Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

8. HVĚZDY Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "8. HVĚZDY Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem."— Transkript prezentace:

1 8. HVĚZDY Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 1 FYZIKA PRO IV. ROČNÍK GYMNÁZIA ASTROFYZIKA III/ Tento digitální učební materiál (DUM) vznikl na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/ s názvem „Výuka na gymnáziu podporovaná ICT“. Zpracováno 11. března 2013

2 kosmické objekty takové hmotnosti, že v nich vzplanuly termonukleární reakce mají kulovitý tvar, ve kterém je udržuje gravitace představují dominantní složku svítící hmoty ve vesmíru gravitačně jsou vázány v galaxiích (v jedné galaxii asi kolem 100 miliard) silnější vazby se vyskytují v tzv. hvězdných asociacích nebo hvězdokupách (vždy ovšem v rámci galaxie) Zemi nejbližší hvězda je Slunce HVĚZDY

3 VNĚJŠÍ relativní (závisí na poloze pozorovatele) Hvězdná velikost Vzdálenost absolutní Zářivý výkon Efektivní teplota Spektrální třída Hmotnost Poloměr Chemické složení CHARAKTERISTIKY HVĚZD VNITŘNÍ Centrální teplota T c Centrální tlak p c Většina fyzikálních veličin se u hvězd vyjadřuje v jednotkách vztažených ke Slunci, označují se astronomickým symbolem Slunce, např. M .

4 Centrální teplota Postupnou přeměnou H na He se pozvolna zvyšuje střední hmotnost částic plynu a mění se také hustota. Chemické změny v nitru hvězdy vedou ke zvyšování centrální teploty Tc. Centrální tlak Ve stabilní hvězdě musí platit v každém místě jejího nitra rovnováha mezi gravitační silou a silou vztlakovou. Říkáme, že hvězda je v hydrostatické rovnováze. Na vztlakové síle se podílí zejména tlak plynu. V nitru velmi žhavých hvězd se uplatní také tlak záření. CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnitřní Obr.: 1

5 Hmotnost od 0,08 M  do cca 100 M , M  = kg; většina 0,3 až 5 M S; Podle tohoto parametru lze zjistit délku života hvězdy. Hvězdná velikost, též magnituda, bezrozměrná, fotometrická veličina, která udává jasnost objektu (světelného zdroje) na obloze. Hlavní jednotka jasnosti je 1 magnituda = 1 mag. Hvězdná velikost se zmenší o 5 mag, vzroste-li jasnost stokrát. CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnější Obr.: 2

6 Absolutní hvězdná velikost též absolutní magnituda (značka M) - Není závislá na vzdálenosti od Země (na rozdíl od magnitudy). Je to magnituda, pozorovatelná 10 pc od hvězdy (čili 32,6 světelných roků) Zářivý výkon, někdy nesprávně „svítivost“ (značka L, rozměr W), obvykle v jednotkách (tzv. nominálního Slunce) L  = 4×1026 W celková energie vyzářená ve všech vlnových délkách za jednotku času.Zářivý výkon hvězdy závisí na její hmotnosti. Povrchová teplota (značka T, jednotka K). S ní souvisí dominantní barva vyzařovaného světla. Tzv. Spektrální typ CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnější

7 Obr.: 3

8 Spektrální třída Povrch. Teplota (K) Barva hvězdy Typ hvězdy Příklady hvězd Hmotnost (M S ) Poloměr (R S ) Zářivý výkon (L S ) O modrá modří nadobři ζ Pup, δ Pup, ζ Ori B modro bílá nadobři, bílí trpaslíci Regulus, Rigel, Sirius B 3, A bílo modrá nadobři, bílí trpaslíci, hvězdy hl. posl. Vega, Altair, Sirius A, Prokyon B 1,8 3,2 2,5 80 F žluto bílá nadobři, hvězdy hl. posl. Canopus, Polárka, Procyon 1,2 1,7 1,3 6 G žlutá nadobři, hvězdy hl. posl. Slunce, Capella 0,8 1,1 1,1 1,2 K oranžová červení nadobři, obři, hvězdy hl. posl. Pollux, Arktur, 0,6 0,8 0,9 0,4 M červená červení nadobři, obři trpaslíci Antares Barnardova hvězda, roxima Centauri, 0,008 0,05 0,4 0,04 CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnější

9 Třída Povrch. Teplota (K) Barva hvězdy Typ hvězdy Příklady hvězd Hmotnost ( M S ) Poloměr (R S ) Zářivý výkon (L S ) O modrá modří nadobři ζ Pup, δ Pup, ζ Ori B modro bílá nadobří, bílí trpaslíci Regulus, Rigel, Sirius B 3, A bílo modrá nadobří, bílí trpaslíci, hvězdy hl. posl. Vega, Altair, Sirius A, Prokyon B 1,8 3,2 2,5 80 F žluto bílá nadobři, hvězdy hl. posl. Canopus, Polárka, Procyon 1,2 1,7 1,3 6 G žlutá nadobři, hvězdy hl. posl. Slunce, Capella 0,8 1,1 1,1 1,2 K oran žová červení nadobři, obři, hvězdy hl. posl. Pollux, Arktur, 0,6 0,8 0,9 0,4 M červená červení nadobři, obři trpaslíci Antares Barnardova hvězda, Proxima Centauri, 0,008 0,05 0,4 0,04 CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnější Pro zapamatování písmen ve správném pořadí, existují říkanky. Ó Buď Alespoň Frajere Galantní Ke Mně. Oh Be A Fine Girl/Guy Kiss My Lips.

10 Vzdálenost – jednotka ly nebo pc Poloměr – vzhledem k velkým vzdálenostem se i největší hvězdy jeví jako bodové zdroje. Lidské oko dokáže rozlišit dva svítící body v úhlové vzdálenosti asi 1´. Sluneční poloměr R  je vzdálenost od středu Slunce k povrchu sluneční fotosféry. R  = km. Chemické složení – průměrné složení látky ve hvězdě. vodík (téměř 80 % všech atomů), helium (téměř 20 %). ostatní prvky dohromady představují asi 2 % všech atomů ve vesmíru. Pozorování jsou bezprostředně přístupny jen svrchní vrstvy hvězd, jejichž složení zpravidla odpovídá složení zárodečné mlhoviny, z níž hvězdy vznikly.Chemické složení není konstantní, ale s časem se mění. CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnější

11 Dobu rotace lze určit pomocí Dopplerova jevu. Dopplerův jev popisuje změnu frekvence a vlnové délky přijímaného oproti vysílanému signálu, způsobenou vzájemnou rychlostí vysílače a přijímače. V astronomii se Dopplerův jev projevuje posuvem spektrálních čar vyzařovaných vesmírnými tělesy. Pokud se tělesa vzdalují, lze pozorovat rudý posuv. Pokud se tělesa přibližují, lze pozorovat modrý posuv. Při vyšších rychlostech se však projevuje i dilatace času, je proto třeba brát v úvahu relativistický Dopplerův jev. CHARAKTERISTIKY HVĚZD - vnější

12 diagram HERTZSPRUNGŮV RUSSELLŮV - HR diagram Obr.: 9

13 Ejnar Hertzsprung *1873 Dánský chemický inženýr. Zabýval se především spektrální fotometrií hvězd a otevřenými hvězdokupami. Během své cesty do USA v roce 1910 se potkal s Russellem, který došel ke stejným závěrům… Henry Norris Russell *1877 Americký astronom. Jejich společná práce byla poprvé graficky znázorněna v roce 1913, a pojmenována Hertzsprungův – Russellův diagram, ze kterého vyplynulo oddělené postavení hvězd hlavní posloupnosti a obrů. Zpočátku ho mylně interpretoval a považoval za důkaz toho, že se hvězdy vyvíjejí podél hlavní posloupnosti. HERTZSPRUNGŮV RUSSELLŮV - HR diagram Obr.: 4 Obr.: 5

