Ako pažljivo pogledate noćno nebo, lako je primijetiti da se zvijezde koje nas gledaju razlikuju po boji. Plavkaste, bijele, crvene, ravnomjerno sjaje ili trepere poput vijenca božićnog drvca. U teleskopu razlike u bojama postaju očitije. Razlog te raznolikosti leži u temperaturi fotosfere. I, suprotno logičnoj pretpostavci, najtoplije nisu crvene, već plave, bijelo-plave i bijele zvijezde. Ali prvo o svemu.
Spektralna klasifikacija
Zvijezde su ogromne vruće kugle plina. Način na koji ih vidimo sa Zemlje ovisi o mnogim parametrima. Na primjer, zvijezde zapravo ne svjetlucaju. U to se vrlo lako uvjeriti: dovoljno je zapamtiti Sunce. Efekt treperenja nastaje zbog činjenice da svjetlost koja nam dolazi iz kozmičkih tijela prevladava međuzvjezdani medij, pun prašine i plina. Druga stvar je boja. Posljedica je zagrijavanja ljuski (osobito fotosfere) na određene temperature. Prava boja može se razlikovati od vidljive, ali razlika je obično mala.
Danas se Harvardska spektralna klasifikacija zvijezda koristi u cijelom svijetu. Slučajno jetemperature i temelji se na obliku i relativnom intenzitetu linija spektra. Svaki razred odgovara zvijezdama određene boje. Klasifikacija je razvijena na Harvardskom opservatoriju 1890-1924.
Jedan obrijani Englez žvakao je hurme poput mrkve
Postoji sedam glavnih spektralnih klasa: O-B-A-F-G-K-M. Ovaj slijed odražava postupno smanjenje temperature (od O do M). Da biste ga zapamtili, postoje posebne mnemoničke formule. Na ruskom, jedan od njih zvuči ovako: "Jedan obrijani Englez je žvakao datule poput mrkve." Još dvije su dodane ovim razredima. Slova C i S označavaju hladne svjetiljke s trakama metalnih oksida u spektru. Pogledajmo pobliže zvjezdane klase:
- Klasu O karakterizira najviša površinska temperatura (od 30 do 60 tisuća Kelvina). Zvijezde ove vrste premašuju Sunce po masi za 60, a u polumjeru - 15 puta. Njihova vidljiva boja je plava. Što se tiče sjaja, oni su ispred naše zvijezde više od milijun puta. Plavu zvijezdu HD93129A, koja pripada ovoj klasi, karakterizira jedan od najvećih indeksa svjetline među poznatim kozmičkim tijelima. Prema ovom pokazatelju, ispred Sunca je 5 milijuna puta. Plava zvijezda nalazi se na udaljenosti od 7,5 tisuća svjetlosnih godina od nas.
- Klasa B ima temperaturu od 10-30 tisuća Kelvina, masu 18 puta veću od Sunčeve. To su bijelo-plave i bijele zvijezde. Njihov je radijus 7 puta veći od Sunčevog.
- Klasu A karakterizira temperatura od 7,5-10 tisuća Kelvina,radijus i masa veći od 2,1 odnosno 3,1 puta od sličnih parametara Sunca. Ovo su bijele zvijezde.
- Klasa F: temperatura 6000-7500 K. Masa veća od Sunca za 1,7 puta, polumjer - za 1,3. Sa Zemlje takve zvijezde također izgledaju bijele, njihova prava boja je žućkasto bijela.
- Klasa G: temperatura 5-6 tisuća Kelvina. Sunce pripada ovoj klasi. Prividna i prava boja takvih zvijezda je žuta.
- Klasa K: temperatura 3500-5000 K. Radijus i masa su manji od solarnih, oni su 0,9 i 0,8 odgovarajućih parametara zvijezde. Gledano sa Zemlje, boja ovih zvijezda je žućkasto-narančasta.
- Klasa M: temperatura 2-3,5 tisuća Kelvina. Masa i polumjer - 0,3 i 0,4 od sličnih parametara Sunca. S površine našeg planeta izgledaju crveno-narančasto. Beta Andromedae i Alpha Chanterelles pripadaju M klasi. Jarko crvena zvijezda poznata mnogima je Betelgeuse (Alpha Orionis). Najbolje ga je zimi potražiti na nebu. Crvena zvijezda se nalazi iznad i malo lijevo od Orionovog pojasa.
Svaki razred je podijeljen u podrazrede od 0 do 9, odnosno od najtoplijih do najhladnijih. Broj zvijezda ukazuje na pripadnost određenom spektralnom tipu i stupanj zagrijavanja fotosfere u usporedbi s drugim svjetiljkama u skupini. Na primjer, Sunce pripada klasi G2.
