am@astronomija.co.yu

 

 

Galaksije
Zvezde
 

 

Sadržaj AM

 

 

Milan Milošević m.milan@EUnet.yu

Kako eksplodiraju zvezde?

Sadržaj | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
|
17 | 18 | 19 |>

1         Zvezda je rođena

Kada u vedroj noći pogleda nebo iznad nas prekriveno ogromnim brojem zvezda, verovatno ćemo pomisliti da je ono večno i nepromenljivo. I zaista, ako bi se od nas tražilo da ukažemo na bilo kakve promene na zvezdama otkako je čovečanstvo počelo sa zapisivanjem astronomskih posmatranja pre više hiljada godina ne bi znali šta da odgovorimo.

Možda je ovu priču o promenama na zvezdama najbolje početi jednom legendom, legendom o efemerama, jednoj posebnoj vrsti insekata koje je Priroda obdarila velikim intelektom ali istovremeno proklela vrlo kratkim životnim vekom. Svaka jedinka ove vrste insekata živi samo 24 časa i u tom vremenu živi punim životom, učestvujući u društvenom životu civilizacije efemera, dajući doprinose male razvoju njihove umetnosti i nauke, ali te male doprinose buduće generacije će ceniti i u njima uživati.

Efemere žive u velikoj šumi. Najveća misterija sa kojom se ova vrsta suočava je svet oko njih. Ogromno drveće diže se do visine od nekoliko desetina metara, dok se na tlu vide semenke, male zelene mladice, kao i brojni truli panjevi. Bezbrojne generacije efemera verovale su da je šuma večna i nepromenljiva. Jednostavno, nijedan od ovih inteligentnih insekata nije živeo dovoljno dugo da bi zapazio ikakvu promenu. Ali vremenom stari insekti pričali su svojim potomcima kako je šuma izgledala pre nekoliko dana, u vreme njihovih dedova i pradedova, jedna značajna priča počela je da se stvara. Oni su shvatili da predmeti u šumi – drveće, mladice i truli panjevi – nisu nepovezani i nepromenljivi. Naprotiv, podaci i iskazi starijih jasno su ukazivali na životne cikluse ogromnih razmera, a malobrojni naučnici među efemerama hrabro su počeli da stvaraju teorije o evoluciji šume: iz semenki na šumskom tlu razvijaju se mladice, potom, dok hiljade generacija efemera dođu i odu, iz mladica izraste ogromno drveće koje se diže iznad glava. Na kraju, kad ostari i oslabi ogromno drveće lomi se i pada na zemlju, gde truljenjem obogaćuje tlo za buduće generacije. Šuma daje iluziju nepromenljivosti samo zato što je životni vek insekata tako očajno kratak.

U našem svetu efemere smo mi, ljudi, a naša 'šuma' je ceo Univerzum. Milijarde objekata koje vidimo rasute po našoj galaksiji – zvezde, magline, međuzvezdani gas i prašina –  nisu zasebne i nepovezane pojave. Naprotiv, one nam pričaju jednu priču o evoluciji zvezda.

M16, veća slika 30 k

Negde daleko u galaksiji ogromni oblak međuzvezdanog gasa i prašine tiho se kreće kroz skoro potpuni vakuum. Pramenaste ivice oblaka pružaju se u tamu, hiljadama milijardi kilometara u svim pravcima. Hemijski sastav ovog oblaka prilično je jednostavan nema tu skoro ničeg drugog osim vodonika i helijuma, ali ova dva elementa ima sasvim dovoljno za nastanak nekoliko desetina zvezda sličnih našem Suncu. U ovom oblaku nema svetlosti, tu zvezde ne sijaju. Proces rađanja zvezde tek treba da počne (slika M16).

Masa oblaka je ogromna ali on ima tako ogromne dimenzije da su atomi vrlo retki. I zaista, ako bi smo se slučajno našli u centru ovog oblaka, skoro da ne bi ni primetili razliku u odnosu na savršeni vakuum međuzvezdanog prostora. Tek vrlo preciznim ispitivanjem našli bi oko 10 atoma vodonika u kubnom centimetru prostora, a na svakih 16 vodonikovih našli bi po jedan atom helijuma. Poređenja radi, u vazduhu koji dišemo ima 30×1018 atoma u svakom kubnom centimetru.

