Z przyjemnością przedstawiam Wam kolejny odcinek dwutygodnika astronomicznego #astronomiaodkuchni! Tak jak zapowiadałem, dziś napiszę o obiektach, które aspirują do bycia prawdziwą gwiazdą.
W poniższym tekście zapoznam Was z młodymi gwiazdami, protowiazdami, brązowymi karłami, a także... z przerośniętymi planetami. Podróż zaczniemy od mgławic, które są gwiazdowym żłobkiem. Następnie, wspólnie przejdziemy przez różne stadia protogwiazdowego rozwoju i przedstawię Wam kilka znanych obiektów, które dopiero stają się gwiazdami. Wpis zakończymy wtargnięciem na grząski teren: zestawimy ze sobą brązowe karły i planety. Zapnijcie pasy ;). Startujemy.
I - Na początku był Obłok
Wszystkie obiekty w Galaktyce, które wymarzyły sobie zostać gwiazdą, rozpoczynają wędrówkę z podobnego miejsca: z obłoku molekularnego. Ośrodek międzygwiazdowy, czyli to, co siedzi w Galaktyce między gwiazdami i obłokami, jest niezwykle rzadki. W każdym centymetrze sześciennym siedzi statystycznie pół atomu wodoru (czyli pół protonu i pół elektronu). Gdyby wziąć wiaderko ośrodka międzygwiazdowego, to siedziałoby w nim jakieś 30'000 atomów wodoru. Czy to dużo? Jeden gram pomieści około 600'000'000'000'000'000'000'000 atomów wodoru. W samej sferze o promieniu Ziemi zbierze się mniej niż 2 kilogramy wodoru z ośrodka międzygwiazdowego! Można więc taki ośrodek międzygwiazdowy uważać za całkiem niezłą próżnię. W taki rozrzedzonym ośrodku międzygwiazdowym znajdują się gęstsze wyspy materii: obłoki wodoru neutralnego, zjonizowanego oraz obłoki molekularne (jakieś 1000 cząstek wodoru na centymetr sześcienny). Te ostatnie są dziś szczególnie interesujące, bowiem to w nich dochodzi do produkcji gwiazd.
Obłok molekularny krążyłyby sobie spokojnie po galaktyce, nikomu nie wadząc, gdyby nie sir James Jeans. Brytyjski astronom na początku XX wieku pokazał, że jeśli w odpowiednio dużej objętości zmieści się dostatecznie dużo masy obłoku molekularnego, to ta część obłoku zacznie się grawitacyjnie zapadać. To miał być pierwszy krok do formowania się gwiazd. Obłoki molekularne nie miały wiele do dodania i do dziś z szacunku do Sir Jeansa poddają się jego prawu. W astronomii operujemy teraz takimi wielkościami jak: masa Jeansa lub długość Jeansa, które wyznaczają górną granicę wymiarów stabilnego obłoku molekularnego. Wszystko powyżej długości lub masy Jeansa zacznie się w sobie grawitacyjnie zapadać. Mniej więcej. Sir Jeans wyliczył to dla obłoków izolowanych od wszystkiego dookoła, co jest zupełnie nierealne. Niemniej, w pewnym przybliżeniu, jego prawo działa. Czyli zakładamy nieco nierealne warunki, aplikujemy do... realnych warunków i mamy realne wyniki. W półświatku astronomicznym nazywamy to szwindlem Jeansa. My astronomy nazywamy wszystko otwarcie, po imieniu. A co. Działa.
Obłoki molekularne są duże. Zajmują kilkanaście, a nawet kilkaset lat świetlnych. Ich temperatura wynosi jakieś 10 Kelwinów (-263 stopnie Celsjusza)i składają się z molekuł (jak nazwa wskazuje). Najwięcej jest tam cząsteczek wodoru (H2). W dzisiejszym Wszechświecie znajdziemy tam też cząsteczki CO oraz sporo innych. Jeśli fragment takiego obłoku ulegnie zagęszczeniu, to zacznie on podlegać prawu Jeansa i grawitacja rozpocznie bezlitosny kolaps. Fragment obłoku zacznie się sam w sobie zapadać, gęstniejąc i gęstniejąc. Coś takiego ma typowo miejsce, gdy obłok molekularny wdryfuje na ramię spiralne galaktyki. Zaczyna się produkcja protogwiazd.
