Trpaslíky na oblohe

16. jan. 2017 • Fyzikálne vedy

Trpaslíky na oblohe

V astronómii sa pre rôzne druhy objektov, ktoré vidíme na oblohe, zvyknú používať krásne poetické názvy a prirovnania. Namiesto suchých terminus technicus, preto v tejto rozprávkovej ríši nájdeme aj obry a trpaslíky.

Biele trpaslíky, ktoré sa nachádzajú v tesných dvojhviezdach, majú dobrodružný život. Kradnú si navzájom hmotu, môžu vybuchovať ako novy, alebo efektne ukončiť svoj život výbuchom supernovy.

Trpaslíky sú veľmi rôznorodé objekty a poznáme ich viac druhov. Základné vlastnosti, ktoré ich charakterizujú, najlepšie vyjadríme tak, že si ukážeme, kde bývajú.

Hlavná postupnosť

Predstavte si mapu, ktorá však nie je klasická, keďže ide o diagram zobrazujúci základné vlastnosti hviezd. Namiesto zemepisnej šírky a dĺžky však na vodorovnej osi bude teplota objektov, ktorá klesá smerom doprava. Namiesto teploty sa častejšie používajú spektrálne typy: O, B, A, F, G, K, M, L, T, Y, ktoré prislúchajú objektom s postupne nižšou teplotou. Na zvislej osi je jasnosť objektov, ktorá stúpa smerom nahor. Jasnosť sa udáva v jednotkách, ktoré nazývame magnitúdy, alebo v jednotkách svietivosti Slnka a v logaritmickej škále. Na diagrame vidíme, že jednotlivé objekty, podobne ako ľudia, nebývajú osamote roztrúsené, ale vytvárajú hustejšie obývané oblasti, akoby osady.

Najviac objektov sa usadilo pozdĺž rieky smerujúcej zhora (vľavo) nadol (vpravo). Túto postupnosť osád rôznych farieb nazývame hlavná postupnosť. Práve tu bývajú bežné trpaslíky. Sú to obyčajné hviezdy. Na to, aby mohli žiariť, potrebujú nejakú obživu. Trpaslíky na hlavnej postupnosti majú o potravu postarané. Vo svojom jadre pomaly spaľujú vodík na hélium, pokým sa im jeho zásoby v jadre neminú. Keď k tomu dôjde, tak sa jednoducho presťahujú do inej osady – doprava a hore – do osady obrov. Tak sa z trpaslíka stane iná hviezda: obor.

Morganova-Keenanova spektrálna klasifikácia
Povrchové vrstvy trpaslíkov majú zhruba rovnaké chemické zloženie: asi 90 % vodíka, 10 % hélia a malé množstvá ťažších prvkov. Na spresnenie je potrebné poznamenať, že za hviezdu sa považuje každý svietiaci objekt približne guľového tvaru, držaný pokope vlastnou gravitáciou, ktorý počas značnej časti svojho života produkoval energiu spaľovaním vodíka termonukleárnymi reakciami. Vodíkom sa tu myslí iba tzv. ľahký vodík, zložený z protónu a elektrónu. Trpaslíky môžu mať rôznu farbu v závislosti od ich povrchovej teploty.

Horúce trpaslíky

Sú to najhmotnejšie hviezdy, sú viac ako dvakrát ťažšie ako Slnko (M☼). Tie najhorúcejšie sú až 100-krát ťažšie. V dôsledku veľkej hmotnosti je v ich jadre vysoká teplota a tlak, čo spôsobuje, že svoj vodík veľmi rýchlo spália, a tak žijú pomerne krátko, iba milión až miliardu rokov. To je aj jeden z dôvodov, prečo je takýchto hviezd veľmi málo. Hmotnejšie z nich ukončia svoj život výbuchom supernovy. Ostane po nich prach, ktorý recyklujú nové hviezdy alebo z neho môžu vzniknúť planéty a tým aj život.

Teplota na ich povrchu dosahuje viac ako 8-tisíc kelvinov, a tak vyžarujú hlavne v ultrafialovej oblasti. Ich farbu ľudské oko vníma v porovnaní s chladnejšími hviezdami modrejšie, a tak ich niekedy nazývame aj modré trpaslíky, hoci nie sú modré. Ide o pomerne veľké hviezdy, 2- až 20-násobne väčšie ako polomer Slnka (R☼). Ich jadro je veľmi horúce a konvektívne, čo znamená, že sa silno premiešava, akoby vrelo.

Všetky hviezdy sa otáčajú okolo svojej osi. Horúce trpaslíky patria medzi tie rýchlejšie, keďže ich rýchlosť rotovania na rovníku dosahuje často stovky km/s. Podľa spektra ich delíme na typy O, B, A.

Niektoré z nich sú postihnuté zvláštnou chorobou. Na povrchu sa im vyhodia veľké škvrny, ktoré majú výrazne odlišné chemické zloženie ako ich okolie alebo vnútro hviezdy. Zistilo sa, že predispozíciu k takejto chorobe majú hviezdy s pomalšou rotáciou a silnými magnetickými poľami.

Žlté trpaslíky

Sú chladnejšie a Slnku podobné hviezdy spektrálneho typu G. Teplota na povrchu dosahuje 5 200 – 6 000 K. Vyžarujú najmä vo viditeľnom svetle s maximom v zelenej farbe. Atmosféra Zeme z toho časť rozptýli (najmä modrú farbu) a potom ich vnímame ako biele, prípadne žltkasté. Ich hmotnosť je asi 0,8 – 1,2 M☼ a aj veľkosťou sú podobné Slnku, ktoré je asi 100-násobne väčšie ako naša Zem.

Chladnejšie trpaslíky rotujú výrazne pomalšie ako horúce trpaslíky, rýchlosťou iba pár kilometrov za sekundu. Sú to na prvý pohľad relatívne pokojné hviezdy. Keď sa na ne pozrieme bližšie, zistíme, že na ich povrchu to žije. Na rozdiel od horúcich trpaslíkov nemajú konvektívne jadro, ale konvektívne povrchové vrstvy, a preto to tam doslova vrie. S konvekciou a lokálnymi magnetickými poľami súvisia malé tmavé škvrny veľkosti asi Zeme, ako aj občasné erupcie, ktoré tiež môžeme vidieť na Slnku.

 

Autor: RNDr. Ján Budaj, PhD., Astronomický Ústav SAV

Foto: NASA; Wikipedia.org

Uverejnil: MZ

 

Poznáme ešte niekoľko ďalších zaujímavých druhov trpaslíkov, ktoré žijú na oblohe. Viac sa o nich, ako aj o iných zaujímavých témach, dočítate v časopise Quark (číslo 1/2017), ktorý nájdete v novinových stánkoch alebo si ho môžete predplatiť v elektronickej alebo papierovej verzii na www.quark.sk.

 

Súvisiace:

Hore
TVT 2019
QUARK
Bratislavská vedecká cukráreň
Aurelium - centrum vedy
TVT 2019
Veda v Centre
Prechod VK na VND - jeseň
kúpa časopisov jún 2016
Publikácie Veda v CENTRE
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Extrapolácie 2019
Zaujímavosti vo vede
Čmeliak dokáže vyletieť vyššie ako na Mount Everest.
Zistite viac