Ha alaposan megnézi az éjszakai égboltot, könnyen észreveheti, hogy a ránk néző csillagok színe különbözik. Kékek, fehérek, pirosak, egyenletesen csillognak, vagy karácsonyfafüzérként villognak. A teleszkópban a színkülönbségek nyilvánvalóbbá válnak. Ennek a sokféleségnek az oka a fotoszféra hőmérsékletében rejlik. És a logikus feltételezéssel ellentétben a legforróbbak nem a vörös, hanem a kék, fehér-kék és fehér csillagok. De először a dolgok.
Szektrális osztályozás
A csillagok hatalmas forró gázgömbök. Az, ahogyan a Földről látjuk őket, sok paramétertől függ. Például a csillagok valójában nem pislognak. Erről nagyon könnyű meggyőződni: elég a Napra emlékezni. A villogó hatás annak köszönhető, hogy a kozmikus testekből hozzánk érkező fény legyőzi a porral és gázzal teli csillagközi közeget. A másik dolog a szín. Ez a héjak (különösen a fotoszféra) bizonyos hőmérsékletekre való felmelegedésének következménye. A valódi szín eltérhet a láthatótól, de a különbség általában kicsi.
Ma a csillagok Harvard spektrális osztályozását használják szerte a világon. Ő történetesen azhőmérsékleten, és a spektrum vonalainak alakján és relatív intenzitásán alapul. Minden osztály egy bizonyos színű csillagoknak felel meg. Az osztályozást a Harvard Obszervatóriumban dolgozták ki 1890-1924 között.
Egy borotvált angol datolyát rágott, mint a sárgarépát
Hét fő spektrális osztály van: O-B-A-F-G-K-M. Ez a sorozat a hőmérséklet fokozatos csökkenését tükrözi (O-ról M-re). Hogy emlékezzünk rá, léteznek speciális mnemonikus képletek. Oroszul az egyik így hangzik: "Az egyik borotvált angol datolyát rágott, mint a sárgarépát." Ezekhez az osztályokhoz még kettő hozzáadódik. A C és S betűk olyan hideg világítótesteket jelölnek, amelyekben a spektrumban fémoxid sáv található. Nézzük meg közelebbről a sztárosztályokat:
- Az O osztályra jellemző a legmagasabb felületi hőmérséklet (30-60 ezer Kelvin). Az ilyen típusú csillagok tömege 60-szor, sugara pedig 15-ször haladja meg a Napot. Látható színük kék. Fényerőt tekintve több mint milliószor előzik meg csillagunkat. Az ebbe az osztályba tartozó HD93129A kék csillagot az egyik legmagasabb fényességi index jellemzi az ismert kozmikus testek között. E mutató szerint 5 milliószor előzi meg a Napot. A kék csillag 7,5 ezer fényévnyire található tőlünk.
- A B osztály hőmérséklete 10-30 ezer Kelvin, tömege 18-szor nagyobb, mint a Napé. Ezek fehér-kék és fehér csillagok. Sugárjuk hétszer nagyobb, mint a Napé.
- Az A osztályt 7,5-10 ezer Kelvin hőmérséklet jellemzi,sugara és tömege meghaladja a Nap hasonló paramétereinek 2,1-szeresét, illetve 3,1-szeresét. Ezek fehér csillagok.
- F osztály: hőmérséklet 6000-7500 K. Tömege 1,7-szer nagyobb a Napnál, sugara 1,3-mal. A Földről az ilyen csillagok is fehérnek tűnnek, valódi színük sárgásfehér.
- G osztály: hőmérséklet 5-6 ezer Kelvin. A Nap ebbe az osztályba tartozik. Az ilyen csillagok látszólagos és valódi színe sárga.
- K osztály: hőmérséklet 3500-5000 K. A sugara és tömege kisebb, mint a napenergia, 0,9 és 0,8 része a csillag megfelelő paramétereinek. A Földről nézve ezeknek a csillagoknak a színe sárgás-narancssárga.
- M osztály: hőmérséklet 2-3,5 ezer Kelvin. Tömeg és sugár - 0,3 és 0,4 a Nap hasonló paramétereitől. Bolygónk felszínéről vörös-narancssárgának tűnnek. A Beta Andromedae és az Alpha rókagombák az M osztályba tartoznak. A sokak számára ismerős élénkvörös csillag a Betelgeuse (Alpha Orionis). Télen a legjobb az égen keresni. A vörös csillag az Orion övétől kissé balra található.
Minden osztály 0-tól 9-ig terjedő alosztályokra van felosztva, vagyis a legmelegebbtől a leghidegebbig. A csillagok száma egy bizonyos spektrális típushoz való tartozást és a fotoszféra felmelegedési fokát jelzi a csoport többi világítótestével összehasonlítva. Például a Nap a G2 osztályba tartozik.
