Če natančno pogledate nočno nebo, zlahka opazite, da se zvezde, ki nas gledajo, razlikujejo po barvi. Modrikaste, bele, rdeče, enakomerno svetijo ali utripajo kot girlanda za božično drevo. V teleskopu postanejo barvne razlike bolj očitne. Razlog za to raznolikost je v temperaturi fotosfere. In v nasprotju z logično domnevo, najbolj vroče niso rdeče, ampak modre, belo-modre in bele zvezde. Ampak najprej stvari.
Spektralna klasifikacija
Zvezde so ogromne vroče krogle plina. Način, kako jih vidimo z Zemlje, je odvisen od številnih parametrov. Na primer, zvezde pravzaprav ne utripajo. V to se je zelo enostavno prepričati: dovolj je, da se spomnimo Sonca. Učinek utripanja nastane zaradi dejstva, da svetloba, ki prihaja iz kozmičnih teles k nam, premaga medzvezdni medij, poln prahu in plina. Druga stvar je barva. Je posledica segrevanja lupin (predvsem fotosfere) na določene temperature. Prava barva se lahko razlikuje od vidne, vendar je razlika običajno majhna.
Danes se Harvardska spektralna klasifikacija zvezd uporablja po vsem svetu. Slučajno jetemperature in temelji na obliki in relativni intenzivnosti linij spektra. Vsak razred ustreza zvezdam določene barve. Klasifikacija je bila razvita na Harvardskem observatoriju v letih 1890-1924.
En obrit Anglež je žvečil datlje kot korenje
Obstaja sedem glavnih spektralnih razredov: O-B-A-F-G-K-M. To zaporedje odraža postopno znižanje temperature (od O do M). Da bi si ga zapomnili, obstajajo posebne mnemonične formule. V ruščini ena od njih zveni takole: "En obrit Anglež je žvečil datlje kot korenje." Tem razredom sta dodana še dva. Črki C in S označujeta hladne svetilke s trakovi kovinskih oksidov v spektru. Oglejmo si pobližje zvezdniške razrede:
- Za razred O je značilna najvišja površinska temperatura (od 30 do 60 tisoč Kelvinov). Zvezde te vrste presegajo sonce po masi za 60, po polmeru pa za 15-krat. Njihova vidna barva je modra. Po svetilnosti so pred našo zvezdo za več kot milijonkrat. Za modro zvezdo HD93129A, ki spada v ta razred, je značilen eden najvišjih indeksov svetilnosti med znanimi kozmičnimi telesi. Po tem kazalcu je pred Soncem za 5 milijonov krat. Modra zvezda se nahaja na razdalji 7,5 tisoč svetlobnih let od nas.
- Razred B ima temperaturo 10-30 tisoč Kelvinov, kar je 18-krat večja masa od Sončeve. To so belo-modre in bele zvezde. Njihov polmer je 7-krat večji od polmera Sonca.
- Za razred A je značilna temperatura 7,5-10 tisoč Kelvinov,polmer in masa, ki presegata 2,1 in 3,1-krat podobna parametra Sonca. To so bele zvezde.
- Razred F: temperatura 6000-7500 K. Masa večja od sonca za 1,7-krat, polmer - za 1,3. Z Zemlje so tudi takšne zvezde videti bele, njihova prava barva je rumenkasto bela.
- Razred G: temperatura 5-6 tisoč Kelvinov. Sonce spada v ta razred. Navidezna in prava barva takšnih zvezd je rumena.
- Razred K: temperatura 3500-5000 K. Polmer in masa sta manjša od sončne, sta 0,9 in 0,8 ustreznih parametrov zvezde. Gledano z Zemlje je barva teh zvezd rumenkasto oranžna.
- Razred M: temperatura 2-3,5 tisoč Kelvinov. Masa in polmer - 0,3 in 0,4 od podobnih parametrov Sonca. S površine našega planeta so videti rdeče-oranžne. Beta Andromedae in Alpha Lisičke spadata v razred M. Svetlo rdeča zvezda, ki jo mnogi poznajo, je Betelgeuse (Alpha Orionis). Najbolje ga je pozimi iskati na nebu. Rdeča zvezda se nahaja nad in nekoliko levo od Orionovega pasu.
Vsak razred je razdeljen na podrazrede od 0 do 9, torej od najbolj vročih do najhladnejših. Število zvezd kaže na pripadnost določenemu spektralnemu tipu in stopnjo segrevanja fotosfere v primerjavi z drugimi svetili v skupini. Na primer, Sonce spada v razred G2.
