Eikite į žvaigždę ir pamatysite, kaip tai veikia

Arčiausiai Saulės esanti žvaigždė Proxima Centauri pažymėta raudonu apskritimu, šalia ryškių žvaigždžių Alpha Centauri A ir B. Skatebiker / Wikimedia Commons sutikimas.

Žvaigždės visada domino žmones, tikriausiai nuo to momento, kai mūsų seniausias protėvis išėjo į lauką ir pažvelgė į naktinį dangų. Naktimis vis tiek išeiname į lauką, kai galime, ir žiūrime į viršų, stebimės tais mirksinčiais objektais. Moksliniu požiūriu jie yra astronomijos mokslo, kuris yra žvaigždžių (ir jų galaktikų) tyrimas, pagrindas. Žvaigždės vaidina svarbius vaidmenis mokslinės fantastikos filmuose ir TV laidose bei vaizdo žaidimuose kaip nuotykių pasakų fonas. Taigi, kas yra šie mirksintys šviesos taškai, kurie, atrodo, išsidėstę naktiniame danguje?

Žvaigždės yra daugiau nei tiesiog objektai danguje. Jie moko mus apie visatos veikimą – nuo ​​ankstyviausių žvaigždžių iki dabartinių. Žmonės jau seniai naudojo tokias žvaigždžių diagramas, kaip ši, norėdami rasti kelią danguje naktį. Žvaigždės taip pat yra naudingos navigacijos priemonės jūreiviams ir žvaigždžių stebėtojams. Carolyn Collins Petersen

Žvaigždės galaktikoje

Iš Žemės matome tūkstančius žvaigždžių, ypač jei stebime tikrai tamsioje dangaus stebėjimo zonoje). Tačiau vien Paukščių Take jų yra šimtai milijonų, ne visi matomi žmonėms Žemėje. Paukščių Takas yra ne tik visų tų žvaigždžių namai, jame yra „žvaigždžių darželiai“, kuriuose naujai gimusios žvaigždės išsirita dujų ir dulkių debesyse.

Visos žvaigždės yra labai, labai toli, išskyrus Saulę. Likusieji yra už mūsų saulės sistemos ribų. Mums artimiausia vadinama Proxima Centauri , ir tai yra 4.2šviesmečiųtoli.

Hablo kosminio teleskopo vaizdas į Proxima Centauri. NASA/ESA/STScI

Dauguma žvaigždžių stebėtojų, kurie kurį laiką stebėjo, pradeda pastebėti, kad kai kurios žvaigždės yra ryškesnės už kitas. Daugelis taip pat atrodo silpnos spalvos. Vieni atrodo mėlyni, kiti balti, treti silpnai geltoni arba rausvi. Yra daug įvairių tipų žvaigždės visatoje.

Atkreipkite dėmesį į dvi šiek tiek skirtingas žvaigždžių spalvas, kurios sudaro Albireo, dvigubą žvaigždę Gulbės Cygnus nosyje. Juos nesunkiai galima pamatyti pro žiūronus ar nedidelį teleskopą. N.B. sutikimas, per Wikimedia Commons, Attribution-Share Alike 4.0 licencija.

Saulė yra žvaigždė

Mes šildome žvaigždės - Saulės - šviesoje. Tai skiriasi nuo planetų, kurios yra labai mažos, palyginti su Saule, ir paprastai yra sudarytos iš uolienų (tokių kaip Žemė ir Marsas) arba vėsių dujų (pvz., Jupiteris ir Saturnas). Suprasdami, kaip veikia Saulė, astronomai gali giliau suprasti, kaip veikia visos žvaigždės. Ir atvirkščiai, jei jie visą gyvenimą tyrinėja daugybę kitų žvaigždžių, galima išsiaiškinti ir mūsų pačių žvaigždės ateitį.

Sluoksniuota Saulės struktūra ir jos išorinis paviršius bei atmosfera suteikia astronomams įžvalgų apie kitų žvaigždžių struktūrą. NASA

Kaip veikia žvaigždės

Kaip ir visos kitos visatos žvaigždės, Saulė yra didžiulė, ryški karštų, švytinčių dujų sfera, kurią kartu laiko jos pačios gravitacija. Jis gyvena Paukščių Tako galaktikoje kartu su maždaug 400 milijardų kitų žvaigždžių. Jie visi veikia pagal tą patį pagrindinį principą: sulieja atomus savo šerdyje, kad susidarytų šiluma ir šviesa. Taip veikia žvaigždė.