II - Przez trud do gwiazd
Fragment obłoku molekularnego zapada się grawitacyjnie, przez co jego gęstość i temperatura rosną. To jest pierwszy etap powstawania gwiazdy. Jeśli uzbiera się odpowiednia ilość materii, w ostatecznym rozrachunku będziemy mieli gwiazdę. Jeśli nie... To powstanie coś, co dziś nazywamy brązowym karłem. W każdym razie, droga rozwoju na tym etapie jest podobna: w obłoku molekularnym formuje się molekularny rdzeń, na który opada coraz więcej okolicznej masy. W trakcie grawitacyjnego kolapsu rdzeń się zagęszcza, przez co rośnie jego temperatura. W tym samym czasie opada jeszcze wiecej materii, więc kolaps przyspiesza i produkcja energi wzrasta coraz szybciej. Rdzeń w krótkim czasie staje się w pełni konwektywny, a cała energia nagromadzona przez grawitacyjny kolaps oddawana jest przez mieszanie się wewnętrznych warstw materii i wyświecana dookoła w postaci ciepła. Kiedy rdzeń posiądzie już temperaturę powierzchniową między 1'500-2'500 Kelwinów, cały obiekt może być śmiało nazwany protogwiazdą. Protogwiazdy podążają Ścieżką Hayashiego_.
Ścieżka Hayashiego to etap, w którym protogwiazda zapada się grawitacyjnie, ale utrzymuje stałą temperaturę powierzchniową. W tym czasie temperatura wewnątrz protogwiazdy sięga miliona kelwinów, a to umożliwia jej syntezę helu z deuteru. **Protogwiazdy spalają deuter**. Co więcej, po osiągnięciu pewnej temperatury, protogwiazdy zużywają też lit, z którego powstaje jeszcze więcej helu. Z czasem, wewnątrz protogwiazdy zaczyna panować taka temperatura i ciśnienie, że w jej środku formuje się promienisty rdzeń. Wraz z jego się pojawieniem, protogwiazda kurczy się coraz wolniej, a jej powierzchnia staje się coraz gorętsza. Ten etap nazywany jest ścieżką Henyeya. Wraz z jego ukończeniem, osiągając w rdzeniu temperaturę kilku milionów Kelwinów, obiekt posiada wystarczające warunku do spalania jąder wodoru i produkcji helu. Ten moment to narodziny gwiazdy.
Rozwój protogwiazdy zależy niemal wyłącznie od jej masy. Protogwiazda o masie podobnej do Słońca będzie formowała się przez kilkadziesiąt milionów lat, przy czym na ścieżce Hayashiego spędzi zaledwie kilkanaście tysięcy lat. Protogwiazda o masie kilkunastu mas Słońca uformuje się w gwiazdę w ciągu najwyżej miliona lat, a po drodze nawet nie zdąży spalić deuteru i litu. Z kolei protogwiazdy o masach mniejszych od połowy masy Słońca, nigdy nie wytworzą rdzenia promienistego, spalą cały deuter, cały lit i w ciągu stu milionów lat rozpoczną spalanie wodoru jako normalne, mało masywne gwiazdy (zwane czerwonymi karłami).
III - Niby gwiazdy, ale nie gwiazdy
Często, ze względu na brak ujednoliconej nomenklatury, ciężko jest obracać się w literaturze astronomicznej. Najlepszym przykładem są "gwiazdy" typu T Tauri. Gdziekolwiek nie sięgniecie, będą one nazywane gwiazdami i jednocześnie... Protogwiazdami. Wzięło się to stąd, że zanim się zorientowaliśmy, że te obiekty są protogwiazdami, widzieliśmy w nich zwykłe gwiazdy. Obserwując je przez różne teleskopy, na przykład przez Hubble'a, dostrzegamy gęste dyski materii, które, w przyszłości, staną się planetami okrążającymi te, w przyszłości, gwiazdy. Gwiazdy typu T Tauri mają masy od połowy do około dwóch mas Słońca. Cięższe obiekty nazwane zostały gwiazdami Herbiga typu Ae lub Be. Chociaż i one są zaledwie protogwiazdami.
Innym, jeszcze ciekawszym tworem, są tzw. Obiekty Herbiga-Haro, które w skrócie nazywamy obiektami H-H, to pozornie dziwaczne kłębki obłoków molekularnych, z których wystają strugi materii. Od jakiegoś czasu już wiemy, że w tych kłębkach obłoków skryte są pojedyncze protogwiazdy o silnym polu magnetycznym, na które opada materia dookoła. Gwiazda nie jest w stanie przyjąć całej opadającej materii, więc z pomocą pola magnetycznego wystrzeliwuje ze swoich biegunów strugi materii. Obiekty H-H wyglądają jak miniaturowe radiogalaktyki!