14 ANIMACE HERTZSPRUNGŮV RUSSELLŮV - HR diagram Obr.: 6

15 HERTZSPRUNGŮV RUSSELLŮV - HR diagram Obr.: 7

16 HERTZSPRUNGŮV RUSSELLŮV - HR diagram Obr.: 8

17 HLAVNÍ POSLOUPNOST nejpočetnější skupina hvězd (90 % všech) probíhá úhlopříčně diagramem patří do ní hvězdy, které jsou v nejlepších letech svého života (žluté hvězdy typu Slunce a červení trpaslíci) stráví zde asi 85 % svého života V tomto stádiu je pro ně charakteristické: energie je čerpána z termonukleární fúze, mění ve svých jádrech vodík na helium poloha je téměř neměnná, závisí na hmotnosti a složení hvězdy (čím je M větší, tím větší je tlak i teplota a tím rychleji probíhají termonukleární reakce) (M S – 10 miliard let, 15 M S – 10 milionů let) horizontální změna polohy je možná pouze u těsných dvojhvězd vertikální změna polohy je v průběhu vývoje běžná HR DIAGRAM

18 PODOBŘI hvězdy, které se postupně stanou obrem nebo veleobrem poté co se stanou rudým obrem, odhodí vnější vrstvy a ty vytvoří planetární mlhovinu na místě původní hvězdy zůstane neaktivní jádro skládající se převážně z C a O VĚTEV OBRŮ hvězda se stane obrem, když spálí vodík v héliovém jádře se zapálí 3 α cyklus (He → C) zvětší svůj objem, přitom klesne její povrchová teplota, ale zvýší se zářivý výkon VELEOBŘI velmi hmotné a zářivé hvězdy, nacházející se na konci svého aktivního života velice vzácné – na 1 milion hvězd připadá 1 veleobr nejbližší Canopus se nachází ve vzdálenosti 310 ly HR DIAGRAM

19 BÍLÝ TRPASLÍK vzniká zhroucením hvězdy o průměrné nebo podprůměrné hmotnosti (nejsou dostatečně hmotné, aby dosáhly ve svém jádře teplot potřebných k fúzi uhlíku) maximální hmotnost bílého trpaslíka, po jejímž překročení již degenerační tlak není schopen odolat gravitaci, je asi 1,4 M S. bílý trpaslík, který přesáhne tuto hodnotu obvykle přenosem hmoty ze svého hvězdného průvodce, exploduje jako supernova, pokud se tak nestane, ochladí se za stovky miliard let natolik, že již nebude viditelný a stane se černým trpaslíkem zajímavou vlastností bílých trpaslíků je jejich pomalá rotace HR DIAGRAM

20 ČERVENÍ OBŘI pro hvězdy s hmotností menší než 4 M S platí, že vyčerpání vodíku v centru spustí rozpínání hvězdy do podoby červeného obra je to červená hvězda - nízká teplota má vysoký zářivý výkon - obr absolutní hvězdná velikost je kolem 0 mag povrchová teplota asi K poloměr 10 – 100 poloměrů Slunce V HR diagramu jsou umístěny vpravo nahoře HR DIAGRAM Obr.: 10

21 Použitá literatura Literatura MACHÁČEK, M.: Fyzika pro gymnázia – Astrofyzika. Prometheus, Praha 1998 ISBN Obrázky: [1] [online]. [cit ]. Dostupné z: [2] [online]. [cit ]. Dostupné z: [3] [online]. [cit ]. Dostupné z: [4] [online]. [cit ]. Dostupné z: aA7kwOaT3bOCSNgKCI5F2pNUZAM2vKDCEl3p4g4Gl_-7U8XA [5] [online]. [cit ]. Dostupné z: [6] [online]. [cit ]. Dostupné z: [7] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [8] [online]. [cit ]. Dostupné z: [9] [online]. [cit ]. Dostupné z: [10] Sun_red_giant_cs.svg.png


Stáhnout ppt "8. HVĚZDY Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem."

Podobné prezentace


Reklamy Google