Ewolucja i klasyfikacjaEwolucja i klasyfikacja

Mgławica M16, galaktyka NGC6703Mgławica M16, galaktyka NGC6703

Wybór zagadnienia

BibliografiaBibliografiaWikipedia - http://pl.wikipedia.org/Przewodnik miłośnika astronomii – praca zbiorowa, wyd. MUZA S.A Warszawa 1998Interaktywny diagram H-R - http://aspire.cosmic-ray.org/labs/star_life/hr_interactive.html

Narodziny gwiazdyNarodziny gwiazdy Na zdjęciu obok jest Na zdjęciu obok jest

widoczna mgławica - widoczna mgławica - twór będący po prostu twór będący po prostu wielkim zagęszczeniem wielkim zagęszczeniem pyłu i gazupyłu i gazu

Gdy umiera gwiazda, Gdy umiera gwiazda, potrafi ona wydzielić potrafi ona wydzielić ogromne ilości ogromne ilości promieniowania promieniowania elektromagnetycznegoelektromagnetycznego

Jest to impuls Jest to impuls wprawiający materię w wprawiający materię w ruch, i ją zagęszczający…ruch, i ją zagęszczający…

Pewna część obłoku Pewna część obłoku zapada się nagle pod zapada się nagle pod wpływem grawitacji.wpływem grawitacji.

Wielki Obłok MagellanaWielki Obłok Magellana Co z tego wyniknie?Co z tego wyniknie?

W tle: Mgławica NGC 604 „Triangulum”W tle: Mgławica NGC 604 „Triangulum”

Narodziny gwiazdy – c.d.

Obłok dalej nabiera masy – nawet 50 razy większej niż słońce.

Teraz zacznie się obracać, i jeśli tylko przybierze kształt sferyczny – mamy protogwiazdę

Niestety, nieraz musimy na tym zakończyć.Temperatura okazuje się zbyt niska, i obiekt zamiera pod postacią

brązowego karła

Ale załóżmy, że temperatura i gęstość rośnie.W takim wypadku po osiągnięciu 15 mln K we wnętrzu zapadającego się obłoku zaczyna się

proces syntezy jądrowej.Mamy gwiazdę!

Zobaczmy więcej... Zobaczmy więcej...

Jaki los czeka gwiazdę?Jaki los czeka gwiazdę?

Protogwiazda

Brązowy karzeł Gwiazda ciągu głównego Błękitny nadolbrzym

Czerwony olbrzym

Supernowa

Gwiazda neutronowa

Supernowa

Czarna dziura

Czarna dziuraCzerwony olbrzym

Mgławica planetarna

Biały karzeł

Czerwony karzeł

Kliknij na typ, aby uzyskać omówienieKliknij na typ, aby uzyskać omówienie

Błękitny nadolbrzymBłękitny nadolbrzym Najczęściej określany Najczęściej określany

błękitnym, może też mieć błękitnym, może też mieć czerwony typ widmowy.czerwony typ widmowy.

Charakterystyka:Charakterystyka:– Masa: Masa: 10-5010-50 mas słońca mas słońca– Promień: nawet ponad Promień: nawet ponad

15001500 promieni słońca promieni słońca– Czas życia: krótki, Czas życia: krótki, 10-5010-50

milionów latmilionów lat– Typ widmowy: O,B Typ widmowy: O,B

(czerwone: K,M)(czerwone: K,M)

Betelgeza, zdjęcie z teleskopu Hubble’aBetelgeza, zdjęcie z teleskopu Hubble’a

Gwiazda ciągu Gwiazda ciągu głównego - Słońcegłównego - Słońce

Słońce jest kulą Słońce jest kulą zjonizowanego gazu o masie zjonizowanego gazu o masie około 2×1030 kg, z czego około 2×1030 kg, z czego 74% stanowi wodór, 25% 74% stanowi wodór, 25% hel, a niespełna 1% hel, a niespełna 1% pierwiastki cięższe i pierwiastki cięższe i sporadycznie występujące sporadycznie występujące proste związki chemiczne. W proste związki chemiczne. W samym środku ciśnienie samym środku ciśnienie osiąga wartość 1016 Pa, co osiąga wartość 1016 Pa, co powoduje, że jądro powoduje, że jądro rozgrzewa się do rozgrzewa się do temperatury kilkunastu temperatury kilkunastu milionów stopni, w której to milionów stopni, w której to temperaturze mogą już temperaturze mogą już zachodzić reakcje jądrowe. zachodzić reakcje jądrowe.

W przypadku gwiazd ciągu W przypadku gwiazd ciągu głównego reakcją jądrową, głównego reakcją jądrową, która dostarcza energii jest która dostarcza energii jest przemiana wodoru w hel. przemiana wodoru w hel. Słońce, porównanie z rozmiarami ZiemiSłońce, porównanie z rozmiarami Ziemi

Czerwony karzełCzerwony karzeł Przypuszczalnie najbardziej Przypuszczalnie najbardziej

rozpowszechniony typ gwiazd we rozpowszechniony typ gwiazd we Wszechświecie.Wszechświecie.

Charakterystyka:Charakterystyka:– To mała i stosunkowo chłodna To mała i stosunkowo chłodna

gwiazda typu widmowego gwiazda typu widmowego K lub K lub MM. .

– Masa i średnica: Do 1/3 słońcaMasa i średnica: Do 1/3 słońca– Temperatura powierzchni: Temperatura powierzchni:

najwyżej 3500 K. najwyżej 3500 K. – Emitują niewielkie ilości światła, Emitują niewielkie ilości światła,

czasem nawet tylko 1/10 000 czasem nawet tylko 1/10 000 ilości światła słonecznego. ilości światła słonecznego.

Z powodu wolnego tempa Z powodu wolnego tempa spalania wodoru, ich szacunkowy spalania wodoru, ich szacunkowy czas życia jest bardzo długi i czas życia jest bardzo długi i wynosi od dziesiątek miliardów do wynosi od dziesiątek miliardów do bilionów lat.bilionów lat.

Dlatego te gwiazdy istnieją od Dlatego te gwiazdy istnieją od początku wszechświata. początku wszechświata.

Gwiazda Pistoletowa - Czerwony karzełGwiazda Pistoletowa - Czerwony karzeł

SupernowaSupernowaSupernowa to bardziej nazwa zdarzenia, nie

gwiazdyGwiazda wybucha, świeci ekstremalnie

jasno, po czym rozpływa się w

przestrzenikończąc swój

żywotWybuch wywołuje fale uderzeniową

rozpylającą materię w przestrzeni,

formującmgławicę

Historia zatacza krąg, ponieważ w takim obłoku ma

szansę uformować się

nowa gwiazda

Supernowe są głównym, a często jedynym źródłem

wszystkich pierwiastków

cięższych niż tlenSupernowa w gwiazdozb. ŁabędziaSupernowa w gwiazdozb. Łabędzia

Biały karzełBiały karzełBiały karzeł jest to niewielki

(rzędu rozmiarów Ziemi) obiekt astronomiczny wysyłający białe

światło. Powstaje po śmierci mało lub średnio masywnej gwiazdy

(poniżej 1,4 masy Słońca), której jądro nie osiągnęło temperatury

wystarczającej do zapłonu węgla w reakcjach syntezy termojądrowej.

Przed dalszym zapadaniem białego karła chroni jedynie

ciśnienie elektronów, inaczej stałby się czarną dziurą.

Po kilkuset miliardach lat temperatura białego karła obniża

się do tego stopnia, że przestaje on być widoczny - staje się czarnym karłem. Jednakże Wszechświat

istnieje zbyt krótko (ok. 15 mld lat), by obiekty te zdążyły powstać nawet z najstarszych białych

karłów.

Biały karzeł (mniejszy), Biały karzeł (mniejszy), czyli Syriusz B, czyli Syriusz B,

towarzysz Syriusza A, towarzysz Syriusza A, gwiazdy ciągu głównego.gwiazdy ciągu głównego.

Diagram Hertzsprunga Diagram Hertzsprunga - Russela- Russela

W 1910 roku Ejnar Hertzsprung W 1910 roku Ejnar Hertzsprung obmyślił sposób klasyfikacji gwiazd, obmyślił sposób klasyfikacji gwiazd, udoskonalony potem i opublikowany udoskonalony potem i opublikowany wraz z Henry’m Russelemwraz z Henry’m Russelem

Idea klasyfikacji jest prosta:Idea klasyfikacji jest prosta:– Na jednej z osi diagramu mamy jasność Na jednej z osi diagramu mamy jasność

gwiazdygwiazdy– Na drugiej – jej kolor, czyli typ widmowy.Na drugiej – jej kolor, czyli typ widmowy.

Jak to działa w praktyce?Jak to działa w praktyce?

W czasie swego życia gwiazda podlega ewolucji, i przesuwa się w prawą stronę.

To, jak długo gwiazda pozostaje w ciągu głównym, zależy od jej masy.

Poniższa animacja interaktywna pokazuje, gdzie jest miejsce gwiazdy na diagramie przez cały jej okres egzystencji.

Gwiazda neutronowaGwiazda neutronowa NajgęstszyNajgęstszy obiekt, jaki obiekt, jaki

możemy znaleźć we możemy znaleźć we wszechświeciewszechświecie

W średnicy od W średnicy od 1010 do do 1515 km km mieści się ilość materii równa mieści się ilość materii równa 2,52,5 masy słońca masy słońca

Nazwa bierze się stąd, że Nazwa bierze się stąd, że zawiera w większości neutronyzawiera w większości neutrony

Wiruje z prędkością do Wiruje z prędkością do 1000 1000 razy na sekundęrazy na sekundę, a , a obserwowany z ziemi zdaje się obserwowany z ziemi zdaje się pulsować - dlatego czasem pulsować - dlatego czasem nazywana jest nazywana jest pulsarempulsarem..

