Hviezda

Article on other languages:

del.icio.us del.icio.us
Digg Digg
Furl Furl
Reddit Reddit
Rojo Rojo
Add to OnlyWire
Symbol rozcestia O iných významoch výrazu Hviezda pozri Hviezda (rozlišovacia stránka).
Umelcova predstava hviezd Sírius a Sírius B
Slnko, naša najbližšia hviezda

Hviezda (nesprávne tiež stálica) je plynné (plazmové), približne guľovité teleso vo vesmíre, ktoré má vlastný zdroj žiarenia, ktoré drží pokope jeho vlastná gravitácia a ktoré má hmotnosť 0,02 až 100 hmotností Slnka. Vo hviezdach je sústredená väčšina pozorovateľnej hmoty vesmíru.

Hviezda v starom chápaní bola každý objekt na nočnej oblohe ako planéta, kométa atď okrem Mesiaca. V užšom astronomickom význame sú to plynové guľovité objekty, ktoré majú vlastný zdroj žiarenia. V minulosti patrili k hviezdam len stálice, čo bolo odvodené od skutočnosti, že sa na nočnej oblohe zdanlivo nepohybujú na rozdiel od bludíc (planét). Dôsledkom tejto zdanlivej nehybnosti utvárajú veľmi výrazné konfigurácie hviezd na oblohe, ktoré poznáme ako súhvezdia. V skutočnosti sa vo vesmíre pohybujú hviezdy obrovskou rýchlosťou až niekoľko sto kilometrov za sekundu, ale vzhľadom na ich obrovskú vzdilenosť sa voľným okom pozorovateľné zmeny v polohách hviezd prejavia až za storočia až tisícročia.

Najbližšou hviezdou k Zemi je Slnko, vzdialené približne 149 597 871 km. Keďže vzdialenosti hviezd od Zeme bývajú väčšinou obrovské, nemá zmysel vyjadrovať ich v kilometroch. Často sa vzdialenosti uvádzajú v jednotkách času, za ktorý priletí svetlo z hviezd na Zem. V tomto ohľade je Slnko od Zeme vzdialené asi 8,5 svetelných minút. Druhou je Proxima Centauri, vzdialená 4,3 svetelných rokov. Ďalšou používanou jednotkou na určenie vzdialenosti hviezd je tzv. parsek, ktorý má hodnotu asi 3,26 svetelného roka. Vzdialenosť jednotlivých hviezd od seba vo vesmíre je rôzna. Môže byť od niekoľkých svetelných hodín až po desiatky svetelných rokov.

Obsah

Vlastnosti a zloženie

Hviezda Betelgeuze

Ich látka je plazmou, niektoré hviezdy pozostávajú z degenerovaného plynu (poznáme ho u bielych trpaslíkov alebo neutrónových hviezd). Vlastnosti hviezd sú hmotnosť, svietivosť, polomer, teplota, spektrálny typ, hustota atď. Najvýznamnejšou charakteristikou hviezd je ich hmotnosť, ktorá určuje ich štruktúru a vývoj. Stredná hmotnosť hviezd je polovica hmotnosti Slnka. Polomery hviezd môžu byť 3000-krát väčšie než je polomer Slnka, na druhej strane najmenšia hviezda by sa zmestila do Liptovskej Mary. Hviezdy, ktoré vidíme voľným okom na oblohe majú menšiu zdanlivú jasnosť ako magnitúda 6. Čím je hviezda slabšia, tým je jej magnitúda väčšia.

Z chemického hľadiska sú hviezdy zložené predovšetkým z vodíka a hélia. Výskyt ostatných prvkov nie je pri všetkých hviezdach rovnaký. Chemické zloženie hviezd sa časom mení v dôsledku termonukleárnych reakcií.

Hviezdy majú rôzne fyzikálne vlastnosti, ktoré sa v určitých hraniciach líšia. Veľkosť hviezd kolíše v rozhraní od veľkosti desiatok kilometrov (neutrónové hviezdy) až do veľkosti tisícnásobkov priemeru Slnka (nadobri - napríklad Polárka). Množstvo hmoty tvoriacej hviezdy je fyzikálnymi zákonmi obmedzené, a to asi od 1/10 hmoty Slnka (červení trpaslíci) do stonásobku hmoty Slnka (Trumplerove hviezdy). Hviezda s väčšou hmotnosťou ako 100 hmotností Slnka nemôže existovať, pretože silný tlak žiarenia v jej vnútri by ju roztrhal skôr, ako by dosiahla hlavnú postupnosť.

