Zvezdna učna pot

Postaja 5: Zvezde

Zvezde

5.1 O zvezdah

Zvezde so velike in vroče plinaste krogle, ki jih drži skupaj lastna gravitacija. Med seboj se zelo razlikujejo po masi, velikosti, izsevu in barvi, podobne pa so po sestavi, saj so večinoma iz vodika (75 %) in helija (25 %), z manjšimi količinami težjih elementov. V notranjosti zvezd potekajo jedrske reakcije, kjer se vodik pretvarja v helij, kar omogoča, da zvezde svetijo.

Za zvezde je značilno:

  • da jih drži skupaj lastna gravitacijska sila in so zato okrogle oblike,
  • da vsaj v nekem obdobju njihovega življenja v njih potekajo jedrske reakcije.

Zvezde delimo na:

  • protozvezde, v katerih se jedrske reakcije še niso pričele,
  • zvezde v aktivni dobi življenja, v katerih potekajo jedrske reakcije,
  • ostanke zvezd, v katerih so jedrske reakcije prenehale (bele pritlikavke, nevtronske zvezde, črne luknje ).

Osnovne merljive lastnosti zvezd so njihov izsev, površinska temperatura, masa in polmer. Opazovanja kažejo, da se zvezde v aktivni dobi življenja zelo razlikujejo glede na te količine:

  • izsev: med 10⁻⁵ in 10⁷ izseva Sonca,
  • površinska temperatura: od 3000 K do 50.000 K,
  • masa: od 0,08 do 200 mas Sonca,
  • polmer: od 0,01 do 1000 polmerov Sonca.

Naše Sonce po teh količinah ni nič posebnega, ni niti največja niti najmanjša zvezda, ni ne najbolj ali najmanj masivna, ne najbolj ali najmanj svetla in tudi ne najbolj vroča ali najhladnejša zvezda.

Barva zvezd je odvisna od temperature:

  • rdečkaste zvezde: hladnejše, ~3000 K.
  • rumene zvezde (npr. Sonce): ~5800 K.
  • modrikaste zvezde: vroče, >10.000 K.

Spektroskopija omogoča proučevanje spektralnih črt, ki razkrivajo kemično sestavo, temperaturo in vrtenje zvezd.

5.2 Klasifikacija zvezd

Zvezde razvrščamo glede na spektralne tipe: O B A F G K M, pri čemer so O najbolj vroče, M pa najhladnejše. Vsak tip ima dodatne podtipe (npr. A0, A1...A9).

Hertzsprung-Russellov diagram (HR diagram): Graf, ki prikazuje zvezde glede na površinsko temperaturo in izsev.

  • glavna veja: Večina zvezd leži na diagonali, kjer potekajo jedrske reakcije zlivanja vodika v helij.
  • orjakinje in nadorjakinje: Zvezde, ki so porabile vodik v jedru in se razširile.
  • bele pritlikavke: Ostanki zvezd, ki so zelo vroči, a majhnega izseva.

O B A F G K M

HR diagram_vir_en.wikipedia.org/wiki/File:Hertzsprung-Russel_StarData

5.3 Struktura in razvoj zvezd

Zvezde nastanejo iz medzvezdnih oblakov plina in prahu. Če ima oblak zadostno maso, se pod vplivom gravitacije začne krčiti, kar vodi v nastanek protozvezda. Ko temperatura v središču doseže 10 milijonov K, se začnejo jedrske reakcije.

Življenjska doba zvezd:

  • manj masivne zvezde: živijo dlje, tudi več deset milijard let.
  • masivne zvezde: kratka življenjska doba, le nekaj milijonov let.

Ko zvezdi zmanjka vodika:

  • manj masivne zvezde: ppostanejo rdeče orjakinje, nato bele pritlikavke.
  • masivne zvezde: gredo skozi več stopenj jedrskega gorenja in končajo kot supernove, nevtronske zvezde ali črne luknje.

razvoj_zvezdvir NASA/CXC/M.Weiss

5.4 Zvezdne kopice

Zvezde nastajajo v skupinah:

  • razsute kopice: vsebujejo nekaj 10 do 100 zvezd in so šibko gravitacijsko vezane.
  • kroglaste kopice: vsebujejo več kot 10.000 zvezd, ki so močno gravitacijsko vezane in dolgožive.

HR diagram kopic omogoča določanje njihove starosti in razdalje.

razsute_kopice__vir_https://en.wikipedia.org

kroglaste_kopice_vir_http://apod.nasa.gov/apod/ap120614.html

5.5 Spremenljive zvezde

Zvezde z nestalnim izsevom. Med njimi so znane:

  • pulzirajoče spremenljivke: ob napihovanju in krčenju ovojnice njihov izsev niha.
  • kefeide: pomembne za merjenje razdalj v vesolju, saj je njihova perioda nihanja povezana z izsevom.

5.6 Dvojne zvezde

Približno polovica zvezd je v dvojnem ali več zvezdnem sistemu. Vrste dvojnih zvezd:

  • navidezne dvojne zvezde: to niso prave dvojne zvezde, le par zvezd, ki ju slučajno z Zemlje vidimo v približno isti smeri.
  • vizualne dvojne zvezde: obe zvezdi ločimo z opazovanjem.
  • spektroskopske dvojne zvezde: ločimo jih po spektralnih črtah.
  • prekrivalne dvojne zvezde: zvezdi se medsebojno zakrivata, kar povzroči periodične spremembe sija.

Zaključek

Zvezde so ključne za razumevanje evolucije vesolja, saj so izvor težjih elementov in omogočajo nastanek planetov ter življenja. Njihovo proučevanje razkriva ne samo fizikalne zakonitosti, temveč tudi naš kozmični izvor.

Z dovoljenjem avtorice povzeto po: prof. dr. Andreja Gomboc, Skripta Astronomija, Fakulteta za naravoslovje, Univerza v Novi Gorici