Hvězda je hvězda, že? Při pohledu na noční oblohu samozřejmě existují určité rozdíly v barvách. Ale v zásadě jsou to stejné velké koule hořícího plynu, milióny, miliardy světelných let daleko, že? No, ne docela. Ve skutečnosti jsou hvězdy stejně rozmanité jako všechno v našem vesmíru, což se podle jejich charakteristik snižuje na jednu z mnoha klasifikací.
Obecně existuje mnoho různých typů hvězd, od malých hnědých trpaslíků po červené a modré supergianty. Existují ještě podivnější druhy hvězd, jako jsou neutronové a Wolf-Rayetovy hvězdy a teoretické kvarkové hvězdy. A jak pokračujeme ve zkoumání vesmíru, pokračujeme ve studiu všeho o hvězdách, které nás nutí rozšířit náš pohled na svět. Pojďme se podívat na různé typy hvězd.
Protostars:
Protostar je to, co se děje před vytvořením samotné hvězdy. Protostar je objekt složený z plynu, který se zhroutil z obrovského molekulárního mraku. Fáze hvězdného vývoje - protostar - trvá asi 100 000 let. Postupem času se zvyšuje gravitace a tlak, což způsobuje kolaps hvězdy (kontrakt). Veškeré uvolňování energie protostar pochází pouze z ohřevu způsobeného gravitační kontrakcí - termonukleární reakce ještě nezačaly.
Tabulka velikostí ukazující naše Slunce (vlevo) ve srovnání se známými obrovskými hvězdami.
Obrázek: earthspacecircle.blogspot.ca
Propagační video:
T Taurus Stars:
Hvězda T Tauri je stádiem tvorby a vývoje hvězdy těsně před tím, než se stane hvězdou hlavní sekvence. K této fázi dochází na konci fáze protostar, kdy gravitační tlak, který drží hvězdu pohromadě, je zdrojem veškeré její energie. Hvězdy Tauri nemají ve svých jádrech dostatečný tlak a teplotu, aby vyvolaly termonukleární fúzi, ale nevypadají jako hvězdy hlavní sekvence v tom, že jsou jasnější než oni, protože jsou větší než oni. Hvězdy T Tauri mají velké oblasti slunečních skvrn a mají intenzivní rentgenové světlice a extrémně silné hvězdné větry. Hvězdy byly ve fázi T Tauri asi 100 milionů let.
Hvězdy hlavní sekvence:
Většina hvězd v naší galaxii a dokonce i ve vesmíru jsou hvězdy hlavní sekvence. Naše Slunce je hvězda hlavní sekvence, stejně jako naši nejbližší sousedé Sirius a Alpha Centauri A. Hvězdy hlavní sekvence se mohou značně lišit co do velikosti, hmotnosti a jasu, ale všichni dělají to samé: přeměňují vodík na hélium v jejich jádrech uvolněním obrovské množství energie.
Hvězda hlavní sekvence je v hydrostatické rovnováze. Gravitace táhne hvězdu dovnitř, tlak světla ze všech termonukleárních reakcí ve hvězdě tlačí ven. Tyto vnější a vnitřní síly se navzájem vyrovnávají a hvězda si udržuje sférický tvar. Velikost hvězd hlavní sekvence bude záviset na jejich hmotnosti, která určuje množství gravitace, která ji táhne dovnitř.
Spodní hmotnostní limit pro hvězdu hlavní sekvence je asi 0,08 solárních hmot nebo 80 Jupiterových hmot. Toto je minimální množství gravitačního tlaku potřebného ke spuštění reakcí jaderné fúze v jádru. Teoreticky mohou hvězdy vyrůst až na 100 solárních hmot.
Červený obr:
Když hvězda vyčerpala všechny své základní vodíkové rezervy, termonukleární reakce se zastaví a hvězda již nevyvíjí vnější tlak, aby působila proti gravitačnímu tlaku dovnitř a táhla hvězdu k sobě. Obal vodíku kolem jádra zahajuje pokračování života hvězdy, ale velikost hvězdy se dramaticky zvětší. Stárnoucí hvězda se stala červeným obrem a mohla by být 100krát větší než hvězda hlavní sekvence. Když se spotřebuje jeho vodíkové palivo, začne se hélium a potom těžší prvky zpracovávat v termonukleárních reakcích. Hvězda ve fázi červeného obra potrvá jen několik set milionů let, než dojde palivo a stane se bílým trpaslíkem.
Bílý trpaslík:
Když hvězda zcela vyčerpala vodíkové palivo ve svém jádru, zažije nedostatek hmoty pro zpracování těžších prvků v termonukleárních reakcích a vstoupí do fáze bílého trpaslíka. Tlak světla směrem ven z termonukleárních reakcí se zastaví a hvězda se zhroutí (zmenší) pod vlivem vlastní gravitace. Bílý trpaslík září jen proto, že to byla kdysi horká hvězda, ale protože se v ní již nevyskytují termonukleární reakce, ochladí se na teplotu pozadí vesmíru. Tento proces bude trvat stovky miliard let, takže bílí trpaslíci ve skutečnosti ještě nejsou příliš cool.
Červený trpaslík:
Červení trpaslíci jsou jedním z nejběžnějších typů hvězd ve vesmíru. Jsou to hvězdy hlavní sekvence, ale mají tak malou hmotnost, že jsou mnohem chladnější než naše Slunce. Jejich funkce je však jiná. Červení trpaslíci dokážou ukládat vodíkové palivo smícháním ve svém jádru, a proto mohou své palivo ušetřit mnohem více než jiné hvězdy. Astronomové věří, že někteří z červených trpaslíků mohou spalovat palivo až 10 bilionů let. Nejmenší červení trpaslíci mají přibližně 0,075 solárních hmot a jejich hmotnost může být až poloviční hmotností Slunce.
Neutronové hvězdy:
Pokud je hmotnost hvězdy asi 1,35 - 2,1 solárních hmot, pak se po smrti nezmění na bílého trpaslíka. Místo toho hvězda zemře při katastrofické události zvané supernova a zbývající jádro se stane neutronovou hvězdou. Jak už název napovídá, neutronová hvězda je exotickým typem hvězdy, která je složena výhradně z neutronů. To je způsobeno silnou gravitací, když je hvězda stlačena natolik, že všechny protony a elektrony jsou stlačeny dohromady za vzniku neutronů. Pokud jsou hvězdy ještě mohutnější, změní se po výbuchu supernovy na černé díry.
Supergianti:
Největší hvězdy ve vesmíru jsou supergianti. Jsou to monstra, jejichž hmotnost je desetkrát větší než hmotnost Slunce. Na rozdíl od relativně stabilní hvězdy Slunce spotřebovávají supergianti své vodíkové palivo neuvěřitelnou rychlostí a celé jejich palivo bude během několika milionů let zcela vyčerpáno. Supergianti žijí rychle a umírají mladí, explodují v supernovách; zcela zničit sebe v procesu.
Jak vidíte, hvězdy přicházejí v mnoha velikostech, barvách a typech. Vědět, co to vysvětluje a jak vypadají různé fáze života hvězdy, je důležité, pokud jde o pochopení našeho vesmíru. Pomáhá také, pokud jde o naše pokračující úsilí o prozkoumání místního hvězdného sousedství, nemluvě o honbě za mimozemským životem!