Zvijezda

Zvijezda je sferoidno nebesko tijelo koji se sastoji od ogromne mase plazme koju drži zajedno vlastita gravitacija. Zvijezde se vide kao svijetleće tačkice na noćnom nebu koje bljeskaju zbog efekta Zemljine atmosfere i njihove udaljenosti od nas. Sunce je izuzetak: ono je jedina zvijezda dovoljno bliska Zemlji tako da se može vidjeti kao disk i osigurati joj dnevnu svjetlost.

U svakodnevnom ljudskom govoru i astronomiji postoji razlika u upotrebi termina "zvijezda". Obično se pod pojmom zvijezda ne podrazumijeva Sunce, a ponekad se odnosi na vidljive planete, pa čak i meteore.

Najbliža zvijezda Zemlji, osim Sunca, je Proksima Kentauri (Proxima Centauri) koja je udaljena oko 40 Pm (petametara), odnosno 4,3 SG (svjetlosne godine) ili 1,3 pc (parseka). To znači da svjetlosti trebaju 4,3 godine da stigne do Zemlje sa ove zvijezde.

Ipak, pored ove udaljenosti i nekolikom puta većih udaljenosti, postoji još nekoliko zvijezda koje smatramo najbližim (pogledati listu najbližih zvijezda).

Astronomi misle da ima najmanje 70 trilijardi zvijezda u poznatom dijelu našeg Svemira (70.000.000.000.000.000.000.000 ili 7×10²²).

Veliki broj zvijezda je starosti oko milijardu ili 10 milijardi godina. Neke zvijezde čak mogu dostići i 13,7 milijardi godina, što predstavlja približnu starost Svemira. Prema veličini razlikujemo sićušne neutronske zvijezde (koje su zapravo mrtve zvijezde ne veće od nekog gradića), supergigante (veledivove) kakvi su Sjevernjača (Polaris) i Betelgez (Betelgeuze) prečnika koji je oko 1.000 veći od Sunčevog, ali i pred toga su mnogo manje gustoće nego Sunce. Jedna od najmasivnijih zvijezda je Eta Hrptenjače (Eta Carinae) čija je masa 100-150 puta veća od Sunčeve.

Naučno gledano, zvijezde su samogravitirajuće sfere sačinjene od plazme u stanju ravnoteže koja proizvodi njihovu sopstvenu energiju kroz proces nuklearne fuzije.

Energija koju proizvode zvijezde raspršuje se u Svemir kao elektromagnetno zračenje (uglavnom vidljivu svjetlost) i kao struja neutrina. Prividna svjetloća zvijezde se mjeri prema njenoj prividnoj veličini.

Stelarna astronomija proučava zvijezde i pojave koje pokazuju različiti oblici/razvojna stanja zvijezda. Mnoge su zvjezde su silama gravitacije povezane sa drugim zvijezdama formirajući tako dvojne zvijezde (binarne zvijezde). Također postoje i veće zvjezdane skupine poznate kao zvjezdana jata ili klasteri. Zvijezde nisu jednoliko raspršene u Svemiru već se grupišu u još veće zvjezdane skupove poznate kao galaktike. Običnu galaktiku sačinjavaju bilioni zvijezda.

Zvjezdana formacija i evolucija

Prema mišljenju astronoma zvijezde nastaju u molekularnim oblacima, tj. veliki područjima neznatno velike gustoće materije (mada još manje gustoće od zemaljske vakuumske komore) i koje nastaju zbog gravitacione nestabilnosti unutar ovih oblaka koje pokreću udarni talasi iz supernove.^[1]^[2]

Zvijezde provode oko 90% svoga života trošeći vodonik u procesu fuzije da bi proizvele helij u reakcijama pod visokim pritiskom u blizini jezgra. Za ovakve zvijezde se kaže da su to zvijezde glavnog niza.^[3]

Male zvijezde, koje se nazivaju crvenim patuljcima sagorijevaju svoje gorivo vrlo sporo za najmanje od stotinu do bilion godina. Na kraju svojih života postaju sve tamnije i tamnije i potom postaju crni patuljci.^[4]

Pošto većina zvijezda troši svoje zalihe vodonika, njihovi vanjski slojevi se šire i hlade, pa tako formiraju crvene gigante. (Za nekih 5 milijardi godina kada Sunce postane crveni gigant, spržit će planete Merkur i Veneru.) U međuvremenu se jezgro dovoljno kompresuje kako bi mogla započeti nuklearna fuzija, a zvijezda se pregrijava i sabija. (Teže zvijezde proizvode u procesu fuzije i teške elemente, zaključno do željeza.)^[5]

Zvijezda prosječne veličine će zatim raspršiti svoje vanjske slojeve tvoreći tako planetarnu maglicu. Jezgro koje preostaje će postati mala loptica degenerisane materije nedovoljno masivne za dalji proces fuzije koju podržaje degenerativni pritisak i zove se bijeli patuljak. Potom će se na kraju pretvoriti u crnog patuljka.