Povrchové teploty hviezd kolíšu rádovo od tisíc stupňov až po milión stupňov (neutrónové hviezdy).

Priemerná hustota hmoty sa pohybuje od 1 / 10 000 000 (červení nadobri) až do 1 000 000 gramov na cm3; (bieli trpaslíci) a neutrónové hviezdy majú hustotu hmoty až 100 miliónov ton na cm³. Teplota a hustota plynov smerom do vnútra hviezdy rýchlo narastá.

V jadrách hviezd pri obrovskom tlaku a teplote prebiehajú termonukleárne reakcie, ktoré sú zdrojom žiarenia hviezd. Aj rýchlosť rotácie a intenzity magnetického poľa hviezd je rôzna.

Vnútorná stavba hviezdy

Hviezdy hlavnej postupnosti majú vo svojom vnútri veľmi podobnú stavbu. Rozdiely sú len v teplotách, od ktorých závisí aj to, aký typ jadrovej reakcie v hviezde prebieha. Vrstvy hviezdy smerom z vnútra von sú:

  • Jadro - najhorúcejšia a najhustejšia časť hviezdy. Tu prebieha jadrová syntéza.
  • Vrstva žiarivej rovnováhy - veľmi hrubá vrstva plazmy, ktorá obklopuje jadro. Fotóny elektromagnetického žiarenia, ktoré vznikli v jadre, prechádzajú touto vrstvou veľmi pomaly a ich vlnová dĺžka klesá. Kvôli veľkej hustote prostredia je fotón neustále pohlcovaný a vyžarovaný okolitou hmotou.
  • konvektívna zóna - ešte chladnejšia vrstva hviezdy, v ktorej sa energia prenáša prúdením. Vrcholky zostupných a vzostupných prúdov môžeme vidieť na povrchu hviezdy ako útvary zvané granuly.
  • fotosféra - viditeľný (nie však pevný) povrch hviezdy. Je to najchladnejšia časť hviezdy, pri veľmi chladných hviezdach alebo v oblasti hviezdnych škvŕn (slnečných škvŕn) sa tam dokonca udržia chemické zlúčeniny.
  • Chromosféra - spodná časť atmosféry hviezdy. Teplota v chromosfére opäť začína stúpať.
  • koróna - najvrchnejšia, najhorúcejšia a najmenej hustá vonkajšia atmosféra hviezdy, ktorá sa postupne rozplýva do medzihviezdneho priestoru.

Jasnosť

Hviezdy na oblohe majú rôznu jasnosť, ktorá je iba zdanlivá, pretože ju skresľuje ich vzdialenosť. Jasnosť hviezd na oblohe určujeme tzv. vizuálnymi magnitúdami. Najjasnejšia hviezda Sírius má magnitúdu -1,43, Vega 0,03, Polárka 2,13 a Slnko -26,7. Najslabšie hviezdy, ktoré vidíme ešte voľným okom, majú magnitúdu 6 a najslabšie hviezdy zachytené ďalekohľadmi na fotografických doskách majú magnitúdu až do 30.

Vznik hviezdy

Bližšie informácie v hlavnom článku: Vznik hviezdy

Hviezdy vznikajú z pôvodne chladných, riedkych a studených mračien medzihviezdnej hmoty. Tieto mračná sa nachádzajú hlavne v ramenách špirálových galaxií, v šošovkových a nepravidelných galaxiách. Práve v týchto miestach je preto hviezdotvorba najpočetnejšia. Chladné, prachoplynové mračno sa začne väčšinou pod vplyvom nejakého vonkajšieho faktoru (výbuch supernovy, zrážka s iným mračnom...) zmršťovať. Zároveň postupne stúpa jeho teplota a rýchlosť rotácie. Keď sa mračno zahreje natoľko, že začne žiariť, hovoríme o emisnej hmlovine. V mračne sa začínajú tvoriť hustejšie oblasti, zárodky samotných hviezd. Tieto zárodky s hmotnosťou až desať tisíc slnečných hmotností ďalej kolabujú. Postupne začína voľnému gravitačnému rúteniu brániť vnútorný tlak. Vznikajú protohviezdy, búrlivé nestabilné objekty, ktoré sa naďalej scvrkávajú. Napokon teplota a tlak v jadre protohviezdy vzrastú natoľko, že sa zapália termojadrové reakcie. Gravitačná sila sa vyrovná z tlakom žiarenia prichádzajúceho z jadra, hviezda sa "narodí", prestane sa ďalej zmenšovať a usadí sa na hlavnej postupnosti.

