Zvaigznes, tāpat kā cilvēki, var būt jaundzimušas, jaunas, vecas. Katru mirkli dažas zvaigznes nomirst un citas veidojas. Parasti jaunākie no tiem ir līdzīgi Saulei. Viņi ir veidošanās stadijā un faktiski pārstāv protozvaigznes. Astronomi tos sauc par T-Taurus zvaigznēm pēc to prototipa. Pēc savām īpašībām - piemēram, spilgtuma - protozvaigznes ir mainīgas, jo to pastāvēšana vēl nav nonākusi stabilā fāzē. Ap daudziem no tiem ir liels daudzums matērijas. Spēcīgas vēja straumes izplūst no T veida zvaigznēm.
Protoszvaigznes: dzīves cikla sākums
Ja matērija nokrīt uz protozvaigznes virsmas, tā ātri izdeg un pārvēršas siltumā. Tā rezultātā protozvaigžņu temperatūra nepārtraukti palielinās. Kad tā paceļas tik daudz, ka zvaigznes centrā tiek iedarbinātas kodolreakcijas, protozvaigzne iegūst parastās zvaigznes statusu. Sākoties kodolreakcijām, zvaigznei ir pastāvīgs enerģijas avots, kas ilgstoši atbalsta tās dzīvībai svarīgo darbību. Cik ilgs būs zvaigznes dzīves cikls Visumā, ir atkarīgs no tās sākotnējā izmēra. TomērTiek uzskatīts, ka zvaigznēm ar Saules diametru ir pietiekami daudz enerģijas, lai ērti pastāvētu apmēram 10 miljardus gadu. Neskatoties uz to, gadās arī tā, ka vēl masīvākas zvaigznes dzīvo tikai dažus miljonus gadu. Tas ir saistīts ar faktu, ka viņi degvielu sadedzina daudz ātrāk.
Parastā izmēra zvaigznes
Katra no zvaigznēm ir karstas gāzes ķekars. To dziļumos nepārtraukti notiek kodolenerģijas ģenerēšanas process. Tomēr ne visas zvaigznes ir līdzīgas Saulei. Viena no galvenajām atšķirībām ir krāsā. Zvaigznes ir ne tikai dzeltenas, bet arī zilganas, sarkanīgas.
Spilgtums un spožums
Tie atšķiras arī ar tādām īpašībām kā spožums un spilgtums. Tas, cik spoža būs no Zemes virsmas novērotā zvaigzne, ir atkarīgs ne tikai no tās spožuma, bet arī no attāluma no mūsu planētas. Ņemot vērā attālumu līdz Zemei, zvaigznēm var būt pilnīgi atšķirīgs spilgtums. Šis skaitlis svārstās no vienas desmittūkstošdaļas no Saules spožuma līdz spilgtumam, kas salīdzināms ar vairāk nekā miljonu Saules.
Lielākā daļa zvaigžņu atrodas šī spektra apakšējā daļā, jo tās ir blāvas. Daudzējādā ziņā Saule ir vidēja, tipiska zvaigzne. Tomēr, salīdzinot ar citiem, tam ir daudz lielāks spilgtums. Lielu skaitu blāvu zvaigžņu var novērot pat ar neapbruņotu aci. Iemesls, kā zvaigznes atšķiras pēc spilgtuma, ir to masas dēļ. Krāsu, spīdumu un spilgtuma izmaiņas laika gaitā nosaka daudzumsvielas.
Mēģinājumi izskaidrot zvaigžņu dzīves ciklu
Cilvēki jau sen ir mēģinājuši izsekot zvaigžņu dzīvei, taču pirmie zinātnieku mēģinājumi bija visai bikli. Pirmais solis bija Lane likuma piemērošana Helmholca-Kelvina hipotēzei par gravitācijas kontrakciju. Tas radīja jaunu izpratni astronomijā: teorētiski zvaigznes temperatūrai vajadzētu palielināties (tās vērtība ir apgriezti proporcionāla zvaigznes rādiusam), līdz blīvuma palielināšanās palēninās kontrakcijas procesus. Tad enerģijas patēriņš būs lielāks par ienākumiem. Šajā brīdī zvaigzne sāks strauji atdzist.
