Gwiazda to gwiazda, prawda? Oczywiście, gdy patrzysz na nocne niebo, występują pewne różnice w kolorze. Ale w zasadzie wszystkie są tymi samymi wielkimi kulami płonącego gazu, miliony, miliardy lat świetlnych stąd, prawda? Cóż, niezupełnie. W rzeczywistości gwiazdy są tak różnorodne, jak wszystko w naszym wszechświecie, sprowadzając się do jednej z wielu klasyfikacji opartych na ich cechach.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieje wiele różnych typów gwiazd, od małych brązowych karłów po czerwone i niebieskie nadolbrzymy. Istnieją jeszcze dziwniejsze rodzaje gwiazd, takie jak gwiazdy neutronowe i gwiazdy Wolfa-Rayeta oraz teoretyczne gwiazdy kwarków. Kontynuując badanie Wszechświata, kontynuujemy badanie wszystkiego, co dotyczy gwiazd, co sprawia, że poszerzamy nasz światopogląd. Przyjrzyjmy się różnym typom gwiazd.
Protogwiazdy:
Protogwiazda to to, co dzieje się przed powstaniem samej gwiazdy. Protogwiazda to obiekt złożony z gazu, który zapadł się z gigantycznego obłoku molekularnego. Faza ewolucji gwiazdy - protogwiazda - trwa około 100 000 lat. Z biegiem czasu grawitacja i ciśnienie wzrastają, powodując zapadnięcie się (kurczenie) gwiazdy. Całe uwolnienie energii przez protogwiazdę pochodzi tylko z ogrzewania spowodowanego skurczem grawitacyjnym - reakcje termojądrowe jeszcze się nie rozpoczęły.
Tabela rozmiarów przedstawiająca nasze Słońce (po lewej) w porównaniu ze znanymi ogromnymi gwiazdami.
Obraz: earthspacecircle.blogspot.ca
Film promocyjny:
Gwiazdy T Taurus:
Gwiazda T Tauri jest etapem powstawania i ewolucji gwiazdy, zanim stanie się gwiazdą ciągu głównego. Faza ta zachodzi pod koniec fazy protogwiazdy, kiedy ciśnienie grawitacyjne utrzymujące gwiazdę razem jest źródłem całej jej energii. Gwiazdy T Tauri nie mają wystarczającego ciśnienia i temperatury w swoich rdzeniach, aby wywołać fuzję termojądrową, ale nie wyglądają jak gwiazdy ciągu głównego, ponieważ są od nich jaśniejsze, ponieważ są od nich większe. Gwiazdy T Tauri mają duże obszary plam słonecznych i mają intensywne rozbłyski rentgenowskie i niezwykle silne wiatry gwiazdowe. Gwiazdy są na scenie T Tauri od około 100 milionów lat.
Gwiazdy w sekwencji głównej:
Większość gwiazd w naszej galaktyce, a nawet we Wszechświecie, to gwiazdy ciągu głównego. Nasze Słońce jest gwiazdą ciągu głównego, podobnie jak nasi najbliżsi sąsiedzi, Syriusz i Alfa Centauri A. ogromna ilość energii.
Gwiazda ciągu głównego jest w równowadze hydrostatycznej. Grawitacja przyciąga gwiazdę do wewnątrz, ciśnienie światła ze wszystkich reakcji termojądrowych w gwieździe wypycha na zewnątrz. Te zewnętrzne i wewnętrzne siły równoważą się, a gwiazda zachowuje kulisty kształt. Rozmiar gwiazd ciągu głównego będzie zależał od ich masy, która determinuje siłę grawitacji, która przyciąga ją do wewnątrz.
Dolna granica masy gwiazdy ciągu głównego to około 0,08 masy Słońca lub 80 mas Jowisza. Jest to minimalna wielkość ciśnienia grawitacyjnego potrzebna do wywołania reakcji syntezy jądrowej w rdzeniu. Teoretycznie gwiazdy mogą osiągać nawet 100 mas Słońca.