Vizualne beline
Tako so zvezdni razredi B do F lahko videti beli z Zemlje. In samo predmeti, ki pripadajo A-tipu, imajo dejansko to obarvanost. Torej se bosta zvezda Saif (ozvezdje Orion) in Algol (beta Perzej) opazovalcu, ki ni oborožen s teleskopom, zdelabelo. Spadajo v spektralni razred B. Njihova prava barva je modro-bela. Bela sta prikazana tudi Mythrax in Procyon, najsvetlejši zvezdi na nebesnih risbah Perzeja in Malega psa. Vendar je njihova prava barva bližje rumeni (razred F).
Zakaj so zvezde bele za zemeljskega opazovalca? Barva je popačena zaradi velike razdalje, ki ločuje naš planet od podobnih predmetov, pa tudi zaradi obsežnih oblakov prahu in plina, ki jih pogosto najdemo v vesolju.
razred A
Za bele zvezde je značilna ne tako visoka temperatura kot za predstavnike razredov O in B. Njihova fotosfera se segreje na 7,5-10 tisoč Kelvinov. Zvezde spektralnega razreda A so veliko večje od Sonca. Njihova svetilnost je tudi večja - približno 80-krat.
V spektrih A-zvezd so vodikove linije Balmerjeve serije močno izrazite. Linije drugih elementov so opazno šibkejše, vendar postanejo pomembnejše, ko preidete iz podrazreda A0 v A9. Za velikane in supergigante, ki spadajo v spektralni razred A, so značilne nekoliko manj izrazite vodikove črte kot za zvezde glavnega zaporedja. V primeru teh svetilk postanejo težke kovinske linije bolj opazne.
Obstaja veliko nenavadnih zvezd, ki spadajo v spektralni razred A. Ta izraz se nanaša na svetilke, ki imajo opazne značilnosti v spektru in fizikalnih parametrih, zaradi česar jih je težko razvrstiti. Na primer, za precej redke zvezde tipa Bootes lambda je značilno pomanjkanje težkih kovin in zelo počasno vrtenje. Med svojevrstne svetilke spadajo tudi beli palčki.
Razred A spada med tako svetle predmete nočinebesa, kot Sirius, Mencalinan, Alioth, Castor in drugi. Spoznajmo jih bolje.
Alpha Canis Major
Sirius je najsvetlejša, čeprav ne najbližja zvezda na nebu. Razdalja do njega je 8,6 svetlobnih let. Za zemeljskega opazovalca se zdi tako svetel, ker ima impresivno velikost in kljub temu ni tako oddaljen kot mnogi drugi veliki in svetli predmeti. Najbližja zvezda Soncu je Alpha Centauri. Sirius je na petem mestu na tem seznamu.
Spada v ozvezdje Veliki pas in je sistem dveh komponent. Sirius A in Sirius B sta ločena za 20 astronomskih enot in se vrtita v obdobju slabih 50 let. Prva komponenta sistema, zvezda glavnega zaporedja, spada v spektralni razred A1. Njegova masa je dvakrat večja od sonca, polmer pa 1,7-krat. Prav njega je mogoče opazovati s prostim očesom z Zemlje.
Druga komponenta sistema je beli škrat. Zvezda Sirius B je po masi skoraj enaka naši svetilki, kar za takšne objekte ni značilno. Običajno je za bele pritlikavke značilna masa 0,6-0,7 sončne mase. Hkrati so dimenzije Siriusa B blizu zemeljskim. Domneva se, da se je faza belega pritlikavka za to zvezdo začela pred približno 120 milijoni let. Ko se je Sirius B nahajal na glavnem zaporedju, je bila verjetno svetilka z maso 5 sončnih mas in je pripadala spektralnemu tipu B.
Sirius A se bo po mnenju znanstvenikov premaknil na naslednjo stopnjo evolucije čez približno 660 milijonov let. Potemspremenila se bo v rdečega velikana, malo kasneje pa v belega pritlikavka, kot njegov spremljevalec.
Alpha Eagle
Podobno kot Sirius so številne bele zvezde, katerih imena so navedena spodaj, dobro znane ne le ljudem, ki imajo radi astronomijo, zaradi svoje svetlosti in pogostih omemb na straneh znanstvenofantastične literature. Altair je eden od teh svetil. Alpha Eagle najdemo na primer v Ursuli le Guin in Stevenu Kingu. Na nočnem nebu je ta zvezda zaradi svoje svetlosti in relativno bližine jasno vidna. Razdalja, ki ločuje Sonce in Altair, je 16,8 svetlobnih let. Od zvezd spektralnega razreda A nam je bližje le Sirius.