A tek kako je hladno u ovom oblaku! Na samo 100K, odnosno -1730C, atomi oblaka lenjo krivudaju, sudarajući se tek ponekad. Ovo sada vrlo mirno mesto uskoro će postati 'srce' novorođene zvezde. Ali, za sada, oblak strpljivo čeka, kao što je čekao milionima godina.

U jednom trenutku, negde daleko od oblaka, nastaće udarni talas. Talas će pogoditi oblak i narušiće njegov mir. Talas će početi da sabija međuzvezdani materijal i upravo to sabijanje je okidač u procesu rađanja zvezda. Atomi iznenada počinju da se međusobno sudaraju. Oblak je najpre bio providan ali sada kada su atomi na bliskom rastojanju, slaba svetlost zvezda više ne prodire kroz njega. Međuzvezdani oblak postao je tamna maglina (slika: maglina 'Konjska glava').

Konjska glava Konjska glava, detalj sa  levog snimka

Kako svetlost više ne prolazi kroz oblak više ništa ne zagreva gasove u njegovom središtu i oni počinju da se hlade. Sa opadanjem temperature smanjuje se i brzina atoma i oni počinju da se kreću sporije nego ikad ranije. Sila gravitacije između pojedinačnih atoma počinje da dominira.

Tamna maglina nije savršeno glatka i uniforma. U njoj postoje takva mesta gde atoma ima nešto više od proseka. Sva materija ima gravitaciju. Što je više mase na jednom mestu, gravitacija je jača. Mesta sa većom gravitacijom lako privlače obližnje atome koji se lagano kreću. Sa povećanjem broja atoma gravitacija na tim mestima postaje još jača privlačeći tako sve više materijala iz okoline. Na taj način maglina počinje da se lomi na komade, tzv. globule.

Crtež 1

Globula je nestabilna. Jednostavno ona nije u stanju da podnese njenu težinu. Hiljade milijardi tona gasa, koje sa svih strana vrše pritisak ka unutrašnjosti dovode do toga da se globula skuplja. Ona postaje sve manja i manja, sabijajući gas do sve većeg pritisak i gustine (crtež 1).

U prirodi pritisak i temperatura najčešće idu 'ruku pod ruku'. Kako raste pritisak raste i temperatura. Gasovi u unutrašnjosti se usijavaju a zračenje počinje da izbija napolje. Globula prestaje da bude tamna. Prva svetlost koja će stići do nekog udaljenog posmatrača biće tamno crvena. Od globule nastaće protozvezda.

Ali i protozvezda je nestabilna. Ta gasovita sfera još uvek nije u stanju da se odupre ogromnoj težini njenih spoljnih slojeva. Kontrakcija se nastavlja a to dovodi do sve većeg porasta temperature i pritiska u unutrašnjosti.

Konačno, kad temperatura u centru dostigne 10 miliona stepeni počinje sagorevanje vodonika. Sagorevanje vodonika prati ogromna količina oslobođene energije. Protozvezda konačno može da se odupre težini svojih spoljnih slojeva. Kontrakcija je tako zaustavljena a zvezda je rođena.

I ako obično govorimo o 'sagorevanju' vodonika, tu ništa ne gori u običnom smislu plamena sveće ili drveta u kaminu. Umesto toga, termonuklearne reakcije duboko u unutrašnjosti zvezda stapaju atomska jezgra. U tim nuklearnim pećima, na neshvatljivim temperaturama i pritiscima, lakši elementi se pretvaraju u teže.

Zvezde kao što je Sunce sagorevaju vodonik u svojim jezgrima milijardama godina. Vodonik je gorivo, a helijum pepeo. Postepeno, sa prelaskom ovih zvezda iz perioda sazrevanja u period zrelosti, u njihovim jezgrima dolazi do nagomilavanja helijuma, dok se snabdevanje vodonikom smanjuje. I konačno, u prelomnom dobu u životu svih zvezda dolazi do nedostatka vodonika. To je okidač za velike promene u strukturi i izgledu zvezda, promene koje su veće i dramatičnije od svih koje su zvezdu zadesile tokom eona proteklih od njenog rađanja.

Sadržaj | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |13 | 14 | 15 | 16 |
|
17 | 18 |19 |>

(maj 2003.)

vrh

[ Home | Sadržaj | Galaksija | Sunčev sistem | Teorija i praksa ]
[ Instrumenti | Istorija i tradicija | Efemeride ]