Zvezde so ogromne krogle svetleče plazme. V naši galaksiji jih je ogromno. Zvezde so imele pomembno vlogo pri razvoju znanosti. Omenili so jih tudi v mitih mnogih ljudstev, služili so kot navigacijsko orodje. Ko so izumili teleskope, pa tudi zakone gibanja nebesnih teles in gravitacije, so znanstveniki ugotovili, da so vse zvezde podobne Soncu.
Definicija
Zvezde glavnega zaporedja vključujejo vse tiste, pri katerih se vodik spremeni v helij. Ker je ta proces značilen za večino zvezd, večina svetil, ki jih opazi človek, spada v to kategorijo. V to skupino na primer spada tudi Sonce. Alpha Orionis ali na primer Siriusov satelit ne spada med zvezde glavnega zaporedja.
zvezdične skupine
Prvič sta se znanstvenika E. Hertzsprung in G. Russell lotila vprašanja primerjave zvezd z njihovimi spektralnimi tipi. Ustvarili so grafikon, ki prikazuje spekter in svetilnost zvezd. Kasneje je bil ta diagram poimenovan po njih. Večino svetil, ki se nahajajo na njem, imenujemo nebesna telesa glavnegazaporedja. Ta kategorija vključuje zvezde od modrih supergigantov do belih palčkov. Svetlost Sonca v tem diagramu je vzeta kot enota. Zaporedje vključuje zvezde različnih mas. Znanstveniki so identificirali naslednje kategorije svetilk:
- Supergiants - I razred svetilnosti.
- Velikani - II razred.
- Zvezde glavne sekvence - V razred.
- Subdwarfs - VI razred.
- Beli palčki – razred VII.
Procesi znotraj svetil
Z vidika strukture lahko Sonce razdelimo na štiri pogojne cone, znotraj katerih se odvijajo različni fizikalni procesi. Energija sevanja zvezde, kot tudi notranja toplotna energija, nastaneta globoko v svetilki in se preneseta v zunanje plasti. Struktura zvezd glavnega zaporedja je podobna zgradbi svetilke sončnega sistema. Osrednji del katere koli svetilke, ki spada v to kategorijo na Hertzsprung-Russellovem diagramu, je jedro. Tam nenehno potekajo jedrske reakcije, med katerimi se helij pretvori v vodik. Da se vodikova jedra med seboj trčijo, mora biti njihova energija večja od odbojne energije. Zato takšne reakcije potekajo le pri zelo visokih temperaturah. Znotraj Sonca temperatura doseže 15 milijonov stopinj Celzija. Ko se odmika od jedra zvezde, se zmanjša. Na zunanji meji jedra je temperatura že polovica vrednosti v osrednjem delu. Zmanjša se tudi gostota plazme.
jedrske reakcije
Toda ne samo v notranji strukturi glavnega zaporedja zvezde so podobne Soncu. Svetilke te kategorije odlikuje tudi dejstvo, da se jedrske reakcije v njih odvijajo skozi tristopenjski proces. V nasprotnem primeru se imenuje cikel proton-proton. V prvi fazi dva protona trčita drug ob drugega. Kot rezultat tega trka se pojavijo novi delci: devterij, pozitron in nevtrino. Nato proton trči z nevtrinskim delcem in nastane jedro izotopa helija-3 ter kvant gama žarkov. Na tretji stopnji procesa se dve jedri helija-3 združita in nastane navaden vodik.
Pri teh trkih se med jedrskimi reakcijami nenehno proizvajajo nevtrinski elementarni delci. Premagajo spodnje plasti zvezde in letijo v medplanetarni prostor. Nevtrini so registrirani tudi na tleh. Količina, ki jo znanstveniki zabeležijo s pomočjo instrumentov, je neprimerno manjša, kot bi morala biti po predpostavki znanstvenikov. Ta problem je ena največjih skrivnosti sončne fizike.
svetlobna cona
Naslednja plast v strukturi Sonca in zvezd glavnega zaporedja je sevalna cona. Njegove meje segajo od jedra do tanke plasti, ki se nahaja na meji konvektivne cone - tahoklina. Radiantna cona je dobila ime po načinu prenosa energije iz jedra v zunanje plasti zvezde – sevanju. fotoni,ki se nenehno proizvajajo v jedru, se premikajo v tej coni in trčijo s plazemskimi jedri. Znano je, da je hitrost teh delcev enaka hitrosti svetlobe. Toda kljub temu fotoni potrebujejo približno milijon let, da dosežejo mejo konvektivnega in sevalnega območja. Ta zamuda je posledica nenehnega trka fotonov s plazemskimi jedri in njihove ponovne emisije.