IV - Brązowe karły: protogwiazdy, którym nie wyszło
Jeśli protogwiazda nie zebrała co najmniej 0.072 masy Słońca, nigdy nie będzie jej dane rozpocząć przemiany wodoru w hel. Nigdy nie będzie gwiazdą. Taki obiekt proto-gwiazdowy nazywany jest brązowym karłem. Mogą one przeprowadzać syntezę termojądrową deuteru, litu, ale nie wodoru. Te dwie pierwsze wystarczą im na około 100 milionów lat biednego świecenia. Po tym czasie, jedynym źródłem energii będzie ciepło z ciśnienia grawitacyjnego nagromadzone w czasie tworzenia się protogwiazdy. Co ciekawe, brązowe karły zawsze mają podobny rozmiar: bez względu na masę, są tylko nieco większe od Jowisza i nigdy bardziej nie urosną. Mechanizm, który za tym stoi, związany jest z zakazem Pauliego i gęsto upakowanymi elektronami.
Ciężko jest rozróżnić brązowego karła od masywnej planety. W literaturze znajdziemy planety pozasłoneczne o masach sięgających kilkunastu mas Jowisza oraz brązowe karły o masie zaledwie kilku Jowiszów. Co w takim razie stanowi o nazewnictwie?
Po pierwsze, masa. Gwiazdy to obiekty o masie pozwalającej na spalanie wodoru (od 75 mas Jowisza). Logiczne więc będzie, że niedoszłe gwiazdy, czyli brązowe karły, to te obiekty, które już potrafią spalać cokolwiek (deuter najprościej). Ta graniczna masa potrzebna do zebrania żeby spalać deuter, to 13 mas Jowisza. To bardzo kuszące, żeby wszystko, co ma masę pomiędzy 13 a 75 mas Jowisza nazywać brązowym karłem.
Z drugiej strony, protogwiazdy mogą tworzyć się samodzielnie, z autonomicznych zapadających się fragmentów obłoków molekularnych. Planety, z tego co nam wiadomo, mogą być uformowane wyłącznie w warunkach panujących w dyskach protoplanetarnych znajdujących się wokół młodych gwiazd i protogwiazd. Nie wiemy dokładnie, jak tworzą się planety, ale znamy dwa procesy, które mogą prowadzić do ich formacji: miejscowe, grawitacyjne zapadanie się małych obszarów dysku (niestabilność dysku) oraz wzajemne oddziaływanie grawitacyjne drobinek (akrecja). Ten pierwszy proces jest bardzo podobny do genezy protogwiazd. Czy jest prawdziwy? Jeszcze nie wiemy na 100%. Poza tym, planeta z definicji jest takim ciałem niebieskim, które okrąża gwiazdę. To automatycznie skreśla brązowe karły, które się uformowały samodzielnie, ale mają masę poniżej 13 mas Jowisza, z listy planet.
Pozostajemy z problemem: czy gwiazdy i masywne planety to, w esencji, te same obiekty, tylko o różnych masach początkowych? A może są to obiekty o zupełnie różnej naturze, a rozdzielanie ich po masie nie ma sensu? Ja osobiście skłaniam się ku pierwszemu rozwiązaniu, bo znamy brązowe karły ciasno krążące wokół innych gwiazd, co mi sugeruje, że zostały one uformowane w dysku protoplanetarnym. Jako że nie jestem specjalistą w dziedzinie brązowych karłów, nie będę forsował żadnego rozwiązania. Niech zajmą się tym odpowiedni ludzie.
-------------------------------------------------------------------------- Takie rzeczy tylko w #astronomiaodkuchni ( ͡°͜ʖ͡°)ﾉ⌐■-■ -------------------------------------------------------------------------- Na obrazku: Mgławica M42 w Orionie, gwiazdowy żłobek, który w zimie jest widoczny gołym okiem -------------------------------------------------------------------------- O czym będzie następny odcinek? Decyzja należy do Ciebie! Zagłosuj na jeden z trzech tematów poniżej plusując! -------------------------------------------------------------------------- #astronomia #kosmos #ciekawostki #mirkokosmos #liganauki #ligamozgow
@Al_Ganonim: Ciekawy wpis, zwłaszcza część o brązowych karłach i planetach. Napisałeś, że pozostajemy z problemem: czy gwiazdy i masywne planety to, w esencji, te same obiekty, tylko o różnych masach początkowych? Według mnie gwiazdy a planety/brązowe karły to zdecydowanie różne obiekty ze względu na proces syntezy i wytwarzanie energii przez gwiazdy. Rozróżnienie brązowy karzeł - masywna planeta to rzeczywiście "grząski teren". Rozróżnienie na podstawie procesu formowania wg mnie nie ma specjalnie
W astronomii operujemy teraz takimi wielkościami jak: masa Jeansa lub długość Jeansa, które wyznaczają górną granicę wymiarów stabilnego obłoku molekularnego.