Vizualni bijeli
Dakle, zvjezdane klase B do F mogu izgledati bijele sa Zemlje. I samo objekti koji pripadaju A-tipu zapravo imaju ovu boju. Dakle, zvijezda Saif (zviježđe Orion) i Algol (beta Perzej) promatraču nenaoružanom teleskopom će se činitibijelim. Pripadaju spektralnoj klasi B. Njihova prava boja je plavo-bijela. Bijele se također pojavljuju Mythrax i Procyon, najsjajnije zvijezde na nebeskim crtežima Perzeja i Malog psa. Međutim, njihova prava boja je bliža žutoj (ocena F).
Zašto su zvijezde bijele za zemaljskog promatrača? Boja je izobličena zbog velike udaljenosti koja dijeli naš planet od sličnih objekata, kao i voluminoznih oblaka prašine i plina, koji se često nalaze u svemiru.
Klasa A
Bijele zvijezde karakterizira ne tako visoka temperatura kao predstavnici klasa O i B. Njihova se fotosfera zagrijava do 7,5-10 tisuća Kelvina. Zvijezde spektralne klase A mnogo su veće od Sunca. Njihova je svjetlost također veća - oko 80 puta.
U spektrima A-zvijezda, vodikove linije Balmerove serije su snažno izražene. Linije ostalih elemenata su osjetno slabije, ali postaju značajnije kako prelazite iz podklase A0 u A9. Divovi i superdivi koji pripadaju spektralnoj klasi A karakteriziraju nešto manje izražene vodikove linije od zvijezda glavnog niza. U slučaju ovih svjetiljki, teške metalne linije postaju uočljivije.
Postoje mnoge neobične zvijezde koje pripadaju spektralnoj klasi A. Ovaj se pojam odnosi na svjetiljke koje imaju uočljive značajke u spektru i fizičkim parametrima, što otežava njihovu klasifikaciju. Na primjer, prilično rijetke zvijezde tipa Bootes lambda karakteriziraju nedostatak teških metala i vrlo spora rotacija. Neobična svjetiljka također uključuju bijele patuljke.
Klasa A pripada takvim svijetlim objektima noćinebo, kao Sirius, Mencalinan, Alioth, Castor i drugi. Upoznajmo ih bolje.
Alpha Canis Major
Sirius je najsjajnija, ali ne i najbliža zvijezda na nebu. Udaljenost do njega je 8,6 svjetlosnih godina. Za zemaljskog promatrača, čini se tako svijetlim jer ima impresivnu veličinu, a opet nije tako udaljen kao mnogi drugi veliki i svijetli objekti. Najbliža zvijezda Suncu je Alpha Centauri. Sirius je na petom mjestu na ovoj listi.
Pripada zviježđu Veliki pas i sustav je od dvije komponente. Sirius A i Sirius B razdvojeni su s 20 astronomskih jedinica i rotiraju se s razdobljem od nešto manje od 50 godina. Prva komponenta sustava, zvijezda glavnog niza, pripada spektralnoj klasi A1. Njegova masa je dvostruko veća od sunčeve, a polumjer 1,7 puta. On je taj koji se može promatrati golim okom sa Zemlje.
Druga komponenta sustava je bijeli patuljak. Zvijezda Sirius B po masi je gotovo jednaka našem svjetiljku, što nije tipično za takve objekte. Tipično, bijele patuljke karakterizira masa od 0,6-0,7 solarnih masa. Istovremeno, dimenzije Siriusa B su bliske Zemljinim. Pretpostavlja se da je stadij bijelog patuljka započeo za ovu zvijezdu prije oko 120 milijuna godina. Kada se Sirius B nalazio na glavnoj sekvenci, to je vjerojatno bila svjetiljka s masom od 5 solarnih masa i pripadala je spektralnom tipu B.
Sirius A, prema znanstvenicima, prijeći će na sljedeću fazu evolucije za oko 660 milijuna godina. Zatimpretvorit će se u crvenog diva, a malo kasnije - u bijelog patuljka, poput svog suputnika.
Alpha Eagle
Poput Siriusa, mnoge bijele zvijezde, čija su imena navedena u nastavku, dobro su poznate ne samo ljudima koji vole astronomiju zbog svog sjaja i čestog spominjanja na stranicama znanstvenofantastične literature. Altair je jedno od tih svjetiljki. Alpha Eagle nalazi se, na primjer, u Ursula le Guin i Steven King. Na noćnom nebu ova je zvijezda jasno vidljiva zbog svog sjaja i relativno bliske blizine. Udaljenost između Sunca i Altaira iznosi 16,8 svjetlosnih godina. Od zvijezda spektralne klase A, samo nam je Sirius bliži.
