Gwiazdy

Gwiazdy, jak większość z nas wie, to wielkie ciała niebieskie świecące własnym światłem. Jednak nie każdy wie, skąd to światło się bierze. Gwiazdy to tak naprawdę wielkie gazowe olbrzymy. W ich wnętrzu nieustannie dochodzi do syntezy jądrowej, w czasie której wodór zamienia się w hel. W procesie syntezy jądrowej wydzielana jest olbrzymia ilość energii. Energia ta jest emitowana w postaci różnego rodzaju promieniowania elektromagnetycznego - promieniowania X, promieniowania gamma, promieniowania o radiowych długościach fali, a także promieniowania widzialnego. Gwiazdy żyją dopóki cały wodór jaki znajduje się w ich wnętrzu nie ulegnie spaleniu jądrowemu. Gdy to się już stanie, gwiazda przechodzi kilka etapów swojej śmierci i następnie gaśnie. Gwiazdy obserwowane na niebie, mają postać niewielkich jasnych punkcików. Jednak niech to nikogo nie zmyli. Są to naprawdę olbrzymie ciała niebieskie, bardzo często o rozmiarach naszego Słońca, a także dużo większych. Przypomnijmy, że nasze Słońce, ma średnicę 1,4 mln km. Największe gwiazdy osiągają średnicę ok. 3 miliardów km. Jeśli chcielibyśmy sobie to lepiej wyobrazić, to przyjmijmy za model takiej gigantycznej gwiazdy piłkę nożną. Wówczas Słońce miałoby rozmiary kryształku soli. Jednak istnieją także gwiazdy karły, których średnice wynoszą ok. 15 km, ale ich masa może być taka sama jak masa Słońca. Gdybyśmy nabrali takiej gwiazdy, kawałek na łyżeczkę, to okazałoby się, że taka łyżeczka ważyłaby kilka ton.

Ewolucja gwiazd.

Gwiazdy powstają z obłoków gazu, które dryfują w przestrzeni kosmicznej. W momencie, gdy na taki obłok zacznie działać pewna siła, zaczyna się proces formowania się gwiazdy. Siłą, która prowadzi do narodzin gwiazdy, może być siła wynikająca z obrotowego ruchu galaktyki, albo wybuch odległej supernowej. Działanie siły powoduje ściśnięcie obłoku, co prowadzi dalej do zwiększonego oddziaływania grawitacyjnego pomiędzy składnikami obłoku. Coraz więcej materii zaczyna się przyciągać do siebie i ostatecznie powstaje wirująca kula gazowa. We wnętrzu takiej kuli, atomy znajdują się bardzo blisko siebie, przez co dochodzi do zderzeń między nimi. Zderzenia te prowadzą do wyzwolenia reakcji łańcuchowej. Energia wyzwolona w takim procesie staje się źródłem światła nowo powstałej gwiazdy. Nasze Słońce także w ten sam sposób dostarcza nam światła. Wodór jest przetwarzany przez miliardy lat do momentu, kiedy już całkowicie ulegnie syntezie jądrowej. Gdy to się stanie umierająca gwiazda najpierw przeradza się w czerwonego olbrzyma, po czym kurczy się i staje się białym karłem.

Źródło: Bryk 

 Gwiazdy zmienne

Większość osób postrzega gwiazdy jako jasne punkciki na niebie, które zawsze wyglądają tak samo. Niestety, w rzeczywistości takich uproszczeń nie wolno stosować. Dlaczego? Otóż istnieje wiele gwiazd które się po prostu zmieniają. Najczęściej obserwujemy zmiany ich blasku, czyli jasności świecenia. Ale zmianom może ulegać każdy inny, w zasadzie dowolny, parametr gwiazdy.

Gwiazdy zmienne możemy zasadniczo podzielić na trzy podstawowe grupy: gwiazdy fizycznie zmienne, gwiazdy zaćmieniowe oraz gwiazdy z plamami na powierzchni.

 

Gwiazdy zmiennie fizycznie 

Ta grupa gwiazd zmiennych jest chyba najbardziej znana. Bo przecież do tej grupy należą tak popularne i efektowne supernowe.
Gwiazdy z tej grupy zmieniają się fizycznie (stąd ich nazwa). Dlatego zmiany te nie ograniczają się tylko do jasności, ale mogą dotyczyć wielu innych czynników - np. rozmiaru czy temperatury.

Grupa gwiazd zmiennych fizycznie jest wewnętrznie zróżnicowana. Zasadniczo gwiazdy tego typu możemy podzielić na dwie podgrupy: gwiazdy pulsujące i wybuchowe.