Tachocline
Sonce in zvezde glavnega zaporedja imajo tudi tanko območje, ki očitno igra pomembno vlogo pri oblikovanju magnetnega polja zvezd. Imenuje se tahoklina. Znanstveniki domnevajo, da se tukaj odvijajo procesi magnetnega dinama. Leži v dejstvu, da tokovi plazme raztegnejo linije magnetnega polja in povečajo celotno jakost polja. Obstajajo tudi predlogi, da pride do močne spremembe kemične sestave plazme v območju tahoklina.
konvektivna cona
To območje predstavlja najbolj zunanjo plast. Njegova spodnja meja se nahaja na globini 200 tisoč km, zgornja pa doseže površino zvezde. Na začetku konvektivne cone je temperatura še vedno precej visoka, doseže približno 2 milijona stopinj. Vendar ta indikator ne zadošča več, da bi prišlo do procesa ionizacije atomov ogljika, dušika in kisika. Ta cona je dobila ime zaradi načina, na katerega poteka stalen prenos snovi iz globokih plasti v zunanje - konvekcija ali mešanje.
V predstavitvi oZvezde glavnega zaporedja lahko kažejo na dejstvo, da je Sonce navadna zvezda v naši galaksiji. Zato so številna vprašanja - na primer o virih njegove energije, strukturi in tudi oblikovanju spektra - skupna tako Soncu kot drugim zvezdam. Naša svetilka je edinstvena po svoji lokaciji – je najbližja zvezda našemu planetu. Zato je njegova površina podvržena podrobni študiji.
fotosfera
Vidna lupina Sonca se imenuje fotosfera. Prav ona izžareva skoraj vso energijo, ki prihaja na Zemljo. Fotosfera je sestavljena iz zrnc, ki so podolgovati oblaki vročega plina. Tu lahko opazite tudi majhne lise, ki jim pravimo bakle. Njihova temperatura je približno 200 oC višja od mase okolice, zato se razlikujejo po svetlosti. Svetilke lahko obstajajo do nekaj tednov. Ta stabilnost nastane zaradi dejstva, da magnetno polje zvezde ne dopušča, da bi navpični tokovi ioniziranih plinov odstopali v vodoravni smeri.
Spots
Prav tako se na površini fotosfere včasih pojavijo temna področja - jedra lis. Pogosto lahko lise zrastejo do premera, ki presega premer Zemlje. Sončne pege se ponavadi pojavijo v skupinah, nato pa postanejo večje. Postopoma se razpadejo na manjša območja, dokler popolnoma ne izginejo. Na obeh straneh sončnega ekvatorja se pojavijo lise. Vsakih 11 let njihovo število, pa tudi površina, ki jo zasedajo lise, doseže maksimum. Glede na opaženo gibanje lis je Galileo zmogelzaznati vrtenje sonca. Kasneje je bila ta rotacija izpopolnjena s spektralno analizo.
Do sedaj se znanstveniki sprašujejo, zakaj je obdobje naraščanja sončnih peg natanko 11 let. Kljub vrzeli v znanju pa informacije o sončnih pegah in periodičnosti drugih vidikov delovanja zvezde dajejo znanstvenikom priložnost za pomembne napovedi. S preučevanjem teh podatkov je mogoče napovedati nastanek magnetnih neviht, motenj na področju radijskih komunikacij.
Razlike od drugih kategorij
Svetlost zvezde je količina energije, ki jo svetilka odda v eni časovni enoti. To vrednost lahko izračunamo iz količine energije, ki doseže površino našega planeta, pod pogojem, da je znana oddaljenost zvezde od Zemlje. Svetlost zvezd glavnega zaporedja je večja od svetilnosti hladnih zvezd z nizko maso in manjša od svetilnosti vročih zvezd, ki imajo med 60 in 100 sončnimi masami.
Hladne zvezde so v spodnjem desnem kotu glede na večino zvezd, vroče zvezde pa v zgornjem levem kotu. Hkrati je pri večini zvezd, za razliko od rdečih velikanov in belih palčkov, masa odvisna od indeksa svetilnosti. Vsaka zvezda večino svojega življenja preživi na glavnem zaporedju. Znanstveniki verjamejo, da bolj masivne zvezde živijo veliko manj kot tiste, ki imajo majhno maso. Na prvi pogled bi moralo biti ravno nasprotno, saj imajo več vodika za gorenje in ga morajo uporabljati dlje. Vendar pa zvezdeveliki porabijo gorivo veliko hitreje.