Altair je 1,8-krat večji od Sonca. Njegova značilnost je zelo hitro vrtenje. Zvezda naredi en obrat okoli svoje osi v manj kot devetih urah. Hitrost vrtenja blizu ekvatorja je 286 km/s. Posledično se bo "spreten" Altair sploščil s polov. Poleg tega se zaradi eliptične oblike temperatura in svetlost zvezde zmanjšata od polov do ekvatorja. Ta učinek se imenuje "gravitacijsko zatemnitev".
Druga značilnost Altaira je, da se njegov sijaj sčasoma spreminja. Nanaša se na spremenljivke tipa Shield delta.
Alpha Lyra
Vega je najbolj raziskana zvezda po Soncu. Alpha Lyrae je prva zvezda, ki ima določen spekter. Postala je tudi druga svetilka po Soncu, ujeta na fotografiji. Vega je bila tudi med prvimi zvezdami, do katerih so znanstveniki izmerili razdaljo z metodo parlax. Dolgo časa je bila svetlost zvezde vzeta kot 0 pri določanju magnitud drugih predmetov.
Alpha Lyra je dobro poznana tako amaterskim astronomom kot preprostim opazovalcem. Je peta najsvetlejša med zvezdami in je vključena v asterizem poletnega trikotnika skupaj z Altairom in Denebom.
Razdalja od Sonca do Vege je 25,3 svetlobnih let. Njen ekvatorialni polmer in masa sta 2,78 in 2,3-krat večja od podobnih parametrov naše zvezde. Oblika zvezde še zdaleč ni popolna žoga. Premer na ekvatorju je opazno večji kot pri polih. Razlog je velika hitrost vrtenja. Na ekvatorju doseže 274 km/s (za Sonce je ta parameter nekaj več kot dva kilometra na sekundo).
Ena od posebnosti Vega je disk prahu, ki ga obdaja. Verjetno je nastal kot posledica velikega števila trkov kometov in meteoritov. Disk za prah se vrti okoli zvezde in se segreje zaradi njenega sevanja. Posledično se poveča intenzivnost infrardečega sevanja Vega. Ne tako dolgo nazaj so na disku odkrili asimetrije. Njihova verjetna razlaga je, da ima zvezda vsaj en planet.
Alpha Gemini
Drugi najsvetlejši predmet v ozvezdju Dvojčka je Castor. On, tako kot prejšnje svetilke, spada v spektralni razred A. Castor je ena najsvetlejših zvezd na nočnem nebu. Na ustreznem seznamu je na 23. mestu.
Castor je večkratni sistem, sestavljen iz šestih komponent. Dva glavna elementa (Castor A in Castor B) se vrtitaokoli skupnega središča mase z obdobjem 350 let. Vsaka od obeh zvezd je spektralna dvojička. Komponente Castor A in Castor B so manj svetle in verjetno spadajo v spektralni tip M.
Castor C ni bil takoj povezan s sistemom. Sprva je bila označena kot neodvisna zvezda YY Gemini. V procesu raziskovanja te regije neba je postalo znano, da je ta svetilka fizično povezana s sistemom Castor. Zvezda se vrti okoli središča mase, ki je skupno vsem komponentam z obdobjem več deset tisoč let in je tudi spektralna dvojička.
Beta Aurigae
Aurigina nebesna risba vključuje približno 150 "točk", od katerih so mnoge bele zvezde. Imena svetil bodo malo povedala človeku, ki je daleč od astronomije, vendar to ne zmanjša njihovega pomena za znanost. Najsvetlejši objekt v nebesnem vzorcu, ki spada v spektralni razred A, je Mencalinan ali Beta Aurigae. Ime zvezde v arabščini pomeni "rame lastnika vajeti."
Menkalinan - trojni sistem. Njeni dve komponenti sta subgiganta spektralnega razreda A. Svetlost vsakega od njih za 48-krat presega podoben parameter Sonca. Ločeni sta z razdaljo 0,08 astronomskih enot. Tretja komponenta je rdeči škrat na razdalji 330 AU od para. e.
Epsilon Ursa Major
Najsvetlejša "točka" v morda najbolj znanem ozvezdju na severnem nebu (Veliki medved) je Aliot, prav tako uvrščen v razred A. Navidezna magnituda je 1,76. Na seznamuNajsvetlejša svetilna zvezda zaseda 33. mesto. Alioth vstopi v asterizem Velikega medveda in je bližje skledi kot druge svetilke.