Kod većih zvijezda fuzija se odvija dok se ne završi sažimanje uzrokujući i eksploziju te zvijezde i nastanak supernove. Ovo je jedini kosmički proces koji se dešava tokom ljudskog vijeka. Tokom historije su promatrane kao "nove zvijezde" kojih nije bilo prije. Većina zvjezdane materije se rasprši tokom eksplozije formirajući maglice (poput Rak-maglice) a njeni ostaci kolabiraju u neutronsku zvijezdu (pulsar ili rendgenski raspršivač), ili u slučaju većih zvijezda u crnu rupu.

U sastav raspršenih vanjskih slojeva ulaze i teški elementi od koji često grade nove zvijezde ili planete. Ispuštena materija iz supernove i zvjezdani vjetar velikih zvijezda igraju ključnu ulogu u oblikovanju međuzvjezdane sredine.

Stelarna evolucija uglavnom objašnjava nastanak i nestanak zvijezda.

Klasifikacija

Razni tipovi zvijezda imaju i različite spektre. Oni su jedan od glavnih izvora podataka o zvijezdama. Spektar zvijezde se snima pomoću spektrografa i on tada pokazuje različite tamne i svijetle linije koje karakteriziraju pojedine elemente. Vruće i mlade zvijezde kojima je glavni izvor energije fuzija vodika u helij imat će izražene karakteristične linije ta dva elementa. Zvijezde srednjih tipova imaju mnogo linija težih elemenata, a crvene zvijezde (koje su prema zvjezdanim mjerilima stare zvijezde) imaju puno linija koje odgovaraju molekulama kao što je titanij oksid.^[6]

Redoslijed “O B A F G K M” predstavlja temperaturni niz od vrućih plavih O zvijezda prema hladnijim crvenim M zvijezdama. Prva 3 tipa se nazivaju ranim spektralnim tipom, zadnja tri kasnim, budući da se prije mislilo da je to evolucijski niz; danas znamo da se to odnosi na razlike u masi.^[7]

Glavni tipovi su se proširili dodavanjem podtipova označenih brojevima od 0-9 (npr. B0-B9). U početku fizikalni smisao ovakve podjele nije bio poznat, tek primjenom kvantne mehanike i statističke fizike bilo je moguće pronaći uzroke različitih spektara.

Nazivi

Mnoge se zvijezde identificiraju samo prema kataloškim brojevima, a samo ih nekoliko ima vlastito ime. Imena su tradicionalna i uglavnom su porijeklom iz arapskog, latinskog i grčkog jezika, te kao Flamsteedove designacije ili kao Bayerove designacije. Jedina ustanova kojoj je dato pravo od strane naučnih krugova da imenuje zvijezde i druga nebeska tijela je Međunarodna astronomska unija. Jedan broj privatnih kompanija (npr. kao Međunarodni zvjezdani registar) tvrde da daju imena zvjezdama, ali ipak ova imena ne prihvataju naučni krugovi niti ih koriste, pa mnogi astronomski naučni krugovi vide ove organizacije kao varalice koje traže žrtve među neukim narodom koji nema pojma o tome kako se imenuju zvijezde. Pogledati zvjezdane designacije za više informacija o tome kako se daju imena zvijezdama.

Načini reakcija nuklearne fuzije

Nuklearna fuzija je bitna jer je on uzrok gašenja zvijezda. Fuzija je proces pri kojem se nukleusi dva lakša atoma spajaju u jedan teži nukleus. Iako je nukleus koji nastane na ovaj način teži od bilo kojeg atoma od kojih je nastao, nije teži od zbira njihovih težina. Ova izgubljena masa je transformisana u drugi vid energije (svijetlost i toplota). Fuziji ne podliježu svi hemijski elementi. Mogo rjeđe dolazi do fuzije teških elemenata. Nakon što se fuzijom dođe do kreiranja željeza (Fe), pri reakciji ne dolazi do oslobađanja energije. Zbog ovog se zvijezde hlade. Fuzijom dođe do spajanja svih atoma pri čemu nastaju razne vrste atoma sa raznim masama sve dok ne dođe do kreiranja atoma željeza. Nakon toga zvijezde ne mogu više proizvoditi toplotu, počinju se hladiti i nakon jako dugog vremenskog perioda se i ugase.^[8]^[9]

Razne reakcije nuklearne fuzije se odvijaju u unutrašnjosti zvjezdanih jezgara, zavisno od njihove mase i hemijskog sastava (v. stelarna nukleosinteza).

