Kaj je zvezda in kako deluje?

Zvezde so že od nekdaj intrigirale ljudi, verjetno od trenutka, ko je naš najzgodnejši prednik stopil zunaj in pogledal na nočno nebo. Še vedno gremo ponoči, ko le moremo, in pogledamo navzgor in se sprašujemo nad temi smrečimi predmeti. Znanstveno so osnova znanosti o astronomiji, ki je preučevanje zvezd (in njihovih galaksij). Zvezde igrajo vidne vloge v znanstvenofantastičnih filmih, TV oddajah in video igrah kot ozadje za pustolovske zgodbe. Torej, kakšne so te utripajoče točke svetlobe, za katere se zdi, da so razporejene po vzorcih čez nočno nebo?

Z Zemlje je vidnih na tisoče zvezd, zlasti če opazujemo na resnično temnem nebu). Vendar pa je samo na Mlečni poti več sto milijonov, ki niso vsi vidni ljudem na Zemlji. Millky Way ni samo dom vseh teh zvezd, vsebuje "zvezdne drevesnice", kjer se novorojene zvezde izvalijo v oblake plina in prahu.

Vse zvezde so zelo, zelo daleč, razen Sonca. Ostali so zunaj našega osončja. Najbližje nam se imenuje Proxima Centauri, in leži 4.2 svetlobna leta proč.

Večina zvezdnikov, ki že nekaj časa opazujejo, začnejo opažati, da so nekatere zvezde svetlejše od drugih. Za mnoge se zdi, da imajo rahlo barvo. Nekateri so videti modre, drugi beli, spet drugi pa so svetlo rumeni ali rdečkasti odtenki. Veliko jih je različne vrste zvezd v vesolju.

Kopimo se v luči zvezde - Sonca. Drugače je od planetov, ki so v primerjavi s Soncem zelo majhni in so običajno narejeni iz kamnin (kot sta Zemlja in Mars) ali hladnih plinov (kot sta Jupiter in Saturn). Z razumevanjem, kako deluje Sonce, lahko astronomi poglobijo vpogled v delovanje vseh zvezd. Če pa v življenju preučujejo številne druge zvezde, je mogoče ugotoviti tudi prihodnost naše zvezde.

Kot vse druge zvezde v vesolju je tudi Sonce ogromna svetla sfera vročega žarečega plina, ki jo drži njegova gravitacija. Živi v galaksiji Mlečni pot, skupaj s približno 400 milijardami drugih zvezd. Vsi delujejo po istem osnovnem principu: v svojih jedrih se vgrajujejo atomi, da se pridobivajo toplota in svetloba. Tako deluje zvezda.

Za Sonce to pomeni, da se atomi vodika sesedajo pod visoko toploto in pritiskom. Rezultat je atom helija. Ta proces zlivanja sprošča toploto in svetlobo. Ta proces se imenuje "zvezdna nukleosinteza" in je vir številnih elementov v vesolju težji od vodika in helija. Tako bodo bodoče vesolje od zvezd, kot je Sonce, dobile take elemente, kot je ogljik, ki jih bo naredil v starosti. Zelo "težki" elementi, kot sta zlato ali železo, so izdelani v bolj masivnih zvezdah, ko umrejo, ali celo katastrofalnih trkih nevtronskih zvezd.

Kako zvezda to "zvezdno nukleosintezo" opravi in ​​se v procesu ne raznese? Odgovor: hidrostatsko ravnovesje. To pomeni, da se gravitacijska masa zvezde (ki potegne pline navznoter) uravnoteži z zunanjim pritiskom toplote in svetlobe - sevanje tlak - ustvarjen z jedrsko fuzijo, ki poteka v jedru.

Ta fuzija je naraven proces in zahteva ogromno energije, da sproži dovolj fuzijskih reakcij, da uravnoteži silo teže v zvezdi. Zvezdino jedro mora doseči temperature, ki presegajo približno 10 milijonov Kelvinov, da začne topiti vodik. Naše Sonce ima na primer temperaturo jedra okoli 15 milijonov Kelvinov.

Zvezda, ki porabi vodik za tvorbo helija, se imenuje zvezda "glavnega zaporedja", ves čas pa je objekt, ki se veže z vodikom. Ko porabi vse svoje gorivo, se jedro zmanjša, ker zunanji sevalni tlak ni več dovolj za uravnavanje gravitacijske sile. Temperatura jedra narašča (ker se komprimira), kar ji daje dovolj "oomfe", da začne fuzijo helijevih atomov začeti v ogljik. V tistem trenutku zvezda postane rdeči velikan. Pozneje, ko ji zmanjka goriva in energije, se zvezda zaplete v sebe in postane beli škrat.

Naslednja faza v razvoju zvezde je odvisna od njene mase, ker to narekuje kako se bo končalo. Zvezda nizke mase, kot je naše Sonce, ima drugačno usodo od zvezd z višjimi masami. Odpihnila bo svoje zunanje plasti, ustvarjanje planetarne meglice z belim pritlikavcem na sredini. Astronomi so preučevali številne druge zvezde, ki so bile podvržene temu procesu, kar jim daje večji vpogled v to, kako bo Sonce čez nekaj milijard let končalo svoje življenje.

Zvezde z visoko maso pa se v marsičem razlikujejo od Sonca. Živijo kratko življenje in za seboj puščajo čudovite ostanke. Ko bodo eksplodirale kot supernove, bodo svoje elemente razstrelili v vesolje. Najboljši primer supernove je rakova meglica v Biku. Jedro prvotne zvezde je zaostalo, preostanek njenega materiala pa razstreli v vesolje. Sčasoma se jedro lahko stisne in postane nevtronska zvezda ali črna luknja.

Zvezde obstajajo v milijardnih galaksijah po vesolju. So pomemben del evolucije kozmosa. Bili so prvi objekti, ki so se oblikovali pred več kot 13 milijardami let, in so sestavljali najzgodnejše galaksije. Ko so umrli, so preobrazili zgodnji kozmos. Zato, ker se vsi tisti elementi, ki jih tvorijo v svojih jedrih, vrnejo v vesolje, ko zvezde umrejo. In ti elementi se na koncu združijo v nove zvezde, planete in celo življenje! Zato astronomi pogosto pravijo, da smo narejeni iz "zvezdnih stvari".

Uredil Carolyn Collins Petersen.