Czerwony olbrzym:
Kiedy gwiazda zużyje wszystkie swoje rezerwy wodoru w jądrze, reakcje termojądrowe ustają, a gwiazda nie wytwarza już ciśnienia na zewnątrz, aby przeciwdziałać wewnętrznemu ciśnieniu grawitacyjnemu, które przyciąga gwiazdę do siebie. Powłoka wodoru wokół jądra rozpoczyna dalsze życie gwiazdy, ale gwiazda dramatycznie się powiększy. Starzejąca się gwiazda stała się czerwonym olbrzymem i może być 100 razy większa od gwiazdy ciągu głównego. Kiedy paliwo wodorowe zostanie zużyte, hel, a następnie cięższe pierwiastki, zaczną być przetwarzane w reakcjach termojądrowych. Gwiazda w fazie czerwonego olbrzyma przetrwa tylko kilkaset milionów lat, zanim wyczerpie się paliwo i stanie się białym karłem.
Biały karzeł:
Kiedy gwiazda całkowicie wyczerpie paliwo wodorowe w swoim jądrze, odczuje brak masy do przetwarzania cięższych pierwiastków w reakcjach termojądrowych i wejdzie w fazę białego karła. Ciśnienie światła na zewnątrz z reakcji termojądrowych zatrzyma się, a gwiazda zapadnie się (skurczy się) pod wpływem własnej grawitacji. Biały karzeł świeci tylko dlatego, że był kiedyś gorącą gwiazdą, ale ponieważ reakcje termojądrowe już w nim nie zachodzą, ochładza się do temperatury tła wszechświata. Ten proces zajmie setki miliardów lat, więc białe karły nie są jeszcze zbyt fajne.
Czerwony karzeł:
Czerwone karły to jeden z najpowszechniejszych typów gwiazd we wszechświecie. Są gwiazdami ciągu głównego, ale mają tak małą masę, że są znacznie zimniejsze niż nasze Słońce. Ale ich funkcja jest inna. Czerwone karły są w stanie magazynować paliwo wodorowe, mieszając je w swoim jądrze, dzięki czemu mogą oszczędzać paliwo znacznie bardziej niż inne gwiazdy. Astronomowie uważają, że niektóre z czerwonych karłów mogą spalać paliwo nawet przez 10 bilionów lat. Najmniejsze czerwone karły mają około 0,075 masy Słońca, a ich masa może wynosić nawet połowę masy Słońca.
Gwiazdy neutronowe:
Jeśli masa gwiazdy wynosi około 1,35 - 2,1 masy Słońca, to po śmierci nie zmieni się w białego karła. Zamiast tego gwiazda zginie w katastrofalnym wydarzeniu zwanym supernową, a pozostałe jądro stanie się gwiazdą neutronową. Jak sama nazwa wskazuje, gwiazda neutronowa jest egzotycznym rodzajem gwiazdy, która składa się wyłącznie z neutronów. Wynika to z silnej grawitacji, kiedy gwiazda jest tak ściśnięta, że wszystkie protony i elektrony są ściskane razem, tworząc neutrony. Jeśli gwiazdy są jeszcze masywniejsze, po wybuchu supernowej zamieniają się w czarne dziury.
Nadolbrzymy:
Największe gwiazdy we wszechświecie to nadolbrzymy. Są to potwory o masie dziesiątki razy większej niż masa Słońca. W przeciwieństwie do stosunkowo stabilnej gwiazdy Słońca, nadolbrzymy zużywają swoje paliwo wodorowe w niewiarygodnym tempie, a całe ich paliwo zostanie całkowicie zużyte za kilka milionów lat. Nadolbrzymy żyją szybko i umierają młodo, eksplodując w postaci supernowych; całkowicie niszcząc siebie w tym procesie.
Jak widać, gwiazdy występują w wielu rozmiarach, kolorach i typach. Wiedza o tym, co to wyjaśnia i jak wyglądają różne etapy życia gwiazdy, jest ważna, jeśli chodzi o zrozumienie naszego wszechświata. Pomaga również, jeśli chodzi o nasze ciągłe wysiłki na rzecz odkrywania lokalnego gwiezdnego sąsiedztwa, nie wspominając o polowaniu na życie pozaziemskie!