Gwiazdy

Ewolucja i klasyfikacja
Mgławica M16, galaktyka NGC6703
Wybór zagadnienia
Bibliografia
Wikipedia - http://pl.wikipedia.org/
Przewodnik miłośnika astronomii – praca zbiorowa, wyd. MUZA S.A Warszawa 1998
Interaktywny diagram H-R - http://aspire.cosmic-ray.org/labs/star_life/hr_interactive.html
Narodziny gwiazdy




Wielki Obłok Magellana
Na zdjęciu obok jest
widoczna mgławica - twór
będący po prostu wielkim
zagęszczeniem pyłu i gazu
Gdy umiera gwiazda, potrafi
ona wydzielić ogromne
ilości promieniowania
elektromagnetycznego
Jest to impuls wprawiający
materię w ruch, i ją
zagęszczający…
Pewna część obłoku zapada
się nagle pod wpływem
grawitacji.
Co z tego wyniknie?
Narodziny gwiazdy – c.d.
Obłok dalej nabiera masy –
nawet 50 razy większej niż słońce.
Teraz zacznie się obracać, i jeśli tylko przybierze kształt sferyczny – mamy
protogwiazdę
Niestety, nieraz musimy na tym zakończyć.
Temperatura okazuje się zbyt niska, i obiekt zamiera pod postacią
brązowego karła
Ale załóżmy, że temperatura i gęstość rośnie.
W takim wypadku po osiągnięciu 15 mln K we wnętrzu zapadającego się obłoku zaczyna się
proces syntezy jądrowej.
Mamy gwiazdę!
Zobaczmy więcej...
W tle: Mgławica NGC 604 „Triangulum”
Jaki los czeka gwiazdę?
Protogwiazda
Brązowy karzeł
Gwiazda ciągu głównego
Czerwony olbrzym
Błękitny nadolbrzym
Czerwony olbrzym
Mgławica planetarna
Supernowa
Supernowa
Biały karzeł
Gwiazda neutronowa
Kliknij na typ, aby uzyskać omówienie
Czerwony karzeł
Czarna dziura
Czarna dziura
Błękitny nadolbrzym


Najczęściej określany
błękitnym, może też mieć
czerwony typ widmowy.
Charakterystyka:
– Masa: 10-50 mas słońca
– Promień: nawet ponad 1500
promieni słońca
– Czas życia: krótki, 10-50
milionów lat
– Typ widmowy: O,B
(czerwone: K,M)
Betelgeza, zdjęcie z teleskopu Hubble’a
Gwiazda ciągu głównego
- Słońce


Słońce, porównanie z rozmiarami Ziemi
Słońce jest kulą zjonizowanego
gazu o masie około 2×1030 kg,
z czego 74% stanowi wodór,
25% hel, a niespełna 1%
pierwiastki cięższe i
sporadycznie występujące
proste związki chemiczne. W
samym środku ciśnienie osiąga
wartość 1016 Pa, co powoduje,
że jądro rozgrzewa się do
temperatury kilkunastu
milionów stopni, w której to
temperaturze mogą już
zachodzić reakcje jądrowe.
W przypadku gwiazd ciągu
głównego reakcją jądrową,
która dostarcza energii jest
przemiana wodoru w hel.
Czerwony karzeł


Przypuszczalnie najbardziej
rozpowszechniony typ gwiazd we
Wszechświecie.
Charakterystyka:
– To mała i stosunkowo chłodna
gwiazda typu widmowego K lub M.
– Masa i średnica: Do 1/3 słońca
– Temperatura powierzchni: najwyżej
3500 K.
– Emitują niewielkie ilości światła,
czasem nawet tylko 1/10 000 ilości
światła słonecznego.

Gwiazda Pistoletowa - Czerwony karzeł
Z powodu wolnego tempa spalania
wodoru, ich szacunkowy czas życia
jest bardzo długi i wynosi od
dziesiątek miliardów do bilionów lat.
Dlatego te gwiazdy istnieją od
początku wszechświata.
Supernowa
Supernowa to bardziej
nazwa zdarzenia, nie
gwiazdy
Gwiazda wybucha,
świeci ekstremalnie
jasno, po czym
rozpływa się w
przestrzeni
kończąc swój żywot
Wybuch wywołuje fale
uderzeniową
rozpylającą materię w
przestrzeni, formując
mgławicę
Historia zatacza krąg,
ponieważ w takim
obłoku ma szansę
Supernowa w gwiazdozb. Łabędzia
uformować się
nowa gwiazda
Supernowe są
głównym, a często
jedynym źródłem
wszystkich
pierwiastków
cięższych niż tlen
Biały karzeł
Biały karzeł jest to niewielki (rzędu
rozmiarów Ziemi) obiekt astronomiczny
wysyłający białe światło. Powstaje po
śmierci mało lub średnio masywnej
gwiazdy (poniżej 1,4 masy Słońca),
której jądro nie osiągnęło temperatury
wystarczającej do zapłonu węgla w
reakcjach syntezy termojądrowej.
Przed dalszym zapadaniem białego
karła chroni jedynie ciśnienie elektronów,
inaczej stałby się czarną dziurą.
Biały karzeł (mniejszy),
czyli Syriusz B,
towarzysz Syriusza A,
gwiazdy ciągu głównego.
Po kilkuset miliardach lat temperatura
białego karła obniża się do tego stopnia,
że przestaje on być widoczny - staje się
czarnym karłem. Jednakże Wszechświat
istnieje zbyt krótko (ok. 15 mld lat), by
obiekty te zdążyły powstać nawet z
najstarszych białych karłów.
Diagram Hertzsprunga Russela


