Tragom zvezda

Promenjive zvezde

Promenjivim nazivamo one zvezde čiji je sjaj, efektivna temperatura, radijus i drugi parametri menjaju u toku vremena kao posledica fizičkih procesa koji se u njima dešavaju u nekoj fazi evolucije. Ovde ćemo se baviti starijim i nestabilnijim zvezdama. Nestabilnost koja se javlja u površinskim slojevima zvezde ne utiče na strukturu duboke unutrašnjosti. U suprotnom, nestabilnost bi dovela do katastrofe.

Činjenica da ih je mnogo manje nego stabilnih zvezda ukazuje na to da zvezde kao nestabilne provode mnogo kraći deo svog života. Osnovna informacija o promenjivim zvezdama sadržana je u krivoj sjaja, koja predstavlja promenu prividne veličine sa vremenom. Prema uzroku i načinu promene sjaja, promenjive zvezde se mogu podeliti u dve osnovne grupe :

  • Pulsirajuće promenjive
  • Kataklizmatične promenjive

Nazivi promenjivih zvezda su se menjali sa otkrićem sve većeg broja zvezda sa posebnim karakteristtikama. Klasifikacija je najpre bila zasnovana isključivo na posmatranoj zavisnosti prividne veličine i vremena. Kasnije je, pokušajima da se razumeju evolucija zvezda i fizički procesi koji dovode do nestabilnosti i do promena njihovih karakteristika, više puta menjan naziv nekih klasa promenjivih zvezda. Tako su na primer, kataklizmatične promenjive zvezde ranije označavane kao eruptivne.

Pulsirajuće promenjive zvezde

Misteriozna promenjiva zvezda Mu Centauri

Promena sjaja ovih zvezda izazvana je manje–više pravilnim pulsiranjem njihovih površinskih slojeva. O pravilnim pulsacijama svedoči periodično pomeranje linija u njihovim spektrima. Da su u pitanju radijalna kretanja površinskih slojeva ukazuje činjenica da minimum sjaja odgovara maksimalnom pomeranju linija ka crvenom, a maksimum sjaja najvećem pomeranju linija ka plavom delu spektra. Pulsiranje zvezda se može objasniti na sledeći način. Zvezda konstantnog sjaja je u hidrostatičkoj ravnoteži (sila gravitacije je uravnotežena silom pritiska). Pretpostavimo da se iz nekog razloga ravnoteža narušila i da se zvezda proširila van svoje ravnotežne zapremine. Sa porastom rastojanja r od centra sila gravitacije opada sporije od pritiska. Javlja se višak gravitacione potencijalne energije, koja prelazi u kinetičku energiju, pa zvezda počinje da se sažima. Krećući se ka centru, omotač prolazi kroz ravnotežni položaj, pritisak temperatura rastu i sažimanje se zaustavlja. Višak unutrašnje (termalne) energije prelazi u kinetičku i zvezda se ponovo širi. Ovo oscilovanje bi se vremenom, zbog disipativnih procesa, prigušilo da ne postoji mehanizam koji ga podržava. Od nekoliko predloženih mehanizama podržavanja zvezdanih pulsacija prihvaćena je tzv. teorija ventila (S.Ževakin 1953). Ulogu ventila ima sloj jonizovanog helijuma u blizini površine zvezde gde su pulsacije najjače. Mehanizam se sastoji u sledećem. U toku faze sažimanja rastu gustina i temperatura. U sloju u kome se dostigne temperatura za jonizaciju helijuma neprozračnost raste. U njemu se zračenje koje dolazi iz dubljih slojeva apsorbuje i helijum postaje dvaput jonizovan (He+hν→H+e). Tako energija zračenja iz unutrašnjosti ostaje zarobljena u tom sloju. Svi slojevi u kojima su pri sažimanju povišeni temperatura i pritisak šire se i tako guraju naviše i sloj u kojem je jonizovan helijum. Gustina i neprozračnost opadaju, nagomilana energija iz sloja dvaput jonizovanog helijuma rekombinacijama i zračenjem se oslobađa, a stepen jonizacije se smanjuje (He+e→He+hν). Helijum prelazi u jednom jonizovano ili neutralno stanje. Ekspanziju omotača zaustavlja višak gravitacione potencijalne energije. Naizmenične faze sažimanja i širenja posledica su promene prozračnosti zbog promene gustine i stepena jonizacije helijuma. Ovaj mehanizam kojim se podržavaju pulsacije (autooscilacije) podseća na rad ventila u toplotnom motoru, pa se zato i naziva mehanizam ventila. Od debljine jonizovanog sloja i njegove dubine u omotaču zvezde zavise karakteristike pulsacija. Da bi ovaj mehanizam funkcionisao, sloj ne treba da bude ni suviše blizu površine ali ni suviše duboko. Potrebna je i dovoljna količina helijuma. Energija potrebna za jonizaciju helijuma u pulsirajućem sloju dostiže se samo kod zvezda određene efektivne temperature i luminoznosti . Zato se promenjive zvezde čije se pulsacije objašnjavaju ovim mehanizmom (RR lyrae i cefeide) nalaze u spektralnim klasama pd A3 do G5 i unutar oblasti vizuelnih magnituda -6 i 0.. Pulsirajuće promenjive zvezde (perioda P ) su :

  • RR Lyrae (1h – 24h)
  • Cefeide (1 dan – 50 dana)
  • Dugoperiodične – Miride (80 dana – 1000 dana)
RSS
Follow by Email
Facebook
Twitter