Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

O tom, proč i hvězdy drží dietu

Pohled na titulní stránky společenských časopisů, nenechá nikoho na pochybách o tom co je moderní a trendy. Dnes je trendy být vychrtlý, hubený, kost a kůže, prostě štíhlý. To je také asi důvod toho proč slavné herečky přestávají hrát a stávají se z nich dietoložky, které radí mladým lidem, jak si nejlépe zkazit nejen zažívání, ale i postavu. Možná ze mne ale mluví jen závist člověka, který má pár (řekněme 15) kilo navíc.

Nejnovější pozorování Hubblova dalekohledu vybaveného kamerou NICMOS ukazují, že ani hvězdám není jejich váha lhostejná. Od sedmdesátých let minulého století známe spodní hranici hmotnosti hvězd. Hvězdy s touto nejnižší hmotností se nazývají hnědí trpaslíci. Jejich hmotnosti jsou v řádech hmotností planety Jupiter. Existuje ovšem i horní hranice hmotnosti hvězd?

Pozorování nově vznikajících hvězd v Galaxii prováděná S. Oey a C. Clarke (a publikovaná v AJL 02/2005) ukazují, že touto maximální hmotností je nejspíše hodnota 150 hmotností Slunce. S objevem extrémních hvězd (co se alespoň hmotnosti týče) vyvstala celá řada otázek. Vznikají tyto hvězdy stejným způsobem jako ty „průměrné“? Mohou kolem nich vzniknout planetární systémy? Jak je můžeme pozorovat? Jakou roli hraje při jejich vzniku rotace a magnetické pole? Jaký je vývoj těchto hvězd? A mnoho dalších otázek. V následující části se pokusím na některé odpovědět a uvidíme, jak pestrá a stále i tajemná hvězdná říše je.

Ilustrační foto...

Průměrná hvězda vznikne gravitačním smršťováním části rozsáhlého (desítky světelných roků) a chladného (desítky Kelvinů) oblaku plynu a prachu. Proti tomuto smršťování se staví tepelný pohyb částic mraku – gradient tlaku (změna tlaku na jednotku délky). Aby gravitace v zhustku převládla, musí být splněno tzv. Jeansovo kritérium udávající jeho minimální hmotnost (ta závisí na teplotě a hustotě smršťující se části oblaku). Od určitého okamžiku se v protohvězdě ustaví hydrostatická rovnováha, což neznamená nic jiného, než že všechny makroskopické síly ve hvězdě působící jsou v součtu nulové (omezíme-li se jen na tlakovou a gravitační sílu, pak tlaková síla „kompenzuje“ sílu gravitační). Během smršťování narůstá teplota a tlak v centrálních oblastech. Pokud teplota dosáhne „zápalné“ teploty termojaderných reakcí, tyto reakce se zažehnou. Hvězda nastoupí svou nejdelší a relativně nejklidnější etapu svého života.

Hnědí trpaslíci do této „klidné“ fáze nedospějí. Díky vysoké hustotě a malé hmotnosti přejde látka v nitru do stavu tzv. elektronové degenerace, zjednodušeně řečeno tzn., že se látka přestává chovat „klasicky“ a chová se „kvantově“ (pro její popis musíme místo klasické fyziky používat složitější aparát kvantové mechaniky; stavová rovnice nezávisí jako v klasickém případě na teplotě, ale na hustotě v mocnině 5/3). „Kvantový“ tlak tak zamezuje, aby se hvězda gravitačně zhroutila. Svůj vývoj tak hnědí trpaslíci končí pozvolným chladnutím. Hnědí trpaslíci jsou díky svým malým rozměrům, nízké teplotě a jasnosti nenápadné hvězdy, které se jen obtížně pozorují (první pozorování pocházejí z roku 1995). Mohou se díky své nízké hmotnosti dokonce plést s planetami Jupiterova typu. Odlišit se dají pouze prozkoumáním jejich spektra, které je od spekter planet a jiných hvězd odlišné (vyznačují se přebytkem lithia a deuteria, které u „normálních“ hvězd v nitru „shořeli“ a methanu).