W 1910 roku Ejnar Hertzsprung
obmyślił sposób klasyfikacji gwiazd,
udoskonalony potem i opublikowany
wraz z Henry’m Russelem
Idea klasyfikacji jest prosta:
– Na jednej z osi diagramu mamy jasność
gwiazdy
– Na drugiej – jej kolor, czyli typ widmowy.
Jak to działa w praktyce?
W czasie swego życia gwiazda podlega ewolucji, i przesuwa się w prawą
stronę.
To, jak długo gwiazda pozostaje w ciągu głównym, zależy od jej masy.
Poniższa animacja interaktywna pokazuje, gdzie jest miejsce gwiazdy
na diagramie przez cały jej okres egzystencji.
Gwiazda neutronowa





Gwiazda Neutronowa w mgławicy Kraba
Najgęstszy obiekt, jaki
możemy znaleźć we
wszechświecie
W średnicy od 10 do 15 km
mieści się ilość materii równa
2,5 masy słońca
Nazwa bierze się stąd, że
zawiera w większości neutrony
Wiruje z prędkością do 1000
razy na sekundę, a
obserwowany z ziemi zdaje się
pulsować - dlatego czasem
nazywana jest pulsarem.
Równocześnie ze światłem
emituje promieniowanie
radiowe.
Pole magnetyczne pulsara wpływa
wyraźnie na otaczającą go materię.
Mgławica planetarna



Mgławica Rosetta w Jednorożcu
Nazwa nie ma nic
wspólnego z planetami.
Wzięła się stąd, że dawniej
brano je za planety, bo nie
było tak rozwiniętej
technologii obserwacji.
Powstają z gwiazd o masie
od 1 do 8 mas Słońca
W centrum takiego obiektu
można dostrzec białego
karła – pozostałość po
gwieździe, która rozwiała
swoja materię wybuchając.
Czarna dziura



Czarne dziury tworzą się z
gwiazd, które przechodząc
przez kolejne stadia swojej
ewolucji po etapie stabilnego
życia, jako nadolbrzym,
zawsze miały zbyt wielką
masę, aby były stabilne.
Zapadały się.
Jeżeli gwiazda neutronowa nie
wytrzyma własnego ciężaru,
zapada się tworząc właśnie
Czarną dziurę.
Taki obiekt wsysa wszystko
wokół, nawet światło, więc jest
niemożliwy do obserwacji.
Widzimy tylko przestrzeń
wokół obiektu.
Czerwony olbrzym



Jest to gwiazda w etapie
ewolucji będąca o krok
dalej niż Słońce, które
kiedyś też stanie się
czerwonym olbrzymem.
Swój kolor bierze z tego iż,
z powodu wyczerpania
zasobów wodoru, spala
hel, a potem przyjdzie czas
na cięższe pierwiastki, takie
jak węgiel
Potem przyjdzie czas na
przemianę węgla w żelazo –
i tak kończą czerwone
olbrzymy.
Aldebaran, czerwony olbrzym. Na
zdjęciu w towarzystwie gromady
otwartej Hiad.
Brązowy karzeł


Brązowe karły mają masę
poniżej 8% masy Słońca - 80
mas Jowisza – zbyt małą, by
mogły zachodzić w nich
reakcje przemiany wodoru w
hel, które są głównym źródłem
energii gwiazd.
Od gazowych planet odróżnia
je to, że często występują
same w przestrzeni. Określa
się je czasem mianem
niewypałów, nieudanych
gwiazd bądź superplanet.
Ta czerwona kropka to właśnie
brązowy karzeł
Zdjęcie wykonano w paśmie bliskim
podczerwieni, bowiem obiekt jest tak
zimny (ok. 700st. C), że prawie nie
emituje światła widzialnego.