Vizuális fehérek
Így a B–F csillagosztályok fehérnek tűnhetnek a Földről. És valójában csak az A-típusba tartozó tárgyak rendelkeznek ezzel a színnel. Tehát a Saif (az Orion csillagkép) és az Algol (béta Perseus) csillag egy távcsővel nem felfegyverzett megfigyelő számára úgy tűnikfehér. A B spektrális osztályba tartoznak. Valódi színük kék-fehér. Ugyancsak fehérnek tűnik a Mythrax és a Procyon, a Perseus és a Canis Minor égirajzainak legfényesebb csillagai. Valódi színük azonban közelebb áll a sárgához (F fokozat).
Miért fehérek a csillagok egy földi szemlélő számára? A szín torzul a bolygónkat a hasonló objektumoktól elválasztó hatalmas távolság, valamint az űrben gyakran előforduló nagyméretű por- és gázfelhők miatt.
A osztály
A fehér csillagokat nem olyan magas hőmérséklet jellemzi, mint az O és B osztály képviselőit, fotoszférájuk 7,5-10 ezer Kelvinre melegszik fel. Az A spektrumosztályú csillagok sokkal nagyobbak, mint a Nap. Fényességük is nagyobb – körülbelül 80-szor.
Az A-csillagok spektrumában a Balmer sorozat hidrogénvonalai erősen hangsúlyosak. A többi elem vonalai észrevehetően gyengébbek, de az A0 alosztályról az A9-re haladva nagyobb jelentőséggel bírnak. Az A spektrális osztályba tartozó óriásokat és szuperóriásokat valamivel kevésbé kifejezett hidrogénvonalak jellemzik, mint a fősorozatú csillagokat. Ezeknél a világítótesteknél a nehézfém vonalak észrevehetőbbé válnak.
Sok különleges csillag tartozik az A spektrális osztályba. Ez a kifejezés olyan világítótestekre vonatkozik, amelyek spektrumában és fizikai paramétereiben észrevehető jellemzők vannak, ami megnehezíti osztályozásukat. Például a meglehetősen ritka Bootes lambda típusú csillagokat nehézfémek hiánya és nagyon lassú forgás jellemzi. A különleges világítótestek közé tartoznak a fehér törpék is.
Az A osztály az éjszaka ilyen fényes tárgyai közé tartozikmennyország, mint Sirius, Mencalinan, Alioth, Castor és mások. Ismerjük meg őket jobban.
Alpha Canis Major
A Sirius a legfényesebb, bár nem a legközelebbi csillag az égen. A távolság tőle 8,6 fényév. Egy földi szemlélő számára azért tűnik olyan fényesnek, mert lenyűgöző méretű, és mégsem olyan távol, mint sok más nagy és fényes tárgy. A Naphoz legközelebbi csillag az Alpha Centauri. Sirius az ötödik helyen áll ezen a listán.
A Canis Major csillagképhez tartozik, és két összetevőből álló rendszer. A Sirius A-t és a Sirius B-t 20 csillagászati egység választja el egymástól, és forgási ideje alig 50 év. A rendszer első komponense, egy fősorozatú csillag, az A1 spektrális osztályba tartozik. Tömege kétszerese a Napénak, sugara 1,7-szerese. Ő az, akit szabad szemmel lehet megfigyelni a Földről.
A rendszer második összetevője egy fehér törpe. A Sirius B csillag tömegében majdnem egyenlő a mi világítótestünkkel, ami nem jellemző az ilyen objektumokra. A fehér törpékre jellemzően 0,6-0,7 naptömegű tömeg jellemző. Ugyanakkor a Sirius B méretei közel állnak a Földéhez. Feltételezik, hogy a fehér törpe szakasz ennél a csillagnál körülbelül 120 millió évvel ezelőtt kezdődött. Amikor a Sirius B a fő szekvencián helyezkedett el, valószínűleg 5 naptömegű világítótest volt, és a B spektrális típushoz tartozott.
A Sirius A tudósok szerint körülbelül 660 millió év múlva az evolúció következő szakaszába lép. Azutánvörös óriássá, kicsit később pedig fehér törpévé változik, akárcsak társa.
Alpha Eagle
A Szíriuszhoz hasonlóan sok fehér csillagot, amelyek nevét az alábbiakban közöljük, nemcsak a csillagászat kedvelői ismerik fényességük és a tudományos-fantasztikus irodalom oldalain való gyakori említésük miatt. Altair egyike azoknak a világítótesteknek. Az Alpha Eagle megtalálható például Ursula le Guinban és Steven Kingben. Az éjszakai égbolton ez a csillag világossága és viszonylag közeli közelsége miatt jól látható. A Nap és az Altair közötti távolság 16,8 fényév. Az A spektrális osztályba tartozó csillagok közül csak a Szíriusz van közelebb hozzánk.