@Al_Ganonim: ja to mam zawsze problem żeby w sklepie dobrać długość dżinsa( ͡º͜ʖ͡º)
@Skrzypibut: Cieszę się, że napisałeś komentarz. Fakt, rozróżnienie między gwiazdami (obiektami, które raz weszły na ciąg główny) a brązowymi karłami i masywnymi planetami jest dość silne: całościowe spalanie wodoru w tych pierwszych. Pisałem o podobieństwie mając na myśli to, że jedynym czynnikiem definiującym końcowy produkt będzie masa początkowa źródłowego obłoku. Może, rzeczywiście, nie jest to podobieństwo, a przynależenie do jednej rodziny obiektów. Co do reszty komentarza, myślę dokładnie tak jak napisałeś.
@Al_Ganonim: Szefie, jak już wspominasz o narodzinach gwiazd, to szybkie pytanko pisałeś coś już o narodzinach wszechświata? Kilka stron wpisów sprawdziłem i nic mi się w oczy nie rzuciło. Jeśli nie to może byś wziął to na warsztat. Bo mnie od zawsze zastanawia jak to miało działać. Przede wszystkim co wybuchło i skąd to się wzięło i od kiedy wybuch jest w stanie coś tworzyć i takie tam różne ( ͡
@Al_Ganonim: To by było super, bo w necie to albo supernaukowa gadka albo jakieś rozmyślania na portalach typu zapytaj onet. A Tobie to całe mirko ufa ( ͡°( ͡°͜ʖ( ͡°͜ʖ͡°)ʖ͡°) ͡°)
@Al_Ganonim: "W każdym centymetrze sześciennym siedzi statystycznie pół atomu wodoru (czyli pół protonu i pół elektronu). Gdyby wziąć wiaderko ośrodka międzygwiazdowego, to siedziałoby w nim jakieś 30'000 atomów wodoru." 60 litrowe "wiaderko"... chyba wiadrzysko( ͡°͜ʖ͡°)
@Al_Ganonim: Ja mam pytanie nie do końca w temacie. (Może być spokojnie odłożone na później). A zastanawiam się jak powstawały te supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk? (Może istnieć galaktyka bez CD w środku?). Czy przechodziły one taką samą ścieżką jak zwykłe CD, czy mogło dojść do tego, że ilość materii podczas tworzenia była tak duża, że ciśnienie i temperatura wewnątrz pozwoliła na tworzenie neutronów i prostą drogą do CD?
jak powstawały te supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk?
@Ucik: To ja moge odpowiedzieć na to pytanie już w tym momencie :). Uwaga, odpowiadam: nikt tego nie wie.
Serio. To jest wielki problem. Jest kilka teorii, ale wciąż nie mamy pewności, jak one powstały. Mogę przygotować kiedyś wpis ze spekulacjami oraz proponowanymi teoriami, ale to będzie tylko tyle.
@Al_Ganonim: Dokładnie o coś takiego mi chodziło. Wielkie dzięki. Ja się amatorsko interesuję takimi rzeczami. Stąd czytanie Twoich wpisów jest znacznie ciekawsze i łatwiejsze w przyswojeniu niż jakaś książka w tym temacie jak sądzę. Wielkie dzięki za to. W ogóle, będąc pracownikiem naukowym szkoda pewnie trochę, że Mirko nie znajduje się na liście filadelfijskiej :P
A jakie bzdury są w Interstellar?
I opisz kiedyś teorie o czarnych dziurach w sercach galaktyk.
[1] P. I. Nionszek, MiRKo, 2015, Raz na sto lat, 66, 123 [2] D. D. Leszke, MiRKo, 2014, Dd a sprawa polska, 879, 473 [3] T. Roll, MiRKo, 2013, Dyskurs o ilości groszy za wpis, 60, 52 [4] H. H. Szek, MiRKo, 2015, Bądź mną, 12, 356
@Al_Ganonim: A to tak jak się spodziewałem. Czyli do zbliżenia się do czarnej dziury było w miarę ok. Mnie się wydaje, że ten manewr z wejściem na orbitę planety, dzięki któremu czas tak szybko nie biegnie to też bzdura. Tak mała odległość robiłaby różnicę?
