Gwiazda

LEKSYKON FANTASTYKI

science

Gwiazda – kuliste ciało niebieskie stanowiące skupisko powiązanej grawitacyjnie materii w stanie plazmy bądź zdegenerowanej. Przynajmniej przez część swojego życia gwiazda w sposób stabilny emituje powstającą w jej jądrze w wyniku procesów syntezy jądrowej atomów wodoru energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego, w szczególności światło widzialne. Gwiazdy zbudowane są głównie z wodoru i helu, prawie wszystkie atomy innych cięższych pierwiastków znajdujące się we Wszechświecie powstały w efekcie zachodzących w nich przemian jądrowych lub podczas wieńczących ich istnienie wybuchów.

Parametry Obserwacyjne Gwiazd

Wielkość gwiazdową można wyrazić za pomocą obserwowanej wielkości gwiazdowej i absolutnej wielkości gwiazdowej.

Wielkość obserwowana jest wypadkową jasności gwiazdy, jej odległości od Ziemi oraz wpływu ziemskiej atmosfery na emitowane przez nią promieniowanie.

Wielkość absolutna gwiazdy zależy bezpośrednio od jej jasności i oznacza wielkość obserwowaną, którą by ona miała, gdyby znajdowała się w odległości 10 parseków (32,6 lat świetlnych) od Ziemi.

Zarówno obserwowana jak i absolutna wielkość opierają się na skali logarytmicznej − różnica jednego magnitudo odpowiada w przybliżeniu dwuipółkrotnej zmianie natężenia promieniowania(pierwiastek piątego stopnia ze 100, czyli około 2,512). Oznacza to, że gwiazda pierwszej wielkości jest około 2,5 raza jaśniejsza od gwiazdy drugiej jasności i około 100 razy jaśniejsza od gwiazdy szóstej jasności. Najsłabszymi gwiazdami widocznymi w sprzyjających warunkach gołym okiem są gwiazdy szóstej jasności.

Wyróżnia się wielkość bolometryczną oraz wielkość barwną. Wielkość bolometryczna dotyczy ilości energii wysyłanej przez gwiazdę w pełnym zakresie widma, jasność barwna zaś − w określonym jego przedziale (na przykład światła widzialnego).

Zmienność Gwiazd

Schematyczna mapa krainy gwiazd zmiennych. Autor: L. Błaszkiewicz

Gwiazda, która w znaczący sposób zmienia swoją jasność w danym zakresie widma nosi miano zmiennej. Ogólnie rzecz biorąc, każda gwiazda wykazuje drobne fluktuacje jasności, ale są one w większości przypadków praktycznie niezauważalne.

Ze względu na przyczynę zmian blasku, gwiazdy zmienne dzielą się na dwie główne grupy: gwiazdy zmienne fizycznie oraz gwiazdy zmienne geometrycznie.

• Gwiazdy zmienne fizycznie to gwiazdy pojedyncze lub podwójne, których jasność zmienia się na skutek procesów zachodzących w samej gwieździe lub otaczającej ją materii. Ze względu na charakter i zakres zmian dzielimy je na następujące grupy:
  • gwiazdy pulsujące, w których struktura gwiazdy lub jej atmosfery ulega regularnym okresowym zmianom (np. Cefeidy)
  • gwiazdy zmienne atmosferycznie, w których następują nieregularne zmiany w atmosferach
  • gwiazdy wybuchowe, w których następuje jednorazowa lub powtarzająca się dramatyczna zmiana struktury (np. nowe i supernowe)

• Gwiazdy zmienne geometrycznie to gwiazdy pojedyncze lub podwójne, których jasność zmienia się na skutek zmiany orientacji gwiazdy względem obserwatora. Ze względu na charakter zmian gwiazdy te dzielimy na następujące grupy:
  • gwiazdy zaćmieniowe, czyli układy podwójne gwiazd, w których jeden składnik okresowo przesłania drugi składnik, a przyczyną obserwowanych zmian jest ruch orbitalny gwiazd
  • gwiazdy, gdzie przyczyną zmian jest rotacja gwiazdy (np. pulsar)
  • zjawiska mikrosoczewkowania grawitacyjnego, w których przyczyną pojaśnienia gwiazdy jest mikrosoczewkowanie przez inny obiekt przechodzący w pobliżu linii widzenia od gwiazdy do obserwatora

Parametry fizyczne gwiazd

Porównanie rozmiarów gwiazd róznych typów.Autor: L. Błaszkiewicz

• Masa

Praktycznie wszystkie cechy gwiazdy, takie jak na przykład jasność czy rozmiar, a także przebieg jej ewolucji, długość życia i sposób jego zakończenia zależą w przeważającym stopniu bezpośrednio od posiadanej przez nią masy początkowej. Masa determinuje także ściezkę ewolucyjna gwiazdy oraz tempo ewolucji.

Masy gwiazd zawierają się w przybliżeniu w przedziale od 1,5913 × 10²⁹ do 3,9782 × 10³² kg, co w jednostkach masy Słońca oznacza zakres od 0,08 do nawet 150 Mas Słonecznych.

• Rozmiar

Gwiazdy znacząco różnią się rozmiarami. Ich średnice wahają się od około 20-40 kilometrów w wypadku gwiazd neutronowych, do ponad 650 średnic Słońca (0,9 miliarda kilometrów, prawie 6,7 j.a.) w przypadku nadolbrzymów pokroju Betelgezy w gwiazdozbiorze Oriona. Betelgeza ma jednak gęstość dużo mniejszą od Słońca, wynosi ona średnio 1,576 ×10⁻⁵ kg/m3, co odpowiada gęstości atmosfery Ziemi na wysokości około 90 km, średnia gęstość Słońca zaś to 1,409×10³ kg/m3. Gwiazdą o największej znanej średnicy jest VY Canis Majoris, której średnica jest 2000 razy większa od średnicy Słońca. Gdyby umieścić ją w centrum Układu Słonecznego, jej atmosfera rozciągałaby się aż po orbitę Saturna.

Wykres HR

Wykres HR pokazujący zależność miedzy jasnością a temperaturą (typem widmowym) gwiazd. Zaznaczono podstawowe grupy gwiazd, ich masy, promienie oraz czas życia. Autor: na podstawie źródła internetowego - L. Błaszkiewicz