Project Title - Faulkes Telescope Project Page 1 of 4 Cykle życia

advertisement
Cykle życia gwiazd
Cykle życia gwiazd
Informacje podstawowe
Autor: Sarah Roberts
Koautorzy: Vanessa Stroud & Fraser Lewis
Cykle życia gwiazd – Projekt Faulkes Telescope
Cykle życia gwiazd
Informacje wstępne
Diagramy Hertzprunga – Russela (Diagramy H-R)
Na początku XX wieku, gdy udało się zbadać wpływ temperatury ciała na barwę emitowanego
przez nie promieniowania, uczeni doszli do wniosku, iż musi istnieć zależność pomiędzy
temperaturą gwiazdy a jej mocą promieniowania. Gdyby wszystkie gwiazdy zachowywały się
podobnie, to te o jednakowej mocy promieniowania powinny mieć te same temperatury oraz
gwiazdy gorętsze powinny być jaśniejsze niż gwiazdy chłodne
W 1911roku, Ejnar Hertzsprung (Dania) wykreślił zależność jasności gwiazd od ich koloru.
Niezależnie od niego, Henry Russell (USA), skonstruował wykres zależności jasności gwiazd od
ich typu widmowego, potwierdzając, że rzeczywiście, istnieje prawdopodobnie zależność
pomiędzy mocą wypromieniowywanej przez gwiazdy energii, a ich temperaturą. Ponadto okazało
się, że gwiazdy dzielą się na w kilka wyraźnych grup. Od tego czasu wykresy tego typu noszą
nazwę diagramów Hertzsprunga – Russela lub diagramów H-R
Cykle życia gwiazd
Gwiazdę na diagramie H-R reprezentuje punkt. Ponieważ zwykle przedstawiamy na nim dużą
ilość gwiazd zatem na diagramie znajduje się duża ilość punktów tak jak na diagramie
przedstawionym poniżej. Oś y wykresu H-R przedstawia moc promieniowania gwiazdy, a oś x
reprezentuje temperaturę gwiazd
Na powyższym wykresie H-R oznaczono główne grupy gwiazd, a poniżej podano krótkie opisy
stadiów ewolucyjnych dla gwiazd o masie zbliżonej do masy naszego Słońca.
Strona 2 z 4
Cykle życia gwiazd – Projekt Faulkes Telescope
Ciąg Główny
Ciąg główny to pas który ciągnie się z prawego dolnego rogu diagramu HR do lewego górnego,
ciągnąc się od gwiazd chłodnych i słabych do jasnych i gorących. Większość gwiazd, włączając
nasze Słońce spędza większość swojego życia na ciągu głównym „spalając” w swoich
wnętrzach wodór w hel.
Gałąź czerwonych olbrzymów
Gdy gwiazda o masie Słońca zamieni w swoim jądrze cały wodór na hel, ewoluuje dalej
przemieszczając się poza ciąg główny do obszaru czerwonych olbrzymów. Astronomowie
nazywają go gałęzią czerwonych olbrzymów w skrócie RGM (Red Giant Branch). Na tym etapie
ewolucji wodór spala się w cienkiej otoczce wokół helowego jądra, zwiększając w nim nadal
zawartość helu.
Czerwone nadolbrzymy
Gdy zakończy się spalanie w otoczce wodorowej, rozpoczyna się fuzja helu w cięższe pierwiastki
takie jak węgiel i tlen. W tym czasie gwiazda przemieszcza się na diagramie HR do obszaru
czerwonych nadolbrzymów.
Białe karły
Gdy cały hel w jądrze zostanie zamieniony na inne pierwiastki, zewnętrzne warstwy gwiazdy
zostają odrzucone na zewnątrz tworząc mgławicę planetarną. Pozostałe w centrum, odkryte
jądro gwiazdy (zbudowane z węgla i tlenu) tworzy twór zwany białym karłem. Biały karzeł nie
może podtrzymać reakcji jądrowych zatem staje się stopniowo chłodniejszy i ciemniejszy.
Ewolucja od czerwonych olbrzymów do obszaru białych karłów zachodzi bardzo szybko w
porównaniu z czasem przebywania na ciągu głównym.
Diagramy Barwa – Jasność (DBJ)
Cykle życia gwiazd
Aby skonstruować diagram HR, musimy znać temperaturę i moc promieniowania gwiazdy.
Najprostszym wskaźnikiem temperatury gwiazdy jest jej kolor. Barwa gwiazdy to po prostu miara
jasności gwiazdy w jednym filtrze w porównaniu do jasności w drugim filtrze. Najbardziej
rozpowszechnionym jest system wskaźnika barwy B-V, który jest po prostu różnicą jasności
gwiazdy w filtrze B (niebieskim) i jasności w filtrze V (wizualnym – zielono-żółtym).
Moc promieniowania gwiazdy może być określona ze znajomości jej jasności widomej i
odległości. Jednakże jeśli nie znamy odległości do gwiazdy to nie możemy określić jej mocy
promieniowania. Aby obejść ten problem astronomowie używają powszechnie diagramów barwajasność, które w rzeczywistości są prostą odmianą diagramów HR.
Poniżej przedstawiono przykłady diagramów barwa - jasność dla gromad gwiazd: otwartych (lewy
diagram) i kulistych (diagram prawy). Gromady kuliste to sferyczne grupy gwiazd składające się
od dziesiątek tysięcy do milionów starych (do 12 mld lat) gwiazd utrzymywanych poprzez siły
wzajemnego przyciągania grawitacyjnego. Gromady otwarte to luźniejsze zgrupowania gwiazd
bez wyraźnej centralnej koncentracji.
Strona 3 z 4
Cykle życia gwiazd – Projekt Faulkes Telescope
Cykle życia gwiazd
Na diagramach barwa – jasność dla gromad otwartych ciąg główny jest wyraźnie widoczny. Jest
on zwykle lepiej zdefiniowany niż ciąg główny dla gromad kulistych ponieważ te ostatnie
zawierają głównie stare gwiazdy które przeewoluowały z ciągu głównego do gałęzi czerwonych
olbrzymów (RGB). Jeżeli ciąg główny jest dobrze zdefiniowany, oznacza to, że gwiazdy w
gromadzie są praktycznie w tym samym wieku, gdyż większość masywnych gwiazd nie opuściło
jeszcze ciągu głównego i nie przemieściło się do gałęzi olbrzymów.
Strona 4 z 4
Download
Random flashcards
Create flashcards