Czym są gwiazdy

gwiazda

Spoglądając na niebo w bezchmurną noc zaobserwować możemy gwiazdy. Są ich miliony, każda z nich świeci jasno na firnamencie, niektóre pulsują, większość tworzy rozmaite wzory, kreśląc gwiazdozbiory. Każdy gwiazdozbiór zaś opowiada jakąś historię. Ale czym tak naprawdę są te jasne punkty na niebie? I czy, parafrazując Fryderyka Nietzsche, gdy zbyt długo patrzymy w gwiazdy, nie zaczynają one patrzeć na nas?

Człowiek od zamierzchłych czasów patrzył w gwiazdy, nie tylko starając się komunikować z bogami, ale i próbując odczytywać przyszłość czy orientować się w terenie. Już wtedy pomysł nauki zwanej astronomią zaczynał rodzić się w umysłach obserwujących. Obserwowano ułożenie gwiazd na nieboskłonie, wyobrażając sobie rozmaite postacie czy obiekty z mitologii lokalnej. To właśnie Majowie czy Egipcjanie budowali swoje piramidy w oparciu o rozmieszczenie gwiazd, czy też śledzili ruch Słońca i planet. Dzięki właśnie obserwacji naszej najbliższej gwiazdy, Słońca, mógł powstać kalendarz gregoriański, czyli kalendarz oparty na kącie nachylenia osi ruchu obrotowego Ziemi względem Słońca.

Pierwszy katalog gwiazd został stworzony w Grecji ok. 300 roku p.n.e. przez astronoma Arristillusa. Najstarsza mapa nieba, która dotychczas została znaleziona, pochodzi z 1534 roku p.n.e. z Egiptu. Również Fenicjanie, znakomici nawigatorzy, osiągnęli swoje mistrzostwo dzięki mapom nieba opartym na gwiazdozbiorach. W czasach średniowiecznych w Europie astronomia została odłożona na bok, jednak nadal rozwijała się w krajach islamskich, gdzie ważna była umiejętność wyznaczenia kierunku do Mekki z każdego punktu na świecie. W Chinach natomiast astronomowie odkryli w tym czasie największą liczbę gwiazd. To właśnie oni, w 185 roku, zaobserwowali w pobliżu Alfa Centauri po raz pierwszy w historii supernową, znaną dziś jako SN 185.

Czasy nowożytne przyniosły technikę wyznaczania odległości do gwiazd (przy pomocy paralaksy), powstała spektroskopia astronomiczna (której prekursorami byli Joseph von Fraunhofer i Angelo Secchi. Zaczęto również obserwować gwiazdy podwójne, w 1780 roku odkryto podwójny system Ursae Majoris czy białego karła Syriusza B, towarzyszącego Syriuszowi. W 1899 roku odkryto również pierwszą gwiazdę spektroskopową podwójną. XX wiek przyniósł kolejny rozwój astronomii, kiedy za pomocą fotometru fotoelektrycznego czy interferometrii udało się zmierzyć średnicę gwiazdy. Dzięki fizyce kwantowej pojawiła się możliwość badania składu chemicznego atmosfery gwiazd.

Same gwiazdozbiory powstały prawdopodobnie w okresie paleolitu. Ich historie i nazewnictwo różniło się w zależności od cywilizacji, jednak we wszystkich przypadkach służyły one nawigacji. Dopiero w 1928 roku gwiazdozbiory zostały ujednolicone, i Międzynarodowa Unia Astronomiczna zatwierdziła ich liczbę na 88.

Gwiazdozbiory nieba północnego zwykle noszą nazwy związane z mitologią grecką (np. konstelacje Kasjopei, Oriona), zaś większość nazw gwiazdozbiorów nieba południowego związana jest z nazwami instrumentów naukowych (np. konstelacja Mikroskopu).

Patrząc na gwiazdy z bardziej naukowego punktu widzenia, są to ciała niebieskie złożone z materii plazmy, lub też z materii zdegenerowanej, która skupiona jest w jednym miejscu dzięki sile grawitacyjnej. Zbudowane są głównie z wodoru i helu. Gwiazda przez całe swoje życie wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne, pod postacią światła widzialnego, dzięki procesom syntezy jądrowej atomów wodoru w swoim jądrze.