Altair je 1,8 puta masivniji od Sunca. Njegova karakteristična značajka je vrlo brza rotacija. Zvijezda napravi jednu rotaciju oko svoje osi za manje od devet sati. Brzina rotacije u blizini ekvatora je 286 km/s. Kao rezultat toga, "spretni" Altair će biti spljošten s polova. Osim toga, zbog eliptičnog oblika, temperatura i sjaj zvijezde se smanjuju od polova prema ekvatoru. Taj se efekt naziva "gravitacijsko zamračenje".
Još jedna značajka Altaira je da se njegov sjaj s vremenom mijenja. Odnosi se na varijable tipa Shield delta.
Alpha Lyra
Vega je najproučavanija zvijezda nakon Sunca. Alpha Lyrae je prva zvijezda kojoj je određen spektar. Ona je također postala druga svjetiljka nakon Sunca, snimljena na fotografiji. Vega je također bila među prvim zvijezdama do kojih su znanstvenici izmjerili udaljenost metodom parlax. Dugi period, sjaj zvijezde je uzet kao 0 kada se određuju veličine drugih objekata.
Alpha Lyra je dobro poznata i astronomima amaterima i jednostavnim promatračima. Peta je najsjajnija među zvijezdama i uključena je u asterizam Ljetnog trokuta zajedno s Altairom i Denebom.
Udaljenost od Sunca do Vege je 25,3 svjetlosne godine. Njegov ekvatorijalni polumjer i masa su 2,78 odnosno 2,3 puta veći od sličnih parametara naše zvijezde. Oblik zvijezde daleko je od savršene lopte. Promjer na ekvatoru je osjetno veći nego na polovima. Razlog je velika brzina rotacije. Na ekvatoru dostiže 274 km/s (za Sunce je ovaj parametar nešto više od dva kilometra u sekundi).
Jedna od Veginih posebnih značajki je disk prašine koji ga okružuje. Vjerojatno je nastao kao rezultat velikog broja sudara kometa i meteorita. Disk prašine okreće se oko zvijezde i zagrijava se njezinim zračenjem. Kao rezultat, povećava se intenzitet infracrvenog zračenja Vege. Ne tako davno otkrivene su asimetrije na disku. Njihovo vjerojatno objašnjenje je da zvijezda ima barem jedan planet.
Alpha Gemini
Drugi najsjajniji objekt u zviježđu Blizanaca je Castor. On, kao i prijašnja svjetiljka, pripada spektralnoj klasi A. Castor je jedna od najsjajnijih zvijezda na noćnom nebu. Na odgovarajućoj listi nalazi se na 23. mjestu.
Castor je višestruki sustav koji se sastoji od šest komponenti. Dva glavna elementa (Castor A i Castor B) rotirajuoko zajedničkog centra mase s razdobljem od 350 godina. Svaka od dvije zvijezde je spektralna binarna. Komponente Castor A i Castor B su manje svijetle i vjerojatno pripadaju spektralnom tipu M.
Castor C nije odmah spojen na sustav. U početku je bio označen kao nezavisna zvijezda YY Gemini. U procesu istraživanja ove regije neba, postalo je poznato da je ovo svjetlo bilo fizički povezano s Castorovim sustavom. Zvijezda se okreće oko središta mase zajedničkog svim komponentama s periodom od nekoliko desetaka tisuća godina i također je spektralna binarna jedinica.
Beta Aurigae
Aurigin nebeski crtež uključuje oko 150 "točaka", mnoge od njih su bijele zvijezde. Imena svjetiljki malo će reći osobi koja je daleko od astronomije, ali to ne umanjuje njihov značaj za znanost. Najsjajniji objekt u nebeskom uzorku, koji pripada spektralnoj klasi A, je Mencalinan ili Beta Aurigae. Ime zvijezde na arapskom znači "rame vlasnika uzde."
Menkalinan - trostruki sustav. Njegove dvije komponente su subdivi spektralne klase A. Svjetlina svake od njih premašuje sličan parametar Sunca za 48 puta. Razdvojeni su razmakom od 0,08 astronomskih jedinica. Treća komponenta je crveni patuljak na udaljenosti od 330 AJ od para. e.
Epsilon Ursa Major
Najsvjetlija "točka" na možda najpoznatijem sazviježđu sjevernog neba (Veliki medvjed) je Aliot, također klasificirana kao klasa A. Prividna magnituda je 1,76. NavedenoNajsjajnija zvijezda lumina zauzima 33. mjesto. Alioth ulazi u asterizam Velikog medvjeda i bliže je zdjeli od ostalih svjetiljki.