Zvijezde počinju svoj život kao oblaci sastavljeni uglavnom od 25% vodika, te helija i težih elemanata u manjim procentima.

U Suncu sa temperaturom jezgra od oko 10⁷ K vodik se troši u procesu fuzije da bi nastao helij u tzv. proton-proton reakciji:

2(¹H + ¹H → ²H + e⁺ + ν_e) (4.0 MeV + 1.0 MeV)

2(¹H + ²H → ³He + γ) (5.5 MeV)

³He + ³He → ⁴He + ¹H + ¹H (12.9 MeV)

Ove reakcije konačno postaju:

4¹H → ⁴He + 2e⁺ + 2γ + 2ν_e (26.7 MeV)

U masivnijim zvijezdama helij se proizvodi tokom ciklusa reakcija kataliziranim ugljikom, tj. tzv. ugljik-azot-kiseonik ciklusa.

U zvijezdama sa temperaturama jezgra od 10⁸ K i masama između 0,5M_Sunca i 10M_Sun helij se transformiše u ugljik u trostrukom afa-procesu:

⁴He + ⁴He + 92 keV → ^8*Be

⁴He + ^8*Be + 67 keV → ^12*C

^12*C → ¹²C + γ + 7.4 MeV

Opći oblik ove reakcije je:

3⁴He → ¹²C + γ + 7.2 MeV.

Reference

^ Elmegreen, B. G.; Lada, C. J. (1977). "Sequential formation of subgroups in OB associations". Astrophysical Journal, Part 1. 214: 725–741. Bibcode:1977ApJ...214..725E. doi:10.1086/155302.
^ "Introduction to Supernova Remnants". Goddard Space Flight Center. 6. 4. 2006. Pristupljeno 16. 7. 2006.
^ Duquennoy, A.; Mayor, M. (1991). "Multiplicity among solar-type stars in the solar neighbourhood. II – Distribution of the orbital elements in an unbiased sample". Astronomy & Astrophysics. 248 (2): 485–524. Bibcode:1991A&A...248..485D.
^ Mann, Adam (11. 8. 2020). "This is the way the universe ends: not with a whimper, but a bang". Science | AAAS (jezik: engleski).
^ Sneden, Christopher (8. 2. 2001). "Astronomy: The age of the Universe". Nature. 409 (6821): 673–675. doi:10.1038/35055646. PMID 11217843. S2CID 4316598.
^ Fowler, A. (april 1891). "The Draper Catalogue of Stellar Spectra". Nature. 45 (1166): 427–428. Bibcode:1892Natur..45..427F. doi:10.1038/045427a0.
^ MacRobert, Alan M. "The Spectral Types of Stars". Sky and Telescope. Arhivirano s originala, 22. 10. 2013. Pristupljeno 19. 7. 2006.
^ Hansen, Carl J.; Kawaler, Steven D.; Trimble, Virginia (2004). Stellar Interiors. Springer. str. 32–33. ISBN 978-0-387-20089-7.
^ R. Q. Huang; K. N. Yu (1998). Stellar Astrophysics. Springer. str. 70. ISBN 978-981-3083-36-3.

Također pogledajte

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Zvijezda

[1] Elmegreen, B. G.; Lada, C. J. (1977). "Sequential formation of subgroups in OB associations". Astrophysical Journal, Part 1. 214: 725–741. Bibcode:1977ApJ...214..725E. doi:10.1086/155302.

[supernova-2] "Introduction to Supernova Remnants". Goddard Space Flight Center. 6. 4. 2006. Pristupljeno 16. 7. 2006.

[3] Duquennoy, A.; Mayor, M. (1991). "Multiplicity among solar-type stars in the solar neighbourhood. II – Distribution of the orbital elements in an unbiased sample". Astronomy & Astrophysics. 248 (2): 485–524. Bibcode:1991A&A...248..485D.

[4] Mann, Adam (11. 8. 2020). "This is the way the universe ends: not with a whimper, but a bang". Science | AAAS (jezik: engleski).

[sneden-5] Sneden, Christopher (8. 2. 2001). "Astronomy: The age of the Universe". Nature. 409 (6821): 673–675. doi:10.1038/35055646. PMID 11217843. S2CID 4316598.