Dobrze, że oglądasz, fajnie się to ogląda :D A wiesz, że to film, 10 sezonów SG1, 5 sezonów SGA, 2 filmy, 2 sezony SGU? :D
Mnie się wydaje, że ten manewr z wejściem na orbitę planety, dzięki któremu czas tak szybko nie biegnie to też bzdura. Tak mała odległość robiłaby różnicę?
Trzebaby to policzyć. Nawet nie będzie to trudne, bo dylatacja czasu z różnicy krzywizn czasoprzestrzeni może posłużyć od razu za wskaźnik sił pływowych, które działają na planetę. Jeszcze inna rzecz, która mi przyszła teraz do głowy, to problem z rotacją planety. Nie pamiętam, gdzie
@Al_Ganonim: Daj znać jak skończysz, albo jakoś w trakcie. Mój chyba ulubiony serial.
Mnie się wydaje, że nie byłoby tak dalekiej różnicy na tak małej odległości tj. skoro na planecie byli godzinę, to na orbicie nie minęłoby tyle lat co na ziemi (23 chyba). Tylko raczej na ziemi 23, na orbicie 15 a na planecie 1 godzina.
Z przyjemnością przedstawiam Wam kolejny odcinek dwutygodnika astronomicznego #astronomiaodkuchni! Tak jak zapowiadałem, dziś napiszę o obiektach, które aspirują do bycia prawdziwą gwiazdą.
W poniższym tekście zapoznam Was z młodymi gwiazdami, protowiazdami, brązowymi karłami, a także... z przerośniętymi planetami. Podróż zaczniemy od mgławic, które są gwiazdowym żłobkiem. Następnie, wspólnie przejdziemy przez różne stadia protogwiazdowego rozwoju i przedstawię Wam kilka znanych obiektów, które dopiero stają się gwiazdami. Wpis zakończymy wtargnięciem na grząski teren: zestawimy ze sobą brązowe karły i planety. Zapnijcie pasy ;). Startujemy.
I - Na początku był Obłok
Wszystkie obiekty w Galaktyce, które wymarzyły sobie zostać gwiazdą, rozpoczynają wędrówkę z podobnego miejsca: z obłoku molekularnego. Ośrodek międzygwiazdowy, czyli to, co siedzi w Galaktyce między gwiazdami i obłokami, jest niezwykle rzadki. W każdym centymetrze sześciennym siedzi statystycznie pół atomu wodoru (czyli pół protonu i pół elektronu). Gdyby wziąć wiaderko ośrodka międzygwiazdowego, to siedziałoby w nim jakieś 30'000 atomów wodoru. Czy to dużo? Jeden gram pomieści około 600'000'000'000'000'000'000'000 atomów wodoru. W samej sferze o promieniu Ziemi zbierze się mniej niż 2 kilogramy wodoru z ośrodka międzygwiazdowego! Można więc taki ośrodek międzygwiazdowy uważać za całkiem niezłą próżnię. W taki rozrzedzonym ośrodku międzygwiazdowym znajdują się gęstsze wyspy materii: obłoki wodoru neutralnego, zjonizowanego oraz obłoki molekularne (jakieś 1000 cząstek wodoru na centymetr sześcienny). Te ostatnie są dziś szczególnie interesujące, bowiem to w nich dochodzi do produkcji gwiazd.
Obłok molekularny krążyłyby sobie spokojnie po galaktyce, nikomu nie wadząc, gdyby nie sir James Jeans. Brytyjski astronom na początku XX wieku pokazał, że jeśli w odpowiednio dużej objętości zmieści się dostatecznie dużo masy obłoku molekularnego, to ta część obłoku zacznie się grawitacyjnie zapadać. To miał być pierwszy krok do formowania się gwiazd. Obłoki molekularne nie miały wiele do dodania i do dziś z szacunku do Sir Jeansa poddają się jego prawu. W astronomii operujemy teraz takimi wielkościami jak: masa Jeansa lub długość Jeansa, które wyznaczają górną granicę wymiarów stabilnego obłoku molekularnego. Wszystko powyżej długości lub masy Jeansa zacznie się w sobie grawitacyjnie zapadać. Mniej więcej. Sir Jeans wyliczył to dla obłoków izolowanych od wszystkiego dookoła, co jest zupełnie nierealne. Niemniej, w pewnym przybliżeniu, jego prawo działa. Czyli zakładamy nieco nierealne warunki, aplikujemy do... realnych warunków i mamy realne wyniki. W półświatku astronomicznym nazywamy to szwindlem Jeansa. My astronomy nazywamy wszystko otwarcie, po imieniu. A co. Działa.