Hviezdy vznikajú aj v súčasnosti. Najvyšší vek hviezd sa odhaduje rádovo na niekoľko miliárd rokov.

Skupiny hviezd

Otvorená hviezdokopa (v ľavom spodnom okraji snímky)

V molekulárnych mračnách vznikajú hviezdy v skupinách, ktoré zostávajú minimálne po určitý čas gravitačne viazané. V okolí Slnka vznikajú hviezdy v útvaroch, ktoré nazývame otvorené hviezdokopy. Sú to pomerne voľné skupiny desiatok až stoviek mladých hviezd, ktoré sa časom rozpadajú. V minulosti v našej galaxii vznikali hviezdy aj v oveľa hustejších a kompaktnejších útvaroch obsahujúcich až milióny hviezd. Tieto zoskupenia sa nazývajú guľové hviezdokopy, v súčasnosti však guľové hviezdokopy v Mliečnej dráhe už nevznikajú. Hviezdy v guľových hviezdokopách sú silenjšie gravitačne viazané ako členovia otvorených hviezdokôp a často zostávajú spolu až do svojho zániku. Priestorovo ohraničená skupina určitého typu hviezd spoločného pôvodu, voľnejšia ako otvorená hviezdokopa, sa nazýva hviezdna asociácia.

Hviezdy v rámci hviezdokôp, ale aj hviezdy, ktoré sa už v hviezdokopách nenachádzajú väčšinou vytvárajú oveľa bližšie a stabilnejšie konfigurácie. Najčastejším prípadom je dvojhviezda, kedy dve približne rovnako staré hviezdy obiehajú okolo spoločného centra, alebo, v prípade, že jedna zložka je oveľa hmotnejšia ako druhá, menej hmotná zložka obieha okolo hmotnejšej podobne ako planéty obiehajú okolo Slnka. Voľným okom vidíme na oblohe takúto dvojicu ako jeden bod. Niektoré dvojhviezdy možno rozlíšiť už malými ďalekohľadmi, niektoré len mohutnejšími prístrojmi a niektoré sú pri sebe tak blízko, že ani pri najvyššom dostupnom rozlíšení a ich nepodarí pozorovať ako dve oddelené hviezdy. To sú takzvané spektroskopické dvojhviezdy. Odhaduje sa, že až 70% všetkých hviezd vo vesmíre je viazaných v dvojhviezdnych systémoch.

Niekedy obiehajú spoločné ťažisko tri hviezdy. V takomto prípade hovoríme o trojhviezde. Najčastejšie tvorí trojhviezdnu formáciu centárlna dvojica hmotnostne viac-menej vyrovnaných hviezd, ktoré obiehajú spoločné ťažisko a okolo nich v oveľa väčšej vzdialenosti obieha menej hmotná tretia zložka. Takýto systém utvára napríklad Slnku najbližšia hviezda Alfa Centauri. Spoločné ťažisko obiehajú dve dvojice hviezd, hovoríme o štvorhviezde. Najznámejším príkladom štvorhviezdy je Epsilon Lyrae. Gravitačne tesne viazaných hviezd môže byť aj viac ako štyri. Hviezdne systémy s viac ako dvoma zložkami sa označujú súhrnným názvom viacnásobné hviezdy. Známou viacnásobnou hviezdou je napríklad Trapéz v súhvezdí Orióna.

Slnko tvorí veľmi zriedkavú výnimku medzi hviezdami tým, že nevytvára dvojhviezdny ani viacnásobný systém a nie je ani členom nijakej hviezdokopy.

