Chciałem zamieścić artykuł o obserwacjach słońca, jednak sieć teleskopów GLORIA, z której korzystam, wprowadza nową maszynę i nie mogłem zarezerwować teleskopu na kilka kolejnych dni. Artykuł ten zamieszczę jak tylko przeprowadzę obserwacje. Opowiem więc o życiu gwiazd, o procesach
jakie w nich zachodzą i o tym, w co się zmieniają.
Zdj.1 Nasze Słońce (dość stare zdjęcie z teleskopu GLORIA)
Zacznijmy od narodzin gwiazdy. W mgławicy (obłoku gazów,
przede wszystkim wodoru) atomy pod wpływem grawitacji zbliżają się do siebie. Wytwarzają
w końcu dysk, w którym powstaje coś na kształt jądra. Dysk protogwiazdowy, bo
tak się nazywa, wiruje. Wirowanie jest jednym z warunków powstanie gwiazdy.
Jądro jest coraz masywniejsze i stopniowo oczyszcza dysk. W końcu rozpoczyna
się jego kolaps (zapadanie). Coraz większe ciśnienie we wnętrzu gwiazdy
stopniowo zbliża atomy do siebie. Dodatnie jądra, które normalnie by się
odpychały, zderzają się i łączą. Nazywamy to fuzją jądrową. Przez zderzenia
stopniowo powstają cięższe pierwiastki (z wodoru hel i.t.d.). Skutkuje to
powstaniem dużej ilości energii, której emisja równoważy grawitację. Między
siłami panuje równowaga, kolaps zostaje zatrzymany. Z resztek dysku powstają
planety. Gwiazdy żyją różną ilość czasu. Najmniejsze wymagają najniższej ilości
energii by powstrzymać kolaps, więc pierwiastki przemieniają się powoli i
starcza ich na dłużej. Małe gwiazdy potrafią żyć dziesiątki miliardów lat, a
największe „tylko” kilka milionów.
Rys.1 Schemat równowagi sił w gwieździe
Pierwiastki w gwieździe stopniowo przekształcają się w inne.
W końcu emisja promieniowania nie może już równoważyć grawitacji. Gwiazda
zaczyna się ponownie zapadać. Teraz mamy kilka możliwości, ściśle związanych z
masą gwiazdy. Małe gwiazdy (mniejsze niż 8 mas Słońca) mają za małą masę, by się
zapaść. W końcu zagęszczenie cząsteczek równoważy grawitację. Powstaje
niewielki obiekt o bardzo wysokiej gęstości – biały karzeł. Taki obiekt
stopniowo stygnie. Nie zaobserwowano jeszcze nigdzie następnego stadium rozwoju
gwiazdy – hipotetycznego czarnego karła, ponieważ ich teoretyczny czas
powstawania jest dłuższy niż wiek wszechświata.
Ale co się dzieje z większymi gwiazdami? Rozpędzone przez
grawitację cząsteczki uderzają o siebie. Następuje implozja(olbrzymie zderzenie
cząstek pędzących do środka obiektu, po czym następuje gigantyczna emisja
promieniowania związana ze zderzeniem się atomów), która rozrywa otoczkę
gwiazdy. Takie zjawisko nazywamy supernową. Supernowa jest tak jasna, że może
przyćmić macierzystą galaktykę! Jądro takiej gwiazdy przekształca się w gwiazdę
neutronową. Gwiazda neutronowa jest bardzo gęsta – 10^14 g/cm^3. W jej wnętrzu
protony i elektrony przekształciły się w neutrony. Gwiazdy takie mają bardzo
mały promień – od 10 do 100 km! Gwałtowny wzrost prędkości wirowania może
doprowadzić do tego, że taka gwiazda stanie się pulsarem. Pulsar zazwyczaj ma
dwie plamy, które emitują promieniowanie w kosmos. W regularnych odstępach
czasu możemy obserwować błyski takiej gwiazdy.
Rys.2 Jak widać na rysunku, pulsar ma dwie plamy po przeciwległych stronach.
Istnieje jeszcze jedna możliwość. Jeśli gwiazda ma więcej niż
10 mas Słońca, nic nie może zrównoważyć grawitacji. Jądro nie tylko zapadło się całkowicie, ale
jeszcze wciąga (pod wpływem grawitacji) okoliczne obiekty. Powstaje czarna
dziura. Jej grawitacja jest tak potężna, że nawet światło nie może z niej uciec.
Dookoła czarnej dziury gromadzi się dysk pochłanianej przez nią materii. To on
emituje promieniowanie, które możemy obserwować. Największe czarne dziury
nazywamy kwazarami. To właśnie one trzymają galaktyki w całości. Największe
gwiazdy mogą przekształcić się w czarne dziury nawet bez wybuchu supernowej. Więcej
o czarnych dziurach napiszę w jednym a następnych artykułów.