Hipotēzes par zvaigžņu dzīvi
Vienu no sākotnējām hipotēzēm par zvaigznes dzīves ciklu ierosināja astronoms Normans Lokers. Viņš uzskatīja, ka zvaigznes rodas no meteoriskas vielas. Tajā pašā laikā viņa hipotēzes nosacījumi balstījās ne tikai uz astronomijā pieejamajiem teorētiskajiem secinājumiem, bet arī uz zvaigžņu spektrālās analīzes datiem. Lokers bija pārliecināts, ka ķīmiskie elementi, kas piedalās debess ķermeņu evolūcijā, sastāv no elementārdaļiņām - "protoelementiem". Atšķirībā no mūsdienu neitroniem, protoniem un elektroniem, tiem ir nevis vispārējs, bet gan individuāls raksturs. Piemēram, saskaņā ar Lockyer teikto, ūdeņradis sadalās par tā saukto "protoūdeņradi"; dzelzs kļūst par "proto-dzelzi". Arī citi astronomi mēģināja aprakstīt zvaigznes dzīves ciklu, piemēram, Džeimss Hopvuds, Jakovs Zeldovičs, Freds Hoils.
Milžu un pundurzvaigznes
Lielās zvaigznes ir visskaistākās un spožākās. Pēc izskata tie parasti ir b alti vai zilgani. Lai gan tiem ir milzīgs izmērs, tajos esošā degviela izdeg tik ātri, ka tie to zaudē tikai dažu miljonu gadu laikā.
Mazas zvaigznes, atšķirībā no milzu zvaigznēm, parasti nav tik spilgtas. Viņiem ir sarkana krāsa, tie dzīvo pietiekami ilgi - miljardiem gadu. Bet starp spožākajām zvaigznēm debesīs ir arī sarkanas un oranžas. Piemērs ir zvaigzne Aldebaran - tā sauktā "vērša acs", kas atrodas Vērša zvaigznājā; kā arī zvaigzne Antares Skorpiona zvaigznājā. Kāpēc šīs foršās zvaigznes spēj konkurēt spožumā ar tādām karstām zvaigznēm kā Sirius?
Tas ir saistīts ar faktu, ka reiz tās ļoti paplašinājās un to diametrs sāka pārsniegt milzīgās sarkanās zvaigznes (supergiantus). Milzīgais laukums ļauj šīm zvaigznēm izstarot par kārtu vairāk enerģijas nekā Saulei. Un tas neskatoties uz to, ka to temperatūra ir daudz zemāka. Piemēram, Betelgeuse diametrs, kas atrodas Oriona zvaigznājā, ir vairākus simtus reižu lielāks nekā Saules diametrs. Un parasto sarkano zvaigžņu diametrs parasti nav pat desmitā daļa no Saules izmēra. Šādas zvaigznes sauc par punduriem. Katrs debess ķermenis var iziet cauri šāda veida zvaigžņu dzīves ciklam - viena un tā pati zvaigzne dažādos savas dzīves posmos var būt gan sarkanais milzis, gan punduris.
Kā likums, gaismekļiem patīk Sauleuzturēt to eksistenci, pateicoties iekšpusē esošajam ūdeņradim. Tas pārvēršas hēlijā zvaigznes kodola iekšpusē. Saulei ir milzīgs degvielas daudzums, taču pat tā nav bezgalīga - puse no rezerves ir iztērēta pēdējo piecu miljardu gadu laikā.
