Tähtkuju

• Aprill 26, 2024

Kunagi arvasid inimesed, et tähed on igavesed. Kuid me teame nüüd, et neil on sündimise ja surma elutsüklid. Siin on lugu sellest, kuidas sünnib päikesesarnane täht.

Alustage hiiglasliku molekulaarpilvega
Ehkki võime Päikest mõelda kui leegitseva gaasi hiiglaslikku kuuli, on selle kese palju terasem kui teras. Kuid tähti tehakse sisse udud nii harvaesinev, et keskmiselt on kuupsentimeetris vaid 100 osakest - õhku, mida me hingame, on kuupsentimeetris umbes 100 kvadriljon korda suurem kui paljudel.

Uskumatu, et midagi nii olulist kui täht on tehtud millestki nii räpast nagu udukogu. Kuid hiiglaslikud pilved on jaotatud kümnete valgusaastate kaugusele. Ehkki nad on õhukesed, võib nende kogumass olla miljon korda suurem kui Päikesesüsteemi mass. Materjale on palju, kuid mis neid kujundab?

Gravitatsioon, skulptor
Gravitatsioon on jõud, mis koondab udukogu millekski piisavalt tihedaks, et sellest täht moodustuks. Hiiglaslik molekulaarpilv on hea koht tähtede moodustamiseks. Sellel pole mitte ainult rikkalikku materjali, vaid ka piisavalt külma, et aatomid on molekulide moodustamiseks kokku tulnud ja mõnes kohas on aine hakanud kokku kogunema.

Raskusjõu tugevus sõltub massist, nii et suurema tihedusega ala võib sinna tõmmata rohkem ainet, suurendades selle massi ja seega ka oma gravitatsioonilist külgetõmmet. Mõne miljoni aasta jooksul võib selline udu variseda. Kuid on tõenäoline, et kokkuvarisemisest on abi. Tähtede moodustumiseks on mitmeid võimalikke käivitajaid, näiteks supernoova lööklained suruvad ainet tihedamate piirkondade moodustamiseks.

Udu ei varise korraga. Tihedamad piirkonnad kasvavad ja pilv hajub. Seetõttu moodustavad tähed rühmadesse. Iga fragment variseb eraldi ja on potentsiaalne täht, mille mass tähistab oma eluloo. Päisepildil olev Plejaadide täheparv on näide tähtede grupist, mis moodustus samast hiiglaslikust pilvest. Iga üksiku tähe mass määrab, kui hele on see, kui kaua see elab ja kuidas ta sureb. Mõnel fragmendil pole tähtede moodustamiseks piisavalt massi, kuid need võivad muutuda pruunid kääbused, ebaõnnestunud tähed. [Foto krediit: Greg Hogan, EarthSky]

Killud
Killud kuumenevad, pöörlevad ja jätkavad varisemist.

Keskpiirkonnast väljaspool on asi gravitatsiooniline potentsiaalne energia, nagu tammi poolt tagasi hoitud vesi. Kui see langeb keskele, muutub potentsiaalne energia kineetiline (liikumise) energia ja soojus eraldub.

Nurkkiirus on objekti pöörde mõõt, võttes arvesse selle raadiust ja kiirust. Hiiglaslikud udud pöörlevad väga aeglaselt. Kuid nurgeline hoog on konserveeritud - see tähendab, et väiksema raadiusega pilve fragment pöörleb kiiremini. Maine lemmiknäide on spinni tegev uisutaja. Ta alustab sirutatud kätega. Kui ta tõmbab käed kehasse, on spinni raadius väiksem, nii et ta keerutab kiiremini ilma lisapingutuseta.

Seega, kui fragment variseb, kiireneb selle pöörlemine. Ja originaalse fragmendi ebaregulaarse kuju asemel muudab ketramine selle globaalsemaks.

Protostar
Fragment sisaldab tihedat keskosa, millest saab a protostar ja siis täht. Mis üle jääb, on tolm ja gaas. Keerdudes surutakse lahtine tolm ja gaas protostari ekvaatori ümber asuvasse kettale. Protostarist ei pruugi ühel päeval moodustuda täht, vaid ka sellest võib moodustuda planeedisüsteem protoplanetaarne ketas.

Protostar kasvab ketta materjali meelitamise kaudu. Selle massi kasvades jätkub kahanemine. Gravitatsiooniline kokkutõmbumine vabastab palju soojust. Südamikus olev kuum gaas surub väljapoole, toimides gravitatsiooni vastu. Ehkki esialgne kokkuvarisemine toimus suhteliselt kiiresti, aeglustub see protostari kuumenemisel. Temperatuurini kuni miljon kraadi Celsiuse järgi kulub umbes miljon aastat ja see pole veel peaaegu piisavalt kuum, et sellest saaks täht.

Enamik tähti, mida me vaatleme, on põhijada tähed. Nende kuumus ja valgus pärinevad vesiniku tuumasünteesist nende südamikes. Tuumasünteesi alustamiseks peab tuuma temperatuur olema vähemalt 10 miljonit ° C (18 miljonit ° F).

Täht on sündinud
Kui vesinikuühendus algab, on protostar õige beebitäht. Kuid enne põhijadaga ühinemist on sellel veel vaja kasvada.

Peamises järjestustähes on tasakaal tuumasünteesist tuleneva soojuse välisrõhu ja raskusjõu sissepoole vahel. Seda nimetatakse hüdrostaatiline tasakaal. Tähe kokkutõmbumise lõpetamiseks ja selle tasakaalu tekkimiseks kulub natuke aega.

Tähe mass ei suurene, kui tuumasüntees püsib, sest tugev tähetuul puhub ketta materjali ära. Tegelikult puhastab see mõne miljoni aasta jooksul tolmuse ketta täielikult.

Tähe põhijärjestuse pikkus sõltub selle massist. Päikesesarnased tähed elavad umbes 10 miljardit aastat, seega on meie Päike oma elu poolel teel.Punane kääbus, millel on pool Päikese massist, võib elada 80 miljardit aastat või kauem, mis on palju pikem kui praegune universumi vanus. Kuid massilistel tähtedel on lühike eluiga. Päikese massi kümme korda suurem täht kestab vaid 20 miljonit aastat. Tähed püsivad põhijärjestusel seni, kuni nende vesinikkütus on otsa saanud.

Video Juhiseid: Jaak Joala - Tähtkuju (ETV ERR 26.06.2015) (Aprill 2024).