Druhým extrémním případem jsou velmi hmotné hvězdy. Vznik těchto hvězd není, jak nám říká teorie hvězdného vývoje, tak jednoduchý a dokonce rozděluje odborníky na několik táborů. Jedním z názorů je, že velmi hmotné hvězdy vznikají stejným způsobem jako jejich méně hmotné příbuzné. Tato myšlenka ovšem naráží na zásadní problém: hmotné hvězdy dosahují v nitru zápalné teploty termojaderných reakcí dříve než se stačí dokončit jejich formování z mezihvězdného materiálu. Tím jak se hvězda zahřívá tak září. Toto záření pak brání v nabalení další hmoty a dalšímu zvyšování její hmotnosti. Hvězdný vítr tuto hmotu doslova odfukuje. Záření (resp. tlak záření) hvězd, jak se domnívá Stan Woosley z Kalifornské univerzity, tak pravděpodobně omezuje vznik hmotnějších hvězd než je právě oněch pozorovaných 150 hmotností Slunce.

Ilustrační foto...

Mezi dalšími faktory, ovlivňující vznik hvězd, jsou rotace a magnetické pole. Započítání rotace do modelů vzniku hvězd s sebou přináší teoretické i zcela praktické problémy. Některé problémy se odstraní použitím rychlé výpočetní techniky a důmyslných početních metod. Nevíme zatím jakým způsobem masivní hvězdy rotují (obecně mohou rotovat jako tuhé těleso, tedy všechny části rotují stejnou úhlovou rychlostí, nebo mohou vykazovat tzv. diferenciální rotaci, kdy každá část hvězdy rotuje jinou úhlovou rychlostí). Odpověď na tuto otázku nám může podat astroseizmologie (což je věda zabývající se hvězdotřesením). Krom Slunce se tato měření od roku 2003 provádí zatím jen u hvězd s nízkou hmotností. Na rozluštění této hádanky, která v sobě skrývá odpovědi i na otázky týkající se vzniku velmi hmotných hvězd si budeme muset ještě počkat do doby, než bude možné pozorovat projevy hvězdo třesení i u těchto hvězd.

Další velkou neznámou je role magnetického pole na utváření hvězd. Magnetické pole vzniká pohybem elektricky nabitých částic. Nabité částice z elektricky neutrálních vznikají například ionizací zářením nebo vzájemnými srážkami. Při vzniku hvězd dochází ke smršťování a zahřívání části oblaku plynu a prachu. Zvyšováním jeho teploty dochází k ionizaci, což může vést ke vzniku magnetického pole.

Ilustrační foto...

Magnetické pole pozorujeme ve sluneční soustavě například u Slunce, Země, Jupiteru. Mimo sluneční soustavu například u pulsarů, což jsou závěrečná stadia hvězd s hmotnostmi od 11 do 50 hmotností Slunce, ale i u mnoha dalších hvězd. Je tedy zřejmé, že i u vzniku hmotných hvězd bude hrát svou roli. Jen stále nevíme přesně jakou.

Jednou z dalších zajímavých otázek je, zda mohou kolem hmotných hvězd vzniknout planety. Záludnost a záhadnost této na první pohled jednoduché otázky vyplyne z následujících úvah. Vznik planetárního systému je jedním ze způsobů jakým se vznikající hvězdy zbaví přebytečného momentu hybnosti, který by jinak smršťující se a rotující oblak roztrhal (je to stejné jako, když se krasobruslař/ka roztočí s rozpaženýma rukama a následně připaží čímž se znatelně rychleji roztočí). Druhým způsobem jak zabránit rozpadu zárodku je vznik další hvězdy. Planety proto hrají důležitou roli při vzniku hvězd.

Planety vznikají v rozsáhlých tenkých discích obklopujících hvězdy. Je ovšem otázkou, jak dlouho může kolem masivních hvězd disk vydržet, neboť z těchto hvězd vane silný hvězdný vítr, který z jejich povrchu odnáší až o deset řádů více hmoty než ze Slunce. Krom toho hmotné hvězdy vyčerpají své zásoby vodíku a helia během několika miliónů roků a skončí svou existenci monumentálním výbuchem, vzplanou jako supernovy. Otázkou tak zůstává, zda se planety dokáží během tak krátké doby v disku zformovat. Pro odpověď zatím nemáme žádné pozorované důkazy, ale to ještě neznamená, že kolem hmotných hvězd planety obíhat nemohou. Ostatně než byla objevena první exoplaneta u Slunci podobné hvězdy (v souhvězdí Pegasa), museli jsme čekat až do října roku 1995!

Štěpán Ledvinka

| Zdroj: Astronomy IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Objevte si kometu!
Ilustrační foto...
Instantní pozorovatelna 26
Ilustrační foto...
Kopule Masarykovy univerzity slavnostně otevřena
Ilustrační foto...
Merkur a prkýnka aneb totální amatérismus v as
Ilustrační foto...
Žeň objevů 2000 -- díl první
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691