Aliotov spektar karakteriziraju neobične linije koje fluktuiraju u razdoblju od 5,1 dan. Pretpostavlja se da su značajke povezane s utjecajem magnetskog polja zvijezde. Fluktuacije u spektru, prema novijim podacima, mogu nastati zbog bliskog položaja kozmičkog tijela s masom od gotovo 15 Jupiterovih masa. Da li je to tako, još uvijek je misterij. To, kao i druge tajne zvijezda, astronomi pokušavaju razumjeti svaki dan.
Bijeli patuljci
Priča o bijelim zvijezdama bit će nepotpuna ako ne spomenemo onaj stadij u evoluciji zvijezda, koji se označava kao "bijeli patuljak". Takvi su objekti dobili ime zbog činjenice da su prvi otkriveni od njih pripadali spektralnoj klasi A. Bio je to Sirius B i 40 Eridani B. Danas se bijeli patuljci nazivaju jednom od opcija za završnu fazu života zvijezde.
Zaustavimo se detaljnije na životnom ciklusu svjetiljki.
Star evolution
Zvijezde se ne rađaju u jednoj noći: svaka od njih prolazi kroz nekoliko faza. Prvo, oblak plina i prašine počinje se skupljati pod utjecajem vlastitih gravitacijskih sila. Polako poprima oblik lopte, dok se energija gravitacije pretvara u toplinu – temperatura predmeta raste. U trenutku kada dosegne vrijednost od 20 milijuna Kelvina, počinje reakcija nuklearne fuzije. Ova se faza smatra početkom života punopravne zvijezde.
Većinu vremena luminari provode na glavnoj sekvenci. Reakcije se neprestano odvijaju u njihovim utrobamaciklus vodika. Temperatura zvijezda može varirati. Kada sav vodik u jezgri završi, počinje nova faza evolucije. Sada je helij gorivo. Istodobno, zvijezda se počinje širiti. Njegova se svjetlina povećava, dok se temperatura površine, naprotiv, smanjuje. Zvijezda napušta glavnu sekvencu i postaje crveni div.
Masa helijeve jezgre postupno se povećava i počinje se smanjivati pod vlastitom težinom. Etapa crvenog diva završava mnogo brže od prethodne. Put kojim će ići daljnja evolucija ovisi o početnoj masi objekta. Zvijezde male mase na stadiju crvenog diva počinju bujati. Kao rezultat ovog procesa, objekt odbacuje svoje ljuske. Nastaju planetarna maglica i gola jezgra zvijezde. U takvoj jezgri dovršavaju se sve fuzijske reakcije. Zove se helijev bijeli patuljak. Masivniji crveni divovi (do određene granice) evoluiraju u ugljične bijele patuljke. Imaju teže elemente od helija u svojim jezgrama.
Značajke
Bijeli patuljci su tijela, u masi, u pravilu vrlo blizu Sunca. Istovremeno, njihova veličina odgovara zemlji. Kolosalna gustoća ovih kozmičkih tijela i procesi koji se odvijaju u njihovim dubinama neobjašnjivi su sa stajališta klasične fizike. Tajne zvijezda otkrila je kvantna mehanika.
Tvar bijelih patuljaka je elektron-nuklearna plazma. Gotovo ga je nemoguće projektirati čak ni u laboratoriju. Stoga mnoge karakteristike takvih objekata ostaju neshvatljive.
Čak i ako cijelu noć proučavate zvijezde, nećete moći otkriti barem jednog bijelog patuljka bez posebne opreme. Njihova je svjetlost mnogo manja od sunčeve. Prema znanstvenicima, bijeli patuljci čine otprilike 3 do 10% svih objekata u Galaksiji. Međutim, do danas su pronađeni samo oni koji se nalaze ne dalje od 200-300 parseka od Zemlje.
Bijeli patuljci nastavljaju evoluirati. Neposredno nakon formiranja imaju visoku površinsku temperaturu, ali se brzo hlade. Nekoliko desetaka milijardi godina nakon formiranja, prema teoriji, bijeli patuljak se pretvara u crnog patuljka - tijelo koje ne emitira vidljivu svjetlost.
Bijela, crvena ili plava zvijezda za promatrača se prvenstveno razlikuju po boji. Astronom gleda dublje. Boja za njega odmah govori puno o temperaturi, veličini i masi predmeta. Plava ili svijetloplava zvijezda je divovska vruća lopta, daleko ispred Sunca u svim pogledima. Bijela svjetiljka, čiji su primjeri opisani u članku, nešto su manja. Brojevi zvijezda u raznim katalozima također govore profesionalcima puno, ali ne sve. Velika količina informacija o životu udaljenih svemirskih objekata ili još nije objašnjena, ili još nije ni otkrivena.