Zvaigžņu mūžs. Zvaigžņu dzīves cikls
Pēc tam, kad ūdeņraža padeve zvaigznes iekšienē ir izsmelta, notiek nopietnas izmaiņas. Atlikušais ūdeņradis sāk degt nevis tā kodolā, bet gan uz virsmas. Šajā gadījumā zvaigznes mūžs arvien vairāk samazinās. Zvaigžņu cikls, vismaz lielākā daļa no tiem, šajā segmentā pāriet uz sarkanā milža stadiju. Zvaigznes izmērs kļūst lielāks, un tās temperatūra, gluži pretēji, samazinās. Tā parādās lielākā daļa sarkano milžu, kā arī supergigantu. Šis process ir daļa no kopējās izmaiņu secības, kas notiek ar zvaigznēm, ko zinātnieki sauca par zvaigžņu evolūciju. Zvaigznes dzīves cikls ietver visus tā posmus: galu galā visas zvaigznes noveco un mirst, un to pastāvēšanas ilgumu tieši nosaka degvielas daudzums. Lielās zvaigznes savu dzīvi beidz ar milzīgu, iespaidīgu sprādzienu. Pieticīgākie, gluži pretēji, mirst, pakāpeniski sarūkot līdz b alto punduru izmēram. Pēc tam tie vienkārši izgaist.
Cik ilgi dzīvo vidēja zvaigzne? Zvaigznes dzīves cikls var ilgt no mazāk nekā 1,5 miljoniem gadu līdz 1 miljardam gadu vai vairāk. Tas viss, kā tika teikts, ir atkarīgs no tā sastāva un izmēra. Tādas zvaigznes kā Saule dzīvo no 10 līdz 16 miljardiem gadu. Ļoti spilgtas zvaigznestāpat kā Sirius, dzīvo salīdzinoši īsu laiku – tikai dažus simtus miljonus gadu. Zvaigznes dzīves cikla diagramma ietver šādus posmus. Tas ir molekulārais mākonis – mākoņa gravitācijas sabrukums – supernovas dzimšana – protozvaigznes evolūcija – protozvaigžņu fāzes beigas. Tad seko posmi: jaunas zvaigznes stadijas sākums - dzīves vidus - briedums - sarkanā milža stadija - planetārais miglājs - b altā pundura stadija. Pēdējās divas fāzes ir raksturīgas mazām zvaigznēm.
Planētu miglāju daba
Tātad, mēs īsi pārskatījām zvaigznes dzīves ciklu. Bet kas ir planētu miglājs? Zvaigznes dažreiz nopludina savus ārējos slāņus, no milzīga sarkanā milža kļūstot par b altu punduri, atstājot atklātu zvaigznes kodolu. Zvaigznes izstarotās enerģijas ietekmē gāzes apvalks sāk mirdzēt. Šis posms ieguva savu nosaukumu tāpēc, ka gaismas gāzes burbuļi šajā apvalkā bieži izskatās kā diski ap planētām. Bet patiesībā tām nav nekāda sakara ar planētām. Zvaigžņu dzīves cikls bērniem var neietvert visas zinātniskās detaļas. Var aprakstīt tikai galvenās debess ķermeņu evolūcijas fāzes.
Zvaigžņu kopas
Astronomi mīl izpētīt zvaigžņu kopas. Pastāv hipotēze, ka visi gaismekļi dzimst tieši grupās, nevis pa vienam. Tā kā vienai un tai pašai kopai piederošajām zvaigznēm ir līdzīgas īpašības, atšķirības starp tām ir patiesas, nevis attāluma līdz Zemei dēļ. Kādas izmaiņasneiekrita šo zvaigžņu sastāvā, viņi savu sākumu uzņem vienlaicīgi un ar vienādiem nosacījumiem. Īpaši daudz zināšanu var iegūt, pētot to īpašību atkarību no masas. Galu galā zvaigžņu vecums kopās un to attālums no Zemes ir aptuveni vienāds, tāpēc tie atšķiras tikai ar šo rādītāju. Klasterus ieinteresēs ne tikai profesionāli astronomi – ikviens amatieris ar prieku uzņems skaistu fotogrāfiju, apbrīnos to izcili skaisto skatu planetārijā.