Równocześnie ze światłem Równocześnie ze światłem emituje promieniowanie emituje promieniowanie radiowe.radiowe.

Gwiazda Neutronowa w mgławicy KrabaGwiazda Neutronowa w mgławicy KrabaPole magnetyczne pulsara

wpływa wyraźnie na otaczającą go materię.

Mgławica planetarnaMgławica planetarna Nazwa nie ma nic Nazwa nie ma nic

wspólnego z planetami. wspólnego z planetami. Wzięła się stąd, że dawniej Wzięła się stąd, że dawniej brano je za planety, bo nie brano je za planety, bo nie było tak rozwiniętej było tak rozwiniętej technologii obserwacji.technologii obserwacji.

Powstają z gwiazd o masie Powstają z gwiazd o masie od 1 do 8 mas Słońcaod 1 do 8 mas Słońca

W centrum takiego obiektu W centrum takiego obiektu można dostrzec białego można dostrzec białego karła – pozostałość po karła – pozostałość po gwieździe, która rozwiała gwieździe, która rozwiała swoja materię wybuchając.swoja materię wybuchając.

Mgławica Rosetta w JednorożcuMgławica Rosetta w Jednorożcu

Czarna dziuraCzarna dziura Czarne dziury tworzą się z Czarne dziury tworzą się z

gwiazd, które przechodząc gwiazd, które przechodząc przez kolejne stadia swojej przez kolejne stadia swojej ewolucji po etapie ewolucji po etapie stabilnego życia, jako stabilnego życia, jako nadolbrzymnadolbrzym, zawsze miały , zawsze miały zbyt wielką masęzbyt wielką masę, aby , aby były stabilne. Zapadały się.były stabilne. Zapadały się.

Jeżeli gwiazda neutronowa Jeżeli gwiazda neutronowa nie wytrzyma własnego nie wytrzyma własnego ciężaru, zapada się tworząc ciężaru, zapada się tworząc właśnie Czarną dziurę.właśnie Czarną dziurę.

Taki obiekt wsysa wszystko Taki obiekt wsysa wszystko wokół, nawet światło, więc wokół, nawet światło, więc jest niemożliwy do jest niemożliwy do obserwacji. Widzimy tylko obserwacji. Widzimy tylko przestrzeń wokół obiektu.przestrzeń wokół obiektu.

Czerwony olbrzymCzerwony olbrzym Jest to gwiazda w etapie Jest to gwiazda w etapie

ewolucji będąca o krok ewolucji będąca o krok dalej niż Słońce, które dalej niż Słońce, które kiedyś też stanie się kiedyś też stanie się czerwonym olbrzymem.czerwonym olbrzymem.

Swój kolor bierze z tego Swój kolor bierze z tego iż, z powodu iż, z powodu wyczerpania zasobów wyczerpania zasobów wodoruwodoru, spala , spala helhel, a , a potem przyjdzie czas na potem przyjdzie czas na cięższe pierwiastki, takie cięższe pierwiastki, takie jak jak węgielwęgiel

Potem przyjdzie czas na Potem przyjdzie czas na przemianę węgla w przemianę węgla w żelazo – i tak kończą żelazo – i tak kończą czerwone olbrzymy.czerwone olbrzymy.Aldebaran, czerwony olbrzym.

Na zdjęciu w towarzystwie gromady otwartej Hiad.

Brązowy karzełBrązowy karzeł Brązowe karły mają masę Brązowe karły mają masę

poniżej 8% masy Słońca - poniżej 8% masy Słońca - 80 mas Jowisza – zbyt 80 mas Jowisza – zbyt małą, by mogły zachodzić małą, by mogły zachodzić w nich reakcje przemiany w nich reakcje przemiany wodoru w hel, które są wodoru w hel, które są głównym źródłem energii głównym źródłem energii gwiazd.gwiazd.

Od gazowych planet Od gazowych planet odróżnia je to, że często odróżnia je to, że często występują same w występują same w przestrzeni. Określa się je przestrzeni. Określa się je czasem mianem czasem mianem niewypałów, nieudanych niewypałów, nieudanych gwiazd bądź superplanet.gwiazd bądź superplanet.Ta czerwona kropka to właśnie

brązowy karzeł

Zdjęcie wykonano w paśmie bliskim podczerwieni, bowiem

obiekt jest tak zimny (ok. 700st. C), że prawie nie emituje światła

widzialnego.