Aliotov spekter so značilne nenavadne črte, ki nihajo v obdobju 5,1 dni. Domneva se, da so značilnosti povezane z vplivom magnetnega polja zvezde. Nihanja v spektru po zadnjih podatkih lahko nastanejo zaradi bližnje lokacije kozmičnega telesa z maso skoraj 15 Jupitrovih mas. Ali je temu tako, je še vedno skrivnost. Tako kot druge skrivnosti zvezd jo astronomi poskušajo razumeti vsak dan.
Beli palčki
Zgodba o belih zvezdah bo nepopolna, če ne omenimo tiste stopnje v razvoju zvezd, ki je označena kot "beli škrat". Takšni predmeti so dobili ime zaradi dejstva, da so prvi odkriti med njimi pripadali spektralnemu razredu A. To je bil Sirius B in 40 Eridani B. Danes se bele palčke imenujejo ena od možnosti za zadnjo fazo življenja zvezde.
Naj se podrobneje osredotočimo na življenjski cikel svetilk.
Evolucija zvezd
Zvezde se ne rodijo v eni noči: vsaka od njih gre skozi več stopenj. Najprej se začne oblak plina in prahu krčiti pod vplivom lastnih gravitacijskih sil. Počasi dobi obliko krogle, medtem ko se energija gravitacije spremeni v toploto - temperatura predmeta se dvigne. V trenutku, ko doseže vrednost 20 milijonov Kelvinov, se začne reakcija jedrske fuzije. Ta stopnja velja za začetek življenja polnopravne zvezde.
Večino časa svetilke preživijo v glavnem zaporedju. V njihovem črevesju se nenehno dogajajo reakcijevodikov cikel. Temperatura zvezd se lahko razlikuje. Ko se ves vodik v jedru konča, se začne nova faza evolucije. Zdaj je helij gorivo. Hkrati se zvezda začne širiti. Njegova svetilnost se poveča, temperatura površine pa se, nasprotno, zmanjša. Zvezda zapusti glavno zaporedje in postane rdeči velikan.
Masa helijevega jedra se postopoma povečuje in se začne krčiti pod lastno težo. Etapa rdečega velikana se konča veliko hitreje kot prejšnja. Pot, po kateri bo potekala nadaljnja evolucija, je odvisna od začetne mase predmeta. Zvezde z nizko maso na stopnji rdečega velikana začnejo nabrekati. Kot rezultat tega procesa predmet odvrže svoje lupine. Nastane planetarna meglica in golo jedro zvezde. V takem jedru so vse fuzijske reakcije končane. Imenuje se helijev beli škrat. Masivnejši rdeči velikani (do določene meje) se razvijejo v ogljikove bele pritlikavke. V svojih jedrih imajo težje elemente kot helij.
Funkcije
Beli palčki so telesa, po masi praviloma zelo blizu Soncu. Hkrati njihova velikost ustreza zemlji. Kolosalna gostota teh kozmičnih teles in procesi, ki potekajo v njihovih globinah, so z vidika klasične fizike nerazložljivi. Skrivnosti zvezd je razkrila kvantna mehanika.
Snov belih palčkov je elektronsko-jedrska plazma. Skoraj nemogoče ga je oblikovati niti v laboratoriju. Zato ostajajo številne značilnosti takšnih predmetov nerazumljive.
Tudi če preučujete zvezde vso noč, ne boste mogli zaznati vsaj enega belega pritlikavka brez posebne opreme. Njihova svetilnost je veliko manjša od svetilnosti sonca. Po mnenju znanstvenikov beli palčki predstavljajo približno 3 do 10 % vseh predmetov v Galaksiji. Vendar pa so do danes našli le tiste, ki se nahajajo največ 200-300 parsekov od Zemlje.
Beli palčki se še naprej razvijajo. Takoj po nastanku imajo visoko površinsko temperaturo, vendar se hitro ohladijo. Nekaj deset milijard let po nastanku se po teoriji beli škrat spremeni v črnega škrata – telo, ki ne oddaja vidne svetlobe.
Bela, rdeča ali modra zvezda za opazovalca se razlikujejo predvsem po barvi. Astronom gleda globlje. Barva zanj takoj pove veliko o temperaturi, velikosti in masi predmeta. Modra ali svetlo modra zvezda je velikanska vroča krogla, daleč pred Soncem v vseh pogledih. Bela svetila, katerih primeri so opisani v članku, so nekoliko manjša. Številke zvezdic v različnih katalogih tudi strokovnjakom povedo veliko, a ne vse. Velika količina informacij o življenju oddaljenih vesoljskih objektov še ni pojasnjena ali pa še ni odkrita.
