich svietivosti v závislosti od ich efektívnej teploty, ako je uvedené nižšie:

HR diagram, ktorý vytvorili nezávislé astronómovia Exnar Hertzsprung a Henry Russell okolo roku 1910. Zdroj: Wikimedia Commons. Že [CC o 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0)].

Evolúcia hviezd

Hlavnou sekvenciou je oblasť približne diagonála, ktorá prechádza stredom diagramu. Tam, v určitom okamihu, vstupujú novovytvorené hviezdy podľa ich omše.

Najhorúcejšie, svetlé a masívne hviezdy sú na vrchu a vľavo, zatiaľ čo najchladnejšie a malé sú v pravom dolnom regióne.

Hmotnosť je parameter, ktorý riadi vývoj hviezd, ako už bolo povedané niekoľkokrát. V skutočnosti veľmi masívne hviezdy vyčerpávajú svoje palivo rýchlo, zatiaľ čo studené a malé hviezdy, ako sú červené trpaslíky, ho spravujú väčším parsimóniou. 

Porovnanie veľkostí medzi planétami (1 a 2) a hviezdami (3,4,5 a 6). Zdroj: Wikimedia Commons. Dave Jarvis (https: // dave.Autonómia.CA/) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)].

Pre ľudskú bytosť sú červení trpaslíci prakticky veční, žiadny červený trpaslík, ktorý vie, ešte nezomrel.

Vedľa hlavnej sekvencie sú hviezdy, ktoré sa kvôli ich vývoju presunuli k iným riadkom. Týmto spôsobom existujú obrovské a supergigentné hviezdy a pod bielymi trpaslíkmi. 

Spektrálne typy

To, čo k nám prichádza zo vzdialených hviezd, je ich svetlo a jeho analýza sa získava veľa informácií o povahe hviezdy. V dolnej časti diagramu H-R je séria písmen, ktoré označujú najčastejšie spektrálne typy: 

O b a f g k m

Hviezdy s najvyššou teplotou sú O a najchladnejšie sú triedy M. Každá z týchto kategórií je zase rozdelená do desiatich rôznych podtypov, čím ich odlišuje číslo od 0 do 9. Napríklad F5, stredná hviezda medzi F0 a G0. 

Klasifikácia Morgan Keenan prispieva k spektrálnemu typu svietivosť hviezdy, s rímskymi číslami od I do V. Týmto spôsobom je naše slnko hviezdou typu G2V. Je potrebné poznamenať, že vzhľadom na veľkú variabilitu hviezd, existujú pre nich ďalšie klasifikácie.

Každá spektrálna trieda má zjavnú farbu podľa diagramu H-R. Je to približná farba, ktorú by pozorovateľ videl bez nástrojov alebo väčšiny ďalekohľadov, vo veľmi tmavej a jasnej noci. 

Nižšie je uvedený stručný opis jeho charakteristík podľa klasických spektrálnych typov:

Typ

Sú to modré hviezdy s fialovými tónmi. Nachádzajú sa na ľavom hornom konci diagramu H-R, to znamená, že sú veľké a svietivosť, ako aj vysoké povrchové teploty medzi 40.000 a 20.000 K. 

Príkladmi tohto typu hviezdy sú Alnitak A, opasok konštelácie Oriona, viditeľné v noci severnej zimy a Sigma-Oronis v tej istej konštelácii.

Môže vám slúžiť: Je mlieko homogénna alebo heterogénna zmes? Tri hviezdy opasku Orion. Zľava doprava Alnitak, Alnilam a Mintaka. Okrem toho, vedľa Alnitaku, hmly plameňa a hlava koňa. Zdroj: Wikimedia Commons.

Typ B 

Srio B. Zdroj: Giuseppe Donatiello, CC0, cez Wikimedia Commons

Sú to modré hviezdy a s povrchovými teplotami medzi 20.000 a 10.000 K. Hviezda tohto typu ľahko viditeľná voľným okom je obrovský Rigel, ktorý je súčasťou hviezdneho systému v súhvezdí Orion.

Typ a

Sýrsky a. Zdroj: NASA, ESA, H. Bond (STSCI) a m. Barstow (University of Leicester), CC po 3.0, cez Wikimedia Commons

S voľným okom sú ľahko viditeľné. Jeho farba je biela -akulovaná, s povrchovými teplotami medzi 10.000 -7000 K. Sirio A, binárna hviezda konštelácie majora je hviezda typu A, ako aj Deneb, najjasnejším Slanom.

Typ f 

Disk trosiek okolo hviezdnej hviezdy. Zdroj: ESO/Marino a kol., CC po 4.0, cez Wikimedia Commons

Vyzerajú na bielu farbu žltej, povrchová teplota je ešte nižšia ako teplota predchádzajúceho typu: medzi 7000 a 6000 K. Hviezda Polari Polaris, konštelácie menšej OSA, patrí do tejto kategórie, ako aj Canopus, najjasnejšou hviezdou konštelácie Cariny, viditeľnej veľmi južne od severnej pologule, počas severnej zimy, počas severnej zimy.