Všetky hviezdy tvoria spolu s medzihviezdnou hmotou a obrovskými množstvami tmavej hmoty gigantické kompaktné systémy - galaxie. Každá hviezda je súčasťou nejakej galaxie a obieha okolo jej jadra. Aj hviezdy zdanlivo vytrhnuté z galaxií (napríklad pri vzájomných kolíziách galaxií) spadajú pod gravitačný vplyv nejakej galaxie. Všetky hviezdy viditeľné na oblohe voľným okom a menšími ďalekohľadmi patria do našej galaxie - Mliečnej dráhy.

Ďalší vývoj

Bližšie informácie v hlavnom článku: Vývoj hviezd

To, ako dlho hviezda zotrvá v pomerne stabilnej fáze hlavnej postupnosti, závisí od jej počiatočnej hmotnosti. Hmotnejšie hviezdy, paradoxne žijú kratšie, pretože termojadrové reakcie v ich jadrách prebiehajú omnoho búrlivejšie ako v málo hmotných hviezdach. Život hviezdy s hmotnosťou Slnka trvá celé miliardy rokov, život oveľa hmotnejších obrov a nadobrov len milióny alebo dokonca len státisíce rokov. Najpočetnejšie hviezdy vo vesmíre, červení trpaslíci, zanikajú nenápadne - po vyhorení všetkého paliva pozvoľna chladnú až napokon úplne zhasnú. Hviezdy s hmotnosťou Slnka sa po vyhorení zásob vodíka začnú rozpínať - menia sa na červených obrov. Potom odhodia svoje vonkajšie obálky, ktoré sa stanú planetárnou hmlovinou a ich malé skolabované jadrá ešte dlho svietia z nažiarených zásob ako bieli trpaslíci. Najhmotnejšie hviezdy ukončujú svoj život mohutnou explóziou supernovy, alebo dokonca hypernovy a ich jadrá sa menia na maličké, ale veľmi husté degenerované objekty - neutrónové hviezdy alebo čierne diery. Hmota, ktorá je hviezdou vyvrhnutá v podobe planetárnej hmloviny alebo zvyškov po výbuchu supernovy sa neustále rozpína, mieša sa s medzihviezdnou hmotou a vracia sa tým do obehu, takže o nejaký čas z nej môžu vzniknúť nové hviezdy.

Premenné hviezdy

Mira Ceti, premenná hviezda v súhvezdí Veľryby
Bližšie informácie v hlavnom článku: premenná hviezda

Niektoré hviezdy pravidelne alebo nepravidelne menia svoju zdanlivú jasnosť. Je to spôsobené buď tým, že ich zakrýva temnejší objekt (zákrytové hviezdy) alebo má premenlivosť fyzikálne príčiny od samotnej hviezdy, napr. pulzujúce hviezdy menia svoj priemer v určitom rozpätí a časovom úseku. Expandujúce hviezdy menia svoj priemer náhle obrovskými výbuchmi (supernovy pri výbuchoch zvýšia svoju jasnosť až 100-miliónkrát). Väčšina zmien jasností však nebýva taká dramaatická, mnohé zmeny sú voľným okom nezachytiteľné. Hviezdy majú väčšie sklony k fyzikálnym zmenám jasnosti na začiatku (hviezdy typu T-Tauri) a na konci (Cefeidy, Miridy, supernovy...) svojho vývoja.

Triedenie hviezd

Podľa teploty a svietivosti

Hlavným zdrojom informácií o hviezdach je svetlo rozložené do spektra. Charakter spektra hviezdy určuje predovšetkým teplota hviezdnej atmosféry. Podľa spektra čiže teploty delíme hviezdy do ôsmich hlavných tried (W, O, B, A, F, G, K a M) a 4 zriedkavých tried (Q, R, N, S). V rámci tejto klasifikácie rozoznávame hviezdy ranného spektrálneho typu O, B, A) a hviezdy pozdného spektrálneho typu (G, K, M, C, S).

Hviezdy zakreslené do grafu podľa spektrálnej triedy a absolútnej veľkosti (svietivosti) dávajú tzv. Hertzsprungov-Russellov diagram. Hertzsprungov-Russellov diagram ukazuje, že hviezdy sa zoskupujú do dvoch vetiev, a to hlavnej vetvy a vetvy obrov. V tomto diagrame je zreteľné delenie hviezd na:

Hertzsprungov-Russellov diagram ukazuje aj vývojovú cestu hviezd.