[6] Fowler, A. (april 1891). "The Draper Catalogue of Stellar Spectra". Nature. 45 (1166): 427–428. Bibcode:1892Natur..45..427F. doi:10.1038/045427a0.

[spectrum-7] MacRobert, Alan M. "The Spectral Types of Stars". Sky and Telescope. Arhivirano s originala, 22. 10. 2013. Pristupljeno 19. 7. 2006.

[hansen-8] Hansen, Carl J.; Kawaler, Steven D.; Trimble, Virginia (2004). Stellar Interiors. Springer. str. 32–33. ISBN 978-0-387-20089-7.

[HuangYu1998-9] R. Q. Huang; K. N. Yu (1998). Stellar Astrophysics. Springer. str. 70. ISBN 978-981-3083-36-3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

p r u Zvijezda
Evolucija	Formacija Predglavni niz Glavni niz Horizontalni ogranak Asimptotski divovski ogranak Dredge up Nestabilni pojas Crveni grumen PG1159 zvijezda Mira promjenljiva Cefeida Planetarna maglina Protoplanetarna maglina Blistava crvena nova Blistava plava varijabla Wolf-Rayet zvijezda Supernova impostor Patuljasta nova Supernova Hipernova Hertzsprung–Russellov dijagram Kolor–kolor dijagram
Protozvijezda	Međuzvjezdana materija Molekularni oblak HI H II područje Bok globule Mladi zvjezdani objekt Herbig–Haro objekt Hayashijeva linija Hayashijeva granica Henyeyeva linija Orion T Tauri FU Orionis Herbig Ae/Be
Klasa luminoznosti	Subpatuljak Patuljak Bijeli Crni Crveni Plavi Subdiv Div Plavi Crveni Svijetli div Superdiv Plavi Crveni Žuti Hiperdiv Žuti Plava skitalica
Spektralna klasifikacija	O B A F G K M Be OB Subpatuljak B Stara Pekulijarna Am Ap/Bp Oscilirajuća Barij Ugljik Ugljikovodik Ekstremna helij Lambda Volar Vodeća Živa-mangan S Školjka Tehnecij
Ostaci	Patuljak Bijeli Crni Crveni Plavi Helijska planeta Neutronska zvijezda Pulsar Magnetar Crna rupa Kompaktna zvijezda Quark Egzotična Zvjezdano jezgro: EF Eridani B
Teorijske zvijezde	Tamna zvijezda Zaleđena zvijezda Kvazi-zvijezda Thorne–Żytkow objekat Željezna zvijezda
Nukleosinteza	Alfa proces Trostruki-alfa proces Proton–proton lanac Helijski bljesak CNO ciklus Gorenje litija Gorenje ugljika Gorenje neona Gorenje kisika Gorenje silicija S-proces R-proces Fuzor Nova Ostaci
Struktura	Jezgro Zona konvekcije Mikroturbulencije Osciliranje Zona radijacije Atmosfera Fotosfera Starspot Hromosfera Korona Zvjezdani vjetar Mjehur Zvjezdana seizmologija Eddingtonova sjajnost Kelvin–Helmholtz mehanizam
Karakteristike	Oznaka Dinamika Efektivna temperatura Kinematika Magnetno polje Magnituda Apsolutna Prividna Masa Metalicitet Rotacija UBV boja Varijabilnost
Zvjezdani sistem	Dvostruka Kontaktna Zajednički omotač Mnogostruka Disk uvećanja Planetarni sistem Zemljin sunčev sistem
Posmatranje sa Zemljom u centru	Polarna zvijezda Cirkumpolarna zvijezda Magnituda Prividna Gašenje Fotografsko Boja Radijalna brzina Vlastito kretanje Paralaksa Fotometrička-standardna zvijezda
Spiskovi	Imena zvijezda Arapska Kineska Najmasivnije Najmanje masivne Najveće Najsvjetlije Historijski Najblještavije Najbliže Najbliže sjajne Zvijezde sa egzoplanetama Smeđi patuljci Planetarna maglina Nove crne rupe Istaknute supernove Supernove - ostaci Kandidati za supernovu Vremenska skala zvjezdane astronomije
Ostali srodni članci	Subzvjezdani objekti Smeđi patuljak Sub-smeđi patuljak Planeta Zvjezdano jato Asocijacija Otvoreno Kuglasto Galaksija Aktivna Eliptična Kompaktna Lećasta Nepravilna Patuljasta Pekulijarna Prstenasta Spiralna Super jato Kvazar Helioseizmologija Gostujuća zvijezda Sazviježđe Asterizam Gravitacija Intergalaktička zvijezda Infracrveni tamni oblak
Zvijezda