Typ g

slnko. Zdroj: NASA

Sú žlté a ich teploty sú medzi 6000 a 4800 K. Naše slnko vstupuje do tejto kategórie.

Typ K 

Dvojitá hviezda. Zdroj: Hewholooks, CC BY-SA 3.0, cez Wikimedia Commons

Farba, ktorú uvádzajú, je žltá - oranžová, kvôli svojmu najnižším teplotným rozsahom: 4800 - 3100 K (k0 giganty). Aldebar v Taurus, viditeľný počas zimy severnej pologule a albireo Swan, sú to dobré príklady hviezd ktype K -typu.

Typ m 

Ďalší Centauri. Zdroj: ESA/Hubble, CC po 4.0, cez Wikimedia Commons

Sú to najchladnejšie hviezdy zo všetkých, predstavujú červené alebo oranžové červené sfarbenie. Povrchová teplota je medzi 3400 a 2000 K. V tejto kategórii vstupujú červení trpaslíci a tiež červení giganty a supergiganty, ako napríklad ďalší Centauri (Red Dwarf) a Betelgeuse (Red Giant) konštelácie Orion.

Štruktúra hviezd

V zásade nie je ľahké zistiť vnútornú štruktúru hviezdy, pretože väčšina z nich je veľmi vzdialené objekty. 

Vďaka štúdiu Slnka, najbližšej hviezdy, vieme, že väčšina hviezd sa skladá z plynných vrstiev s sférickou symetriou, v ktorej centre je jadro kde sa vykonáva fúzia. To zaberá asi 15 % z celkového objemu hviezdy.

Obklopujúce jadro je vrstva ako plášť alebo obálka A nakoniec je atmosféra hviezdy, ktorej povrch sa považuje za vonkajší limit. Povaha týchto vrstiev je modifikovaná časom a vývojom nasledovanou hviezdou. 

V niektorých prípadoch prišiel do bodu, kde sa vyčerpáva hlavné jadrové palivo, hviezda napučia a potom vkladá vonkajšie vrstvy, ktoré je známe ako biely trpaslík.

Je to presne v balení hviezd, kde sa transport energie vykonáva z jadra do vonkajších vrstiev. 

Vrstvy slnka, najštudovanejšia hviezda zo všetkých. Zdroj: Wikimedia Commons.

Typy hviezd

V časti venovanej spektrálnym typom sú v súčasnosti uvedené typy hviezd. To, čo sa týka charakteristík objavených analýzou jeho svetla.

Ale počas svojho vývoja sa väčšina hviezd pohybuje po hlavnej sekvencii a tiež ju opúšťa, nachádza sa v iných vetinách. V hlavnej sekvencii zostávajú iba hviezdy červeného trpaslíka celý život.

Často sa spomínajú ďalšie typy hviezd, ktoré stručne popisujeme:

Môže vám slúžiť: časti optického mikroskopu

Trpasté hviezdy

Je to termín používaný na opis veľmi odlišných typov hviezd, ktoré majú na druhej strane svoju malú veľkosť. Niektoré hviezdy sa vytvárajú s veľmi nízkym cesto, ale iné, ktoré sa narodili s oveľa väčšou cestou, sa namiesto toho stávajú trpaslíkov počas ich života.

V skutočnosti sú trpaslíce hviezdy+ najhojnejšou triedou hviezd vo vesmíre, takže stojí za to zastaviť sa trochu v ich charakteristikách:

Hnedý trpaslík

Umelecká koncepcia hnedého trpaslíka-t

Sú to protoestrely, ktorých hmotnosť nebola dostatočná na založenie jadrového reaktora, ktorý riadi hviezdu do hlavnej sekvencie. Dá sa uvažovať o tom, že sú na polceste medzi obrovskou plynnou planétou, ako je Jupiter a hviezdou červenej trpaslíka.

Keďže im chýba stabilný zdroj energie, ich osud je pomaly ochladiť. Príkladom hnedého trpaslíka je Luhman 16 v konštelácii Vela. To však nezabráni obiehaniu planét, pretože niekoľko doteraz bolo objavených.

Červené trpaslíky

Porovnávacia veľkosť medzi Slnkom, Red Dwarf Gliese 229a, Brown trpaslíci Teide 1 a Gliese 229 B a Planet Jupiter. Zdroj: NASA cez Wikimedia Commons.

Jeho hmota je malá, menšia ako životnosť slnka, ale jeho život sa odohráva v hlavnej sekvencii, pretože opatrne trávia palivo. Preto sú tiež chladnejšie, ale sú to typ hviezdy, ktorá oplýva a tiež najdlhšia.

Biele trpaslíky

Blanca Ik Pegasi B (stred nižšie), jeho spektrálna trieda Partner pre IK Pegasi A (vľavo) a Slnko (vpravo). Zdroj: Rjhall, Chris 論 (vektor), CC By-SA 3.0, cez Wikimedia Commons

Je to zvyšok hviezdy, ktorá opustila hlavnú sekvenciu, keď bolo vyčerpané palivo jeho jadra, opuchne, až kým sa nestane červeným obrou. Potom hviezdne prúžky z najvzdialenejších vrstiev, znižujú jeho veľkosť a zanechajú iba jadro, ktorým je biely trpaslík. 

Biely trpaslík je iba fázou vývoja všetkých hviezd, ktoré nie sú červenými trpaslíkmi alebo modrými gigantmi. Ten, za to, že je taký masívny, má tendenciu ukončiť svoj život v kolosálnych výbuchoch zvanom Nova alebo Supernova.

Hviezda IK Pegasi je príkladom bieleho trpaslíka, destinácie, ktorý môže čakať na naše slnko v priebehu mnohých miliónov rokov.

Modrý trpaslík

Rekreácia modrej trpaslíkovej hviezdy. Zdroj: Bapeookamo, CC BY-SA 4.0, cez Wikimedia Commons

Sú to hypotetické hviezdy, to znamená, že ich existencia ešte nebola preukázaná. Ale verí sa, že červené trpaslíky sa konečne transformujú na modrú trpaslík, keď vyčerpajú svoje palivo.

Čierne trpaslíky

Rekreácia čiernej trpaslíkovej hviezdy. Zdroj: Bapeookamo, CC BY-SA 4.0, cez Wikimedia Commons

Sú to starí bieli trpaslíci, ktorí sa úplne ochladili a už viac nevyžadujú svetlo.

Žlté trpaslíky a pomaranče

Slnko, typický príklad bielej trpaslíkovej hviezdy. Zdroj: Geoff Elston, CC BY 4.0, cez Wikimedia Commons

Niekedy sa zvyčajne nazýva hmotnostné hviezdy porovnateľné alebo nižšie ako slnko, ale s väčšou veľkosťou a teplotou ako červené trpaslíky.

Neutrónová hviezda

Toto je posledná fáza života supergitentnej hviezdy, keď už vyčerpal svoje jadrové palivo a trpí výbuchom supernovy. Kvôli výbuchu je jadro zostávajúcej hviezdy neuveriteľne kompaktné, až do tej miery, že elektróny a protóny sa spájajú, aby sa stali neutrónmi.

Nutrónová hviezda je taká hustá, že môže obsahovať až do dvojnásobnej slnečnej hmoty v gule s priemerom asi 10 km. Pretože jeho polomer toľko znížil, zachovanie uhlovej hybnosti vyžaduje vyššiu rýchlosť rotácie.

Kvôli svojej veľkosti sú zistené intenzívnym žiarením, ktoré vydávajú vo forme HAZ stlačenie.

Príklady hviezd

Zatiaľ čo hviezdy majú spoločné vlastnosti, rovnako ako v prípade živých bytostí, variabilita je obrovská. Ako je vidieť, existujú obrovské a supergitentné hviezdy, trpaslíky, neutróny, premenné, veľkej hmotnosti, obrovskú veľkosť, bližšie a vzdialenejšie:

-Najjasnejšou hviezdou na nočnej oblohe je Sýrska, v súhvezdí primátora Can.

Sirio, v konštelácii major, asi 8 svetelných rokov, je najjasnejšou hviezdou na nočnej oblohe

-Next Centauri je najbližšou hviezdou k slnku.

-Byť najjasnejšou hviezdou neznamená byť najjasnejšia, pretože vzdialenosť sa veľa počíta. Známa svetelná hviezda je tiež najmasívnejšia: R136A1 patriaci k veľkému oblaku Magallanes.

-Hmotnosť R136A1 je 265 -násobok hmotnosti slnka.

-Nie vždy hviezda s najväčšou hmotnosťou je najväčšia veľkosť. Najväčšou hviezdou doteraz je Uy Scuti v konštelácii štítu. Jeho polomer je približne 1708 -krát väčší ako polomer slnka (polomer slnka je 6.96 x 10 8 metrov).

-Najrýchlejšou hviezdou doteraz bola USA 708, ktorá sa pohybuje rýchlosťou 1200 km/s, ale nedávno ďalšia, ktorá sa prekonala: S5-HVS1 konštelácie žeriavu, s rýchlosťou 1700 km/s. Predpokladá sa, že zodpovedná osoba je Strelcom supermasívnou dielom v strede Mliečnej dráhy.

Odkazy

1. Carroll, B. Úvod do modernej astrofyziky. Druhý. Vydanie. Pearson. 
2. Costa, C. Utečenca hviezda vylúčená z tmy galaktického srdca. Získané z: AAA.orgán.oh.
3. Díaz-Giménez, e. 2014. Základné astronómové poznámky.Zverejnil University of Córdoba v Argentíne.
4. Jaschek, C. 1983. Astrofyzika.Zaslal La Oas.
5. Martínez, D. Vývoj hviezd. Valida. Obnovené z: knihy Google.
6. Oster, l. 1984. Moderná astronómia. Redaktor sa vrátil.
7. Španielska astronómová spoločnosť. 2009. 100 konceptov astronómie.Edycom s.L.
8. Žobrák. Astronómia. Neutrónová hviezda. Získané z: Astroscu.Žobrák.mx.
9. Wikipedia. Klasifikácia hviezd. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.
10. Wikipedia. Hviezda. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.