Podľa zdroju energie

  • plazmové hviezdy - sú to hviezdy, v ktorých prebiehajú termojadrové reakcie a generujú si teda vlastné žiarenie. Patria sem obri, nadobri a hviezdy hlavnej postupnosti. Všetky hviezdy viditeľné na oblohe voľným okom sú plazmové hviezdy.
  • degenerované hviezdy - hviezdy, v ktorých už neprebiehajú termojadrové reakcie a ich hmota je v degenerovanom stave. Patria sem bieli trpaslíci, neutrónové hviezdy a čierne diery. Tieto hviezdy žiaria iba z nažiarených zásob, prípadne nežiaria vôbec.

Sprievodné telesá

Hviezdokopa Plejády

Okolo niektorých hviezd sa zistila a dokázala existencia temných sprievodcov, ktorí sa nedajú pozorovať ďalekohľadmi a nie sú ani spektroskopickými dvojhviezdami. Napriek tomu títo neviditeľní spoločníci gravitačne pôsobia na hviezdu. Môžu nimi byť bývalé plazmové hviezdy, ktoré sa stali malými degenerovanými hviezdami a preto sú nepozorovateľné. Ide o bielych trpaslíkov, neutrónové hviezdy, alebo čierne diery. Iné hviezdy majú zase oveľa menej hmotných spoločníkov, čo sú buď hnedí trpaslíci alebo planéty. Až do 90.-tych rokov 20. storočia astronómovia nevedeli, či aj iné hviezdy majú planéty. V poslednom desaťročí sa však začalo objavovať množstvo planét obiehajúcich okolo iných hviezd a v súčasnosti ich poznáme už viac ako 300.

Názvy a označenie

Už v minulosti dávali ľudia hviezdam rôzne mená, ktoré popisovali ich vzhľad (napríklad Rutilicus - žltkastý), časť súhvezdia (Phacd - stehno) alebo ich úlohu v mytológii (Alcyone - jedna z mýtických Plejád). Dnes používané mená pochádzajú väčšinou zo staroarabčiny, gréčtiny, prípadne z latinčiny. Zhruba každá šiesta hviezda viditeľná voľným okom na oblohe má svoje vlastné meno, ale bežne sa používa len okolo 100 mien. S objavom ďalekohľadu sa zvyšovalo množstvo pozorovateľných hviezd a tak sa začali vytvárať a používať rôzne hviezdne katalógy. Autorom prvého hviezdneho katalógu bol Hipparchos, ktorý zaviedol aj hviezdnu veľkosť (magnitúdu). Novodobé pomenovanie hviezd vlastným menom je zriedkavé. Jednou z novodobo pomenovaných hviezd je napríklad Regor.

Pozorovanie

Za jasnej noci môžeme voľným okom vidieť pri ideálnom rovnom horizonte asi 3 000 hviezd. Už malým ďalekohľadom ich uvidíme oveľa viac. Všetky hviezdy viditeľné voľným okom alebo malým ďalekohľadom patria do našej Galaxie. Prvé samostatné hviezdy boli v cudzích galaxiách pozorované až v 20. storočí.

Polohu hviezd na oblohe určujeme súradnicami. Ich nehybnosť na oblohe je len zdanlivá, pretože hviezdy vo svetovom priestore vykonávajú vlastné pohyby. Vzhľad hviezdy na oblohe je vždy bodový, a to aj v najväčších ďalekohľadoch. Prechodom svetla hviezdy atmosférou Zeme dochádza ku scintilácii (trblietaniu hviezd), k extinkcii a refrakcii. Vďaka scintilácii bezpečne môžeme rozoznať hviezdy od planét, u ktorých k scintilácii nedochádza.

Pohľady filozofov

Anaximandros

Anaximandros tvrdí, že sa látka plodiaca od večnosti teplo a chlad pri vzniku tohto sveta oddelila a že z nej okolo vzduchu, ktorý obklopuje zem, vyrástla akási ohnivá guľa ako kôra okolo stromu. Keď sa potom táto guľa roztrhla a rozdelila do rozličných kruhovitých pásov, vznikli slnko, mesiac a hviezdy.

Iné projekty

Externé odkazy

  • FILIT Zdroj, z ktorého pôvodne čerpal tento článok

Zdroj: „http://sk.wikipedia.org/wiki/Hviezda“

This article is from Wikipedia. All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.