Saulės vidaus išpjova. Dauguma žvaigždžių turi panašaus tipo zonas, įskaitant branduolius, kuriuose vyksta branduolių sintezė. NASA/MSFC

Saulei tai reiškia, kad vandenilio atomai susilieja esant dideliam karščiui ir slėgiui. Rezultatas yra helio atomas. Šis susiliejimo procesas išskiria šilumą ir šviesą. Šis procesas vadinamas „žvaigždžių nukleosinteze“ ir yra daugelio už vandenilį ir helią sunkesnių visatos elementų šaltinis. Taigi iš tokių žvaigždžių kaip Saulė būsimoji visata gaus tokių elementų kaip anglis, kurią gamins senstant. Labai „sunkūs“ elementai, tokie kaip auksas ar geležis, susidaro masyvesnėse žvaigždėse, kai jos miršta, arba net katastrofiški neutroninių žvaigždžių susidūrimai.

Kaip žvaigždė atlieka šią „žvaigždžių nukleosintezę“ ir procese nesusprogsta? Atsakymas: hidrostatinė pusiausvyra. Tai reiškia, kad žvaigždės masės gravitacija (kuri traukia dujas į vidų) yra subalansuota šilumos ir šviesos slėgio į išorę. radiacija slėgis – sukuriamas branduolyje vykstančios branduolių sintezės metu.

Ši sintezė yra natūralus procesas, kuriam reikia milžiniško energijos kiekio, kad būtų pradėta pakankamai sintezės reakcijų, kad būtų subalansuota gravitacijos jėga žvaigždėje. Žvaigždės šerdies temperatūra turi viršyti maždaug 10 milijonų kelvinų, kad pradėtų lydyti vandenilį. Pavyzdžiui, mūsų Saulės šerdies temperatūra yra apie 15 milijonų kelvinų.

Žvaigždė, kuri sunaudoja vandenilį, kad susidarytų helis, vadinama „pagrindinės sekos“ žvaigžde, nes ji visą laiką yra vandenilį lydantis objektas. Kai jis išnaudoja visą kurą, šerdis susitraukia, nes išorinio spinduliavimo slėgio nebepakanka gravitacinei jėgai subalansuoti. Šerdies temperatūra pakyla (nes ji suspaudžiama) ir tai suteikia pakankamai „oomph“, kad pradėtų jungtis helio atomai, kurie pradeda formuotis į anglį. Tuo metu žvaigždė tampa raudona milžine. Vėliau, kai jai baigiasi kuras ir energija, žvaigždė susitraukia ir tampa balta nykštuke.

Kaip miršta žvaigždės

Kitas žvaigždės evoliucijos etapas priklauso nuo jos masės, nes tai lemia kaip tai baigsis . Mažos masės žvaigždės, kaip ir mūsų Saulės, likimas skiriasi nuo žvaigždžių, kurių masė didesnė. Jis nupūs savo išorinius sluoksnius ir sukurs planetinį ūką su balta nykštuke viduryje. Astronomai ištyrė daugybę kitų žvaigždžių, kuriose buvo atliktas šis procesas, o tai suteikia jiems daugiau informacijos apie tai, kaip Saulė baigs savo gyvenimą po kelių milijardų metų.

Ar mūsų Saulė galėtų baigti savo gyvenimą, atrodydama kaip planetinis ūkas NGC 678? Astronomai įtaria, kad tai gali padaryti. TAI

Tačiau didelės masės žvaigždės daugeliu atžvilgių skiriasi nuo Saulės. Jie gyvena trumpai ir palieka nuostabius palaikus. Kai jie sprogs kaip supernovos, jie išsprogdins savo elementus į kosmosą. Geriausias supernovos pavyzdys yra Krabo ūkas, esantis Taure. Originalios žvaigždės šerdis paliekama, nes likusi jos medžiaga išsprogdinta į kosmosą. Galiausiai šerdis gali susispausti ir tapti neutronine žvaigžde arba juodąja skyle.

Hablo kosminio teleskopo vaizdas į Krabo ūko supernovos liekaną. NASA/ESA/STScI

Žvaigždės sujungia mus su kosmosu

Žvaigždės egzistuoja milijarduose galaktikų visoje visatoje. Jie yra svarbi kosmoso evoliucijos dalis. Tai buvo pirmieji objektai, susiformavę daugiau nei prieš 13 milijardų metų, ir juos sudarė ankstyviausios galaktikos. Kai jie mirė, jie pakeitė ankstyvąjį kosmosą. Taip yra todėl, kad visi elementai, kuriuos jie sudaro savo šerdyje, grįžta į kosmosą, kai žvaigždės miršta. Ir šie elementai galiausiai susijungia ir sudaro naujas žvaigždes, planetas ir net gyvybę! Štai kodėl astronomai dažnai sako, kad esame pagaminti iš „žvaigždžių dalykų“.

RedaguotaCarolyn Collins Petersen.