Obłoki molekularne są duże. Zajmują kilkanaście, a nawet kilkaset lat świetlnych. Ich temperatura wynosi jakieś 10 Kelwinów (-263 stopnie Celsjusza)i składają się z molekuł (jak nazwa wskazuje). Najwięcej jest tam cząsteczek wodoru (H2). W dzisiejszym Wszechświecie znajdziemy tam też cząsteczki CO oraz sporo innych. Jeśli fragment takiego obłoku ulegnie zagęszczeniu, to zacznie on podlegać prawu Jeansa i grawitacja rozpocznie bezlitosny kolaps. Fragment obłoku zacznie się sam w sobie zapadać, gęstniejąc i gęstniejąc. Coś takiego ma typowo miejsce, gdy obłok molekularny wdryfuje na ramię spiralne galaktyki. Zaczyna się produkcja protogwiazd.
II - Przez trud do gwiazd
Fragment obłoku molekularnego zapada się grawitacyjnie, przez co jego gęstość i temperatura rosną. To jest pierwszy etap powstawania gwiazdy. Jeśli uzbiera się odpowiednia ilość materii, w ostatecznym rozrachunku będziemy mieli gwiazdę. Jeśli nie... To powstanie coś, co dziś nazywamy brązowym karłem. W każdym razie, droga rozwoju na tym etapie jest podobna: w obłoku molekularnym formuje się molekularny rdzeń, na który opada coraz więcej okolicznej masy. W trakcie grawitacyjnego kolapsu rdzeń się zagęszcza, przez co rośnie jego temperatura. W tym samym czasie opada jeszcze wiecej materii, więc kolaps przyspiesza i produkcja energi wzrasta coraz szybciej. Rdzeń w krótkim czasie staje się w pełni konwektywny, a cała energia nagromadzona przez grawitacyjny kolaps oddawana jest przez mieszanie się wewnętrznych warstw materii i wyświecana dookoła w postaci ciepła. Kiedy rdzeń posiądzie już temperaturę powierzchniową między 1'500-2'500 Kelwinów, cały obiekt może być śmiało nazwany protogwiazdą. Protogwiazdy podążają Ścieżką Hayashiego_.
Ścieżka Hayashiego to etap, w którym protogwiazda zapada się grawitacyjnie, ale utrzymuje stałą temperaturę powierzchniową. W tym czasie temperatura wewnątrz protogwiazdy sięga miliona kelwinów, a to umożliwia jej syntezę helu z deuteru. **Protogwiazdy spalają deuter**. Co więcej, po osiągnięciu pewnej temperatury, protogwiazdy zużywają też lit, z którego powstaje jeszcze więcej helu. Z czasem, wewnątrz protogwiazdy zaczyna panować taka temperatura i ciśnienie, że w jej środku formuje się promienisty rdzeń. Wraz z jego się pojawieniem, protogwiazda kurczy się coraz wolniej, a jej powierzchnia staje się coraz gorętsza. Ten etap nazywany jest ścieżką Henyeya. Wraz z jego ukończeniem, osiągając w rdzeniu temperaturę kilku milionów Kelwinów, obiekt posiada wystarczające warunku do spalania jąder wodoru i produkcji helu. Ten moment to narodziny gwiazdy.
Rozwój protogwiazdy zależy niemal wyłącznie od jej masy. Protogwiazda o masie podobnej do Słońca będzie formowała się przez kilkadziesiąt milionów lat, przy czym na ścieżce Hayashiego spędzi zaledwie kilkanaście tysięcy lat. Protogwiazda o masie kilkunastu mas Słońca uformuje się w gwiazdę w ciągu najwyżej miliona lat, a po drodze nawet nie zdąży spalić deuteru i litu. Z kolei protogwiazdy o masach mniejszych od połowy masy Słońca, nigdy nie wytworzą rdzenia promienistego, spalą cały deuter, cały lit i w ciągu stu milionów lat rozpoczną spalanie wodoru jako normalne, mało masywne gwiazdy (zwane czerwonymi karłami).
III - Niby gwiazdy, ale nie gwiazdy
Często, ze względu na brak ujednoliconej nomenklatury, ciężko jest obracać się w literaturze astronomicznej. Najlepszym przykładem są "gwiazdy" typu T Tauri. Gdziekolwiek nie sięgniecie, będą one nazywane gwiazdami i jednocześnie... Protogwiazdami. Wzięło się to stąd, że zanim się zorientowaliśmy, że te obiekty są protogwiazdami, widzieliśmy w nich zwykłe gwiazdy. Obserwując je przez różne teleskopy, na przykład przez Hubble'a, dostrzegamy gęste dyski materii, które, w przyszłości, staną się planetami okrążającymi te, w przyszłości, gwiazdy. Gwiazdy typu T Tauri mają masy od połowy do około dwóch mas Słońca. Cięższe obiekty nazwane zostały gwiazdami Herbiga typu
AelubBe. Chociaż i one są zaledwie protogwiazdami.Innym, jeszcze ciekawszym tworem, są tzw. Obiekty Herbiga-Haro, które w skrócie nazywamy obiektami H-H, to pozornie dziwaczne kłębki obłoków molekularnych, z których wystają strugi materii. Od jakiegoś czasu już wiemy, że w tych kłębkach obłoków skryte są pojedyncze protogwiazdy o silnym polu magnetycznym, na które opada materia dookoła. Gwiazda nie jest w stanie przyjąć całej opadającej materii, więc z pomocą pola magnetycznego wystrzeliwuje ze swoich biegunów strugi materii. Obiekty H-H wyglądają jak miniaturowe radiogalaktyki!
IV - Brązowe karły: protogwiazdy, którym nie wyszło
Jeśli protogwiazda nie zebrała co najmniej 0.072 masy Słońca, nigdy nie będzie jej dane rozpocząć przemiany wodoru w hel. Nigdy nie będzie gwiazdą. Taki obiekt proto-gwiazdowy nazywany jest brązowym karłem. Mogą one przeprowadzać syntezę termojądrową deuteru, litu, ale nie wodoru. Te dwie pierwsze wystarczą im na około 100 milionów lat biednego świecenia. Po tym czasie, jedynym źródłem energii będzie ciepło z ciśnienia grawitacyjnego nagromadzone w czasie tworzenia się protogwiazdy. Co ciekawe, brązowe karły zawsze mają podobny rozmiar: bez względu na masę, są tylko nieco większe od Jowisza i nigdy bardziej nie urosną. Mechanizm, który za tym stoi, związany jest z zakazem Pauliego i gęsto upakowanymi elektronami.
Ciężko jest rozróżnić brązowego karła od masywnej planety. W literaturze znajdziemy planety pozasłoneczne o masach sięgających kilkunastu mas Jowisza oraz brązowe karły o masie zaledwie kilku Jowiszów. Co w takim razie stanowi o nazewnictwie?
Po pierwsze, masa. Gwiazdy to obiekty o masie pozwalającej na spalanie wodoru (od 75 mas Jowisza). Logiczne więc będzie, że niedoszłe gwiazdy, czyli brązowe karły, to te obiekty, które już potrafią spalać cokolwiek (deuter najprościej). Ta graniczna masa potrzebna do zebrania żeby spalać deuter, to 13 mas Jowisza. To bardzo kuszące, żeby wszystko, co ma masę pomiędzy 13 a 75 mas Jowisza nazywać brązowym karłem.
Z drugiej strony, protogwiazdy mogą tworzyć się samodzielnie, z autonomicznych zapadających się fragmentów obłoków molekularnych. Planety, z tego co nam wiadomo, mogą być uformowane wyłącznie w warunkach panujących w dyskach protoplanetarnych znajdujących się wokół młodych gwiazd i protogwiazd. Nie wiemy dokładnie, jak tworzą się planety, ale znamy dwa procesy, które mogą prowadzić do ich formacji: miejscowe, grawitacyjne zapadanie się małych obszarów dysku (niestabilność dysku) oraz wzajemne oddziaływanie grawitacyjne drobinek (akrecja). Ten pierwszy proces jest bardzo podobny do genezy protogwiazd. Czy jest prawdziwy? Jeszcze nie wiemy na 100%. Poza tym, planeta z definicji jest takim ciałem niebieskim, które okrąża gwiazdę. To automatycznie skreśla brązowe karły, które się uformowały samodzielnie, ale mają masę poniżej 13 mas Jowisza, z listy planet.
Pozostajemy z problemem: czy gwiazdy i masywne planety to, w esencji, te same obiekty, tylko o różnych masach początkowych? A może są to obiekty o zupełnie różnej naturze, a rozdzielanie ich po masie nie ma sensu? Ja osobiście skłaniam się ku pierwszemu rozwiązaniu, bo znamy brązowe karły ciasno krążące wokół innych gwiazd, co mi sugeruje, że zostały one uformowane w dysku protoplanetarnym. Jako że nie jestem specjalistą w dziedzinie brązowych karłów, nie będę forsował żadnego rozwiązania. Niech zajmą się tym odpowiedni ludzie.
--------------------------------------------------------------------------
Takie rzeczy tylko w #astronomiaodkuchni ( ͡° ͜ʖ ͡°)ﾉ⌐■-■
--------------------------------------------------------------------------
Na obrazku: Mgławica M42 w Orionie, gwiazdowy żłobek, który w zimie jest widoczny gołym okiem
--------------------------------------------------------------------------
O czym będzie następny odcinek? Decyzja należy do Ciebie! Zagłosuj na jeden z trzech tematów poniżej plusując!
--------------------------------------------------------------------------
#astronomia #kosmos #ciekawostki #mirkokosmos #liganauki #ligamozgow
źródło: comment_2KRBG6f7iSNpj4fyAr0Op7ogAKFUq4CW.jpg
Pobierz@Al_Ganonim: ja to mam zawsze problem żeby w sklepie dobrać długość dżinsa( ͡º ͜ʖ͡º)
Co do reszty komentarza, myślę dokładnie tak jak napisałeś.
źródło: comment_QLmwzEZl2wYVbrcUgwLHSUqLwqqEUdud.jpg
Pobierz@majsterkong: Na mirko? Jeszcze nic. Ale tekst mam już gotowy ( ͡° ͜ʖ ͡°) mogę sformatować i wrzucić kiedyś pod tag. Nie ma sprawy.
60 litrowe "wiaderko"... chyba wiadrzysko( ͡° ͜ʖ ͡°)
A zastanawiam się jak powstawały te supermasywne czarne dziury w centrach galaktyk? (Może istnieć galaktyka bez CD w środku?).
Czy przechodziły one taką samą ścieżką jak zwykłe CD, czy mogło dojść do tego, że ilość materii podczas tworzenia była tak duża, że ciśnienie i temperatura wewnątrz pozwoliła na tworzenie neutronów i prostą drogą do CD?
@Ucik: To ja moge odpowiedzieć na to pytanie już w tym momencie :). Uwaga, odpowiadam:
nikt tego nie wie.Serio. To jest wielki problem. Jest kilka teorii, ale wciąż nie mamy pewności, jak one powstały. Mogę przygotować kiedyś wpis ze spekulacjami oraz proponowanymi teoriami, ale to będzie tylko tyle.
Ja się amatorsko interesuję takimi rzeczami. Stąd czytanie Twoich wpisów jest znacznie ciekawsze i łatwiejsze w przyswojeniu niż jakaś książka w tym temacie jak sądzę. Wielkie dzięki za to. W ogóle, będąc pracownikiem naukowym szkoda pewnie trochę, że Mirko nie znajduje się na liście filadelfijskiej :P
A jakie bzdury są w Interstellar?
I opisz kiedyś teorie o czarnych dziurach w sercach galaktyk.
@raFFcio:
Haha :D Już widzę system cytacji ;).
[1] P. I. Nionszek, MiRKo, 2015, Raz na sto lat, 66, 123
[2] D. D. Leszke, MiRKo, 2014, Dd a sprawa polska, 879, 473
[3] T. Roll, MiRKo, 2013, Dyskurs o ilości groszy za wpis, 60, 52
[4] H. H. Szek, MiRKo, 2015, Bądź mną, 12, 356
Dobrze, że oglądasz, fajnie się to ogląda :D A wiesz, że to film, 10 sezonów SG1, 5 sezonów SGA, 2 filmy, 2 sezony SGU? :D
Trzebaby to policzyć. Nawet nie będzie to trudne, bo dylatacja czasu z różnicy krzywizn czasoprzestrzeni może posłużyć od razu za wskaźnik sił pływowych, które działają na planetę. Jeszcze inna rzecz, która mi przyszła teraz do głowy, to problem z rotacją planety. Nie pamiętam, gdzie
Mnie się wydaje, że nie byłoby tak dalekiej różnicy na tak małej odległości tj. skoro na planecie byli godzinę, to na orbicie nie minęłoby tyle lat co na ziemi (23 chyba). Tylko raczej na ziemi 23, na orbicie 15 a na planecie 1 godzina.
@pp14sr:
@Al_Ganonim: W skrócie... nie.