Altair 1,8-szor akkora tömegű, mint a Nap. Jellemzője a nagyon gyors forgás. A csillag kevesebb mint kilenc óra alatt tesz meg egy fordulatot a tengelye körül. A forgási sebesség az Egyenlítő közelében 286 km/s. Ennek eredményeként a "fürge" Altair lelapul az oszlopokról. Ráadásul az elliptikus alak miatt a csillag hőmérséklete és fényessége a pólusoktól az egyenlítőig csökken. Ezt a hatást "gravitációs sötétedésnek" nevezik.
Az Altair másik jellemzője, hogy ragyogása idővel változik. Ez a Shield delta típusú változókra vonatkozik.
Alpha Lyra
A Vega a legtöbbet tanulmányozott csillag a Nap után. Az Alpha Lyrae az első csillag, amelynek spektrumát meghatározták. A fényképen megörökített Nap után a második világítótest is lett. A Vega az első csillagok között volt, amelyekhez a tudósok parlax módszerrel mérték a távolságot. A többi objektum magnitúdójának meghatározásakor a csillag fényességét hosszú ideig 0-nak vettük.
Az Alpha Lyra jól ismert mind az amatőr csillagász, mind az egyszerű megfigyelő számára. A csillagok között az ötödik legfényesebb, és Altairrel és Deneb-el együtt szerepel a Nyári Háromszög csillagképében.
A Nap és Vega távolsága 25,3 fényév. Egyenlítői sugara 2,78-szor, tömege 2,3-szor nagyobb, mint csillagunk hasonló paraméterei. A csillag alakja távolról sem tökéletes labda. Az átmérő az egyenlítőnél észrevehetően nagyobb, mint a sarkoknál. Ennek oka a hatalmas forgási sebesség. Az egyenlítőn eléri a 274 km/s-t (a Nap esetében ez a paraméter valamivel több, mint két kilométer/másodperc).
A Vega egyik különlegessége az őt körülvevő porkorong. Feltehetően üstökösök és meteoritok nagyszámú ütközésének eredményeként keletkezett. A porkorong a csillag körül forog, és a sugárzása felmelegíti. Ennek eredményeként megnő a Vega infravörös sugárzásának intenzitása. Nem is olyan régen aszimmetriákat fedeztek fel a lemezen. Valószínű magyarázatuk az, hogy a csillagnak legalább egy bolygója van.
Alfa Ikrek
Az Ikrek csillagkép második legfényesebb objektuma a Castor. A korábbi világítótestekhez hasonlóan ő is az A spektrális osztályba tartozik. Castor az egyik legfényesebb csillag az éjszakai égbolton. A megfelelő listán a 23. helyen áll.
A Castor egy több rendszer, amely hat összetevőből áll. A két fő elem (Görgő A és Görgő B) forog350 éves periódusú közös tömegközéppont körül. A két csillag mindegyike spektrális bináris. A Castor A és Castor B komponensei kevésbé fényesek, és feltehetően az M spektrális típushoz tartoznak.
A Castor C-t nem csatlakoztatta azonnal a rendszerhez. Kezdetben független csillagként, YY Geminiként jelölték meg. Az égbolt ezen régiójának kutatása során ismertté vált, hogy ez a világítótest fizikailag kapcsolódik a Castor-rendszerhez. A csillag az összes komponensre jellemző tömegközéppont körül kering több tízezer éves periódussal, és egyben spektrális bináris is.
Beta Aurigae
Auriga égi rajza körülbelül 150 "pontot" tartalmaz, amelyek közül sok fehér csillag. A világítótestek neve keveset mond a csillagászattól távol álló emberek számára, de ez nem von le tudomány szempontjából jelentőségükből. Az égi minta legfényesebb objektuma, amely az A spektrális osztályba tartozik, a Mencalinan vagy a Beta Aurigae. A csillag neve arabul azt jelenti: „a gyeplő tulajdonosának válla”.
Menkalinan - hármas rendszer. Két komponense A spektrális osztályú alóriás. Mindegyikük fényereje 48-szor haladja meg a Nap hasonló paraméterét. 0,08 csillagászati egységnyi távolság választja el őket egymástól. A harmadik komponens egy vörös törpe a pártól 330 AU távolságra. e.
Epsilon Ursa Major
Az északi égbolt talán leghíresebb csillagképének (Ursa Major) legfényesebb "pontja" a szintén A osztályba sorolt Aliot. A látszólagos magnitúdó 1,76. A legfényesebb világítócsillag a 33. helyet foglalja el. Alioth belép a Nagy Göncöl csillagvilágba, és közelebb van a tálhoz, mint más világítótestek.