Jak powstają takie twory? Otóż powstają w obłokach materii międzygwiezdnej, składającej się w głównej mierze z wodoru. Jedna czwarta składa się z helu, natomiast pozostały 1% to mieszanka innych pyłów i atomów. Ów obłok ulega zagęszczeniu, a same atomy wodoru łączą się w wodór molekularny (wodór dwuatomowy). Końcowo powstaje obłok molekularny, który powiększa swój rozmiar i masę. Gęstość w takim obłoku wynosi około kilka milionów cząstek na centymetr sześcienny, masa zaś od 100 000 do 10 000 000 mas Słońca. Rozmiar jest olbrzymi, od 50 do 300 lat świetlnych. Obłok taki jest zimny i rzadki, a sam proces jego powstawania trwa relatywnie krótko.

Zdarzyć się może, iż w pobliżu wybuchnie inna gwiazda, wysyłając w stronę obłoku silne promieniowanie elektromagnetyczne, które to powoduje zagęszczenie jego cząsteczek. Obłok taki zaczyna zapadać się dzięki grawitacji i dzieli się na mniejsze części. Już obłok o masie 50 Słońc jest w stanie przemienić się w gwiazdę. Dzięki energii potencjalnej gaz rozgrzewa się, a utworzona forma zwana protogwiazdą zaczyna świecić słabym czerwonym światłem. Na początku utworzona protogwiazda jest w ogóle lub też słabo widoczna, będąc w chmurze pyłu i gazu. Podczas zapadania grawitacyjnego zaobserwować można nieustanny wzrost temperatury i gęstości. W jądrze obłoku, osiągającym odpowiednią masywność i temperaturę około 15 milionów Kelwinów, dohodzi do pierwszych procesów syntezy jądrowej i utworzenia się gwiazdy. W przypadku, kiedy masa i temperatura takiej protogwiazdy jest zbyt mała, aby procesy syntezy jądrowej zostały wprawione w ruch, zostaje ona brązowym karłem, oddając swoją energię stopniowo i powoli umierając.

Gwiazdy ewoluować mogą na wiele sposobów, osiągając rozmaite wielkości czy kolory. Diagram Hertzsprunga – Russella przedstawia ich klasyfikację w zależności od temperatury, i jasności absolutnej. Największe gwiazdy, o rozmiarze kilkuset większym od Słońca, zwane są nadolbrzymami. Do takich należy np. czerwony nadolbrzym Betelgeza (zwana też „Ręką olbrzymki” bądź „Ręką Bliźniąt”), o masie 14 – 15 mas Słońca, i rozmiarze około 345 razy większej od Słońca.

Co się dzieje z gwiazdą, kiedy już „wypali się”? Jądro gwiazdy zaczyna zapadać się pod własnym ciężarem, natomiast zewnętrzne warstwy zostają gwałtownie wyrzucone na zewnątrz. W zależności od masy, jaką gwiazda miała na początku, przemienić się może ona w białego karła (o rozmiarze zbliżonym do rozmiaru Ziemi), który po ostygnięciu staje się czarnym karłem. Jeśli masa gwiazdy wynosiła od 8 mas Słońca, wtedy po zapadnięciu się powstaje wybuch, a sama eksplozja tworzy supernową. Natomiast kiedy masa gwiazdy przekracza 20 mas Słońca, po zapadnięciu się gwiazda tworzy czarną dziurę.

2 comments

  1. Czemy gwiazdy które widzimy na niebie są białe a słońce żółte przecież tak naprawde są czerwone czy to jakiś efekt wodoru albo innych pierwiastków ?
    Gwiazdy są ogromne są bardzo dalek ale czy to tylko ogniste kule ?
    Czy.można na niej stanąć ? Gdy pytam „co to jest ” nie chce wiedziec z czego.sie składa .
    Chce ją zobaczyć wyobrazić ?!!

  2. Gwiazda to wielka kula gazowa ogrzewana przez reakcje termojądrowe zachodzące w jej jądrze. Składa się głównie z najlżejszego ze wszystkich gazów, wodoru. Zużywa go jako paliwo w reakcjach jądrowych, w których wyniku wydziela się olbrzymia ilość energii. To właśnie dzięki temu gwiazdy świecą. We wnętrzu gwiazd temperatura sięga dziesiątek milionów stopni Celsjusza. Ogromna ilość powstałej tam energii przenika wewnętrzne warstwy gwiazdy i opuszcza jej powierzchnię jako ciepło i światło, ale także promieniowanie, np. ultrafioletowe lub promienie Roentgena. Wielkie odległości sprawiają, że choć wiele gwiazd świeci jaśniej od Słońca, to widoczne są na nocnym niebie tylko jako świetlne punkty.
    Skoro gwiazda jest kulą gazową ,nie można jej dotknąć podobnie jak nie możesz dotknąć Słońca.Pozdrawiam.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *