Przeskocz do treści

Delta mi!

Prosto z nieba

O rozmiarach gwiazd

Michał Bejger

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: lipiec 2015
  • Publikacja elektroniczna: 30-06-2015
obrazek

Wikipedia

Porównanie wielkości UY Scuiti i Słońca.

Wikipedia

Porównanie wielkości UY Scuiti i Słońca.

Astronomiczne rozmiary kosmosu bardzo łatwo wywołują u nieprzyzwyczajonych zawroty głowy i problemy z wyobrażeniem sobie wielkości i odległości do różnych obiektów astrofizycznych. W niektórych przypadkach prowadzi to nawet do zupełnej znieczulicy w kwestii niezwykłej rozpiętości skal obiektów występujących w naszym Wszechświecie.

Słońce jest traktowane przez Ziemian jako naturalny punkt porównania mas, jasności i rozmiarów innych gwiazd. Na tle populacji galaktycznej jest jednak dość przeciętną, średniej wielkości gwiazdą - promień około 700 tys. km (nieco ponad stukrotnie większy niż ziemski) i masie 2 ⋅1030 kg (około 330 tys. razy więcej niż Ziemia). Jest w średnim wieku (4,5 mld lat) i znajduje się na tzw. ciągu głównym, czyli wśród karłów: niestarych gwiazd, których źródłem energii jest przemiana wodoru w hel w jądrze. Za kolejne 5 mld lat Słońce w trakcie ewolucji opuści ciąg główny. Będzie wtedy o wiele większe (rozmiaru orbity Ziemi) i zmieni kolor na czerwony. Źródłem energii tego typu gwiazd - czerwonych olbrzymów - jest wodór "palony" w otoczce helowego jądra. W kolejnym etapie produkcja energii wróci do jądra, tym razem podczas zamiany helu na cięższe pierwiastki. Ostatecznie, po etapie odrzucenia zewnętrznych warstw (które utworzą mgławicę planetarną), to właśnie powoli stygnące jądro Słońca - biały karzeł wielkości Ziemi - będzie jedyną pozostałością po Słońcu.

Początkowa masa gwiazdy na ciągu głównym i jej skład decyduje o jej późniejszym rozmiarze. Ogólna reguła brzmi: otyli żyją gwałtownie i krótko. Bardzo masywne gwiazdy ewoluują w skali milionów lat, by pod koniec życia wybuchnąć jako supernowe.

Jak duże mogą być gwiazdy? Obecną rekordzistką jest UY Scuti, sklasyfikowana jako hiperolbrzym, czyli gwiazda dużo większa nie tylko od olbrzyma, ale także od superolbrzyma, tj. gwiazdy dostatecznie masywnej, spalającej hel i kolejne cięższe pierwiastki, aż do żelaza w jądrze. Promień UY Scuti wynosi 1700 promieni Słońca i zmienia się w trakcie pulsacji o około 200 promieni Słońca. Rozmiar gwiazdy sięga więc prawie 9 jednostek astronomicznych, czyli odległości Słońce-Saturn! Zewnętrzne, rzadkie warstwy atmosfery przechodzące w wypływ wiatrowy rozciągają się aż do orbity Plutona. UY Scuti nie jest wcale najmasywniejszą gwiazdą znaną astronomom - waży około  , |30M podczas gdy obecny rekord masy należy do gwiazdy typu Wolfa-Rayeta, R136a1 (około  |265M ). Na drugim końcu skali znajdują się wspomniane już białe karły, które mogą być tak małe jak skaliste globy typu ziemskiego, oraz gwiazdy neutronowe o promieniach 10-15 km.

Zachęcamy do przestudiowania diagramu Hertzsprunga-Russella, czyli zależności temperatury względem obserwowanej jasności dla różnych mas początkowych gwiazd.