Gwiazdy pulsujące dzielimy głównie na:

• cefeidy klasyczne
• cefeidy krótkookresowe
• gwiazdy zmienne (długookresowe, półregularne, nieregularne)
• pulsujące białe karły
• inne (RV Tau, SX PHe, Sct, W Vir)

Zaś gwiazdy wybuchowe na:

• gwiazdy rozbłyskowe
  Do tego typu gwiazd zmiennych wybuchowych zaliczamy takie podtypy jak UV Cet, RW Aur, T Tau, T Ori. Gwiazdy te charakteryzują się tym, że są jeszcze młode - nie osiągnęły jeszcze ciągu głównego. Gwiazdą rozbłyskową jest na przykład najbliższa nam gwiazda (z wyjątkiem Słońca) - Proxima Centauri.
  Innym podtypem są gwiazdy R CrB które swą zmienność wykazują nieco inaczej. Otóż co jakiś czas przygasają na chwilę (to znaczy na kilka tygodni). Zdarza się to raz na na przykład kilka lat.
• gwiazdy kataklizmiczne
  Gwiazdy tego typu także można podzielić na kilka podtypów. Pierwszy z nich to gwiazdy nowe. Są to obiekty podobne do znanych wszystkim (i opisanych w dalszej części) gwiazd supernowych. Obiekty tego typu wybuchają co powoduje, że w ciągu zaledwie kilku dni ich jasność rośnie o 10 do 15 mag. Gwiazdy nowe są układem dwóch gwiazd (układ podwójny) złożonym z czerwonego i białego karła. W takim układzie materia przepływa z czerwonego karła do białego. Taka materia zawiera dużo wodoru który, gdy zbierze się w wystarczającej ilości na powierzchni białego karła, ulega wybuchowi. Taka sytuacja powtarza się co kilka lub nawet kilkadziesiąt tysięcy lat.
  Do gwiazd nowych podobne są gwiazdy nowe powrotne. Jednak w ich przypadku czas który upływa od jednego wybuchu do drugiego jest krótszy - średnio kilkadziesiąt lat. Łatwo stąd wywnioskować, że materia z czerwonego karła musi przepływać znacznie szybciej.
  Trzecim typem gwiazd zmiennych kataklizmicznych są gwiazdy nowe karłowate. Są one zbudowane tak samo jak gwiazdy nowe (czyli składają się z czerwonego i białego karła). Jednak w ich przypadku co kilka miesięcy można zaobserwować rozbłyski trwające kilka dni. I w tym przypadku źródłem tych rozbłysków jest przepływająca materia - a dokładniej jej nierównomierność.
• Gwiazdy supernowe
  Są to gwiazdy, które podczas wybuchu zwiększają swoją jasność znacznie więcej niż gwiazdy nowe. Blask takiej gwiazdy zmienia się w tak ogromnym stopniu, że może ona świecić tak mocno jak galaktyka w której się znajduje. Poza tym, bardzo duży procent masy gwiazdy zostaje wystrzelony w przestrzeń kosmiczną - czasem może tak się stać z całą gwiazdą.
  Supernowe dzielimy na dwa typy: I i II. Supernowe typu I nie mają lini wodoru w rozszerzającej się otoczce, zaś typu II taką linię w widmie posiadają. Ponadto typ I dzieli się na Ia (występują wszędzie) oraz Ib (występują tam gdzie są młode i duże gwiazdy - podobnie jak typu II - czyli w galaktykach spiralnych).

 

Gwiazdy zmiennie zaćmieniowe

Gwiazdy z tej grupy dosyć łatwo sobie wyobrazić. Gwiazdy zaćmieniowe zawsze należą do układów podwójnych, w których obie gwiazdy mogą się zasłaniać. W wyniku tego obserwujemy zmiany ich blasku.
Oczywiście zmiany jasności świecenia takich gwiazd nie będą zawsze takie same. Jeden ze składkików takiego układu podwójnego może być większy lub jasniejszy. Wtedy zmienią się właściwości drugiej gwiazdy. Może się ona np. odkształcić pod wpływem większej z nich, albo ta jaśniejsza dodatkowo oświetli powierzchnię drugiej.

               Gwiazdy z plamami na powierzchni

 Jest to ostatnia grupa gwiazd zmiennych. W tym przypadku nazwa także mówi nam dużo o przyczynie zmienności tego typu obiektów. Oprócz plam, na powierzchni takich gwiazd mogą pojawić się na przykład rozbłyski. Takie zjawiska (plamy) można także zaobserwować na powierzchni Słońca, lecz w tym wypadku plamy są po prostu za małe.
Trzeba także zauważyć, że zmiany blasku gwiazd tego typu zachodzą w okresach czasu równych obiegowi gwiazdy wokół własnej osi.

Źródło: Home.elka.pw.edu.pl