Aliot spektrumát szokatlan vonalak jellemzik, amelyek 5,1 napos periódussal ingadoznak. Feltételezzük, hogy a tulajdonságok a csillag mágneses mezejének hatásához kapcsolódnak. A spektrum ingadozása a friss adatok szerint egy közel 15 Jupiter tömegű kozmikus test közeli elhelyezkedése miatt következhet be. Hogy ez így van-e, az még rejtély. Ezt a csillagok többi titkához hasonlóan a csillagászok minden nap megpróbálják megérteni.
Fehér törpék
A fehér csillagokról szóló történet hiányos lesz, ha nem említjük meg a csillagok evolúciójának azt a szakaszát, amelyet "fehér törpének" neveznek. Az ilyen objektumok arról kapták a nevüket, hogy az elsőként felfedezett objektumok az A spektrális osztályba tartoztak. Sirius B és 40 Eridani B volt. Ma a fehér törpéket a csillagok élete utolsó szakaszának egyik lehetőségének nevezik.
Lakozzunk részletesebben a világítótestek életciklusán.
Csillagfejlődés
A csillagok nem egy éjszaka alatt születnek: bármelyikük több szakaszon megy keresztül. Először egy gáz- és porfelhő zsugorodni kezd saját gravitációs erői hatására. Lassan labda formáját ölti, miközben a gravitáció energiája hővé alakul - a tárgy hőmérséklete emelkedik. Abban a pillanatban, amikor eléri a 20 millió Kelvin értéket, megindul a magfúziós reakció. Ezt a szakaszt tekintik egy teljes értékű sztár életének kezdetének.
A világítótestek az idő nagy részét a fő sorozattal töltik. A beleikben folyamatosan zajlanak a reakciókhidrogén ciklus. A csillagok hőmérséklete változhat. Amikor az atommagban lévő összes hidrogén véget ér, az evolúció új szakasza kezdődik. Most a hélium az üzemanyag. Ezzel egy időben a csillag tágulni kezd. Fényereje növekszik, míg a felületi hőmérséklet éppen ellenkezőleg csökken. A csillag elhagyja a fő sorozatot, és vörös óriássá válik.
A héliummag tömege fokozatosan növekszik, és saját súlya alatt zsugorodni kezd. A vörös óriás színpad sokkal gyorsabban ér véget, mint az előző. A további fejlődés útja az objektum kezdeti tömegétől függ. A kis tömegű csillagok a vörös óriás színpadon dagadni kezdenek. Ennek a folyamatnak az eredményeként az objektum leveti a héját. Egy bolygóköd és egy csillag csupasz magja képződik. Egy ilyen magban minden fúziós reakció befejeződik. Hélium fehér törpének hívják. A nagyobb tömegű vörös óriások (egy bizonyos határig) szénfehér törpékké fejlődnek. Magjukban nehezebb elemek vannak, mint a hélium.
Jellemzők
A fehér törpék testek, tömegük általában nagyon közel van a Naphoz. Ugyanakkor méretük megfelel a földnek. E kozmikus testek kolosszális sűrűsége és a mélységükben lezajló folyamatok a klasszikus fizika szemszögéből megmagyarázhatatlanok. A csillagok titkait a kvantummechanika tárta fel.
A fehér törpék anyaga egy elektronmag plazma. Még laboratóriumban is szinte lehetetlen megtervezni. Ezért az ilyen objektumok számos jellemzője érthetetlen marad.
Még ha egész éjjel tanulmányozod a csillagokat, nem fogsz tudni legalább egy fehér törpét észlelni speciális felszerelés nélkül. Fényességük sokkal kisebb, mint a napé. A tudósok szerint a fehér törpék a Galaxis összes objektumának körülbelül 3-10%-át teszik ki. A mai napig azonban csak azokat találták meg, amelyek a Földtől legfeljebb 200-300 parszeknyire találhatók.
A fehér törpék tovább fejlődnek. Közvetlenül a kialakulás után magas felületi hőmérsékletűek, de gyorsan lehűlnek. Néhány tízmilliárd évvel a kialakulás után az elmélet szerint a fehér törpe fekete törpévé változik - olyan testté, amely nem bocsát ki látható fényt.
A fehér, piros vagy kék csillag a megfigyelő számára elsősorban színben különbözik. A csillagász mélyebbre néz. A szín neki azonnal sokat elárul a tárgy hőmérsékletéről, méretéről és tömegéről. A kék vagy fényes kék csillag egy óriási forró labda, minden tekintetben messze megelőzi a Napot. A fehér lámpatestek, amelyekre a cikkben példa van, valamivel kisebbek. A különböző katalógusokban szereplő csillagszámok is sokat elárulnak a szakembereknek, de nem mindent. A távoli űrobjektumok életével kapcsolatos nagy mennyiségű információ vagy még nincs megmagyarázva, vagy még fel sem fedezték.
