Astronomowie są często zapytał o przedmioty w kosmosie i jak powstały. W szczególności gwiazdy fascynują wielu ludzi, szczególnie dlatego, że możemy patrzeć w ciemną noc i zobaczyć ich tak wielu. Czym oni są?
Gwiazdy to masywne świecące kule gorącego gazu. Te gwiazdy, które widzisz gołym okiem na nocnym niebie, wszystkie należą do Galaktyka drogi mlecznej, ogromny układ gwiazd, który zawiera nasz układ słoneczny. Istnieje około 5000 gwiazd, które można zobaczyć gołym okiem, choć nie wszystkie gwiazdy są widoczne przez cały czas i miejsca. Z małym teleskopmożna zobaczyć setki tysięcy gwiazd.
Większe teleskopy mogą pokazywać miliony galaktyk, które mogą mieć ponad bilion lub więcej gwiazd. Jest ich więcej niż 1 x 1022 gwiazdy we wszechświecie (10 000 000 000 000 000 000 000). Wiele z nich jest tak dużych, że gdyby zajęli miejsce naszego Słońca, pochłonęliby Ziemię, Marsa, Jowisza i Saturna. Inne, zwane gwiazdami białego karła, są w przybliżeniu wielkości Ziemi, a gwiazdy neutronowe mają mniej niż około 16 kilometrów (10 mil) średnicy.
Nasze Słońce znajduje się około 93 milionów mil od Ziemi, 1 jednostka astronomiczna (AU). Różnica w wyglądzie od gwiazd widocznych na nocnym niebie wynika z jej bliskiej odległości. Następną najbliższą gwiazdą jest Proxima Centauri, 4,2 lat świetlnych (40,1 biliona kilometrów (20 bilionów mil) od Ziemi.
Gwiazdy występują w szerokiej gamie kolorów, od głębokiej czerwieni, poprzez pomarańczowy i żółty, aż po intensywnie biało-niebieski. Kolor gwiazdy zależy od jej temperatury. Gwiazdy chłodniejsze są zwykle czerwone, a najgorętsze są niebieskie.
Gwiazdy są klasyfikowane na wiele sposobów, w tym ze względu na ich jasność. Są one również podzielone na grupy jasności, które są nazywane wielkości. Każda jasność gwiazdy jest 2,5 razy jaśniejsza niż następna niższa gwiazda. Najjaśniejsze gwiazdy są teraz reprezentowane przez liczby ujemne i mogą być ciemniejsze niż 31 magnitudo.
Gwiazdy - Gwiazdy - Gwiazdy
Gwiazdy zbudowane są głównie z wodoru, mniejszych ilości helu i śladowych ilości innych pierwiastków. Nawet najliczniejsze z pozostałych pierwiastków obecnych w gwiazdach (tlen, węgiel, neon i azot) są obecne tylko w bardzo małych ilościach.
Pomimo częstego używania zwrotów takich jak „pustka przestrzeni”, przestrzeń jest w rzeczywistości pełna gazów i pyłu. Materiał ten ulega kompresji w wyniku zderzeń i fal wybuchowych gwiazd, powodując formowanie się brył materii. Jeśli grawitacja tych protostellarnych obiektów jest wystarczająco silna, mogą one przyciągać inną materię do paliw. W miarę kompresji ich temperatura wewnętrzna wzrasta do punktu, w którym wodór zapala się podczas fuzji termojądrowej. Podczas gdy grawitacja nadal ciągnie się, próbując zwinąć gwiazdę do najmniejszego możliwego rozmiaru, fuzja stabilizuje ją, zapobiegając dalszemu skurczowi. W ten sposób dochodzi do wielkiej walki o życie gwiazdy, ponieważ każda siła nadal pcha lub ciągnie.
Jak gwiazdy wytwarzają światło, ciepło i energię?
Istnieje wiele różnych procesów (fuzja termojądrowa), które powodują, że gwiazdy wytwarzają światło, ciepło i energię. Najczęściej zdarza się, gdy cztery atomy wodoru łączą się w atom helu. To uwalnia energię, która zamienia się w światło i ciepło.
W końcu większość paliwa, wodoru, zostaje wyczerpana. Gdy paliwo zaczyna się wyczerpywać, maleje siła reakcji termojądrowej. Wkrótce (relatywnie rzecz biorąc) grawitacja wygra, a gwiazda zapadnie się pod własnym ciężarem. W tym czasie staje się tak zwanym białym karłem. Gdy paliwo dalej się wyczerpuje, a reakcja zatrzymuje się razem, zapadnie się dalej, tworząc czarnego karła. Proces ten może potrwać miliardy lat.
Pod koniec XX wieku astronomowie zaczęli odkrywać planety krążące wokół innych gwiazd. Ponieważ planety są o wiele mniejsze i słabsze od gwiazd, są trudne do wykrycia i niemożliwe do zobaczenia, więc w jaki sposób naukowcy je znajdują? Mierzą drobne wahania ruchu gwiazdy spowodowane grawitacyjnym przyciąganiem planet. Chociaż nie odkryto jeszcze planet podobnych do Ziemi, naukowcy mają nadzieję. W następnej lekcji przyjrzymy się bliżej niektórym z tych kul gazu.