Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

9. STÁDIA HVĚZD Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "9. STÁDIA HVĚZD Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním."— Transkript prezentace:

1 9. STÁDIA HVĚZD 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 Hvězdy vznikají z oblaku složeného z molekulárního H, menšího množství He a ze stop jiných prvků. Je to proces, který pokračuje až do současnosti. Důkazem jsou nejmladší hvězdy, v otevřených hvězdokupách nebo hvězdných asociacích. ALDEBARAN VZNIK Obr.: 1

3 Podmínky pro vznik hvězd v mezihvězdném oblaku: Oblak musí a) být stlačován b) ztratit nadbytečnou tepelnou energii c) snížit rychlost své rotace VZNIK

4 Rázová vlna po výbuchu supernovy interaguje s oblakem: vznik globulí a protohvězd VZNIK Obr.: 2

5 Při smršťování se oblak zahřívá, až dosáhne teploty, při které se zapálí dílčí termojaderná reakce H. Dokud se hvězda smršťuje, silně září a je nad hlavní posloupností. Na hlavní posloupnost dorazí v okamžiku, kdy se v ní zažehne vodíková termojaderná reakce. animace HR diagram VZNIK Obr.: 3

6 HNĚDÝ TRPASLÍK má-li hvězda hmotnost menší než 0,1M s, pak se sice smršťuje, ale než by teplota stoupla na požadovanou teplotu potřebnou k přeměně H na He, vznikne v jádře pevná látka, která brání dalšímu smršťování hvězda pak už jen chladne a tuhne prakticky je nemůžeme pozorovat dají se přirovnat k velkým horkým planetám postupně vychladne a stane se z něj černý trpaslík ČERVENÝ OBR po vyhoření H, klesá výkon hvězdy, teplota poklesne a hmota začne padat ke středu čímž se teplota zase zvýší a zažehne přeměnu He na C hvězda zvětší svůj objem STÁDIA HVĚZD

7 BÍLÝ TRPASLÍK po vyhoření He se hvězda začne smršťovat má-li však hmotnost menší než 1,4Ms, vznikne v jejím nitru velmi stlačená látka (atomy jsou tak namačkány, že elektronové obaly splývají a vzniká tzv.: degenerovaný plyn, hustota látky je milionkrát větší, než vody) hvězda má hmotnost Slunce, ale velikost Země - malý povrch, malý výkon SUPERNOVY má-li hvězda hmotnost větší, než 1,4 Ms, nezastaví se její smršťování ani po vyhoření He zažehnou se další reakce, díky nimž se tvoří těžší a těžší prvky - Fe,… jaderné palivo je vyčerpáno, hvězda se začne dále smršťovat uvolněná gravitační energie způsobí výbuch vnější části hvězdy jsou vymrštěny do okolí - vybuchla supernova STÁDIA HVĚZD

8 hvězdy, u kterých můžeme pozorovat nebo měřit změny jasnosti. U těchto hvězd je proměnnost buď pravidelná nebo nepravidelná a je způsobována geometrickými nebo fyzickými změnami. Vlastní (skutečné) proměnné hvězdy: mění se některé z jejich fyzikálních vlastností jako je radiální rychlost, povrchová teplota nebo spektrum. PROMĚNNÉ HVĚZDY Obr.: 5 - Dvojhvězda Albireo ze souhvězdí Labutě. Každá hvězda má jinou povrchovou teplotu, proto mají každá jiný barevný nádech. Oranžová je na povrchu chladnější, namodralá teplejší.

9 1)Pulsující proměnné hvězdy Proměnnost je způsobována periodickým rozpínáním a smršťováním hvězdy – pulsací, která je způsobována změnami hydrostatické rovnováhy hvězdy ve vnějších vrstvách hvězdy. 2) Eruptivní proměnné hvězdy mají náhlé a znatelné změny v jasnosti zapříčiněné jejich aktivitou v chromosféře nebo koróně hvězdy. Může být také doprovázena mohutnějšími hvězdnými větry nebo úniky hmoty. PROMĚNNÉ HVĚZDY

10 3) Explozivní proměnné hvězdy - Supernova hvězdné stádium, při kterém je výbuchem uvolněno velké množství nahromaděné energie. Při výbuchu hvězdy dochází k nukleosyntéze, vznikají prvky, které stojí za železem, přičemž vzrůstá miliardkrát jasnost hvězdy. Rychlost, kterou je odvržena obálka hvězdy do mezihvězdného prostoru, může přesahovat hodnotu km/s. Po výbuchu zůstává na místě původní hvězdy její zhroucené jádro, které může být buď neutronovou hvězdou nebo černou dírou. PROMĚNNÉ HVĚZDY

11 V počátcích 60. let 20. stol. z pozorování vyplynulo, že novy jsou binárními systémy, které se skládají z hlavní hvězdy (bílého trpaslíka) a průvodce – (rudého obra), který je natolik velký, že předává svou hmotu druhé hvězdě. Rychlou rotací je postupně dopadající hmotou na bílého trpaslíka vytvořen akreční disk. PROMĚNNÉ HVĚZDY Obr.: 6 Umělecká představa dvojhvězdy s černou dírou a hvězdou hlavní posloupnosti.

12 PROMĚNNÉ HVĚZDY Obr.: 4

13 Vznik hvězd ve dvojhvězdách je výhodnější, než vznik samostatných hvězd. Elegantně odstraňují jednu z hlavních překážek, které stojí v cestě formování nových hvězd – kam s přebytečným momentem hybnosti. Ve dvojhvězdách se moment hybnosti, který by jinak zrodu hvězdy bránil, uloží do orbitálního pohybu složek. Rozdělení podle způsobu objevu vizuální – byly objeveny opticky, astrometrické – ty byly odhaleny na základě nerovnoměrností ve vlastním pohybu jasnější ze složek spektroskopické – podle změn polohy spektrálních čar, v důsledku Dopplerova efektu; zákrytové – podle světelných změn soustavy TĚSNÉ DVOJHVĚZDY Obr.: 7 - Animace zákrytové dvojhvězdy. Dolní křivka zobrazuje změnu jasnosti pozorovanou ze Země.

14 Zdeněk Kopal (1914–1993) památník ve tvaru dvojhvězdy v Litomyšli. Jako materiál pro výrobu plastiky dvojhvězdy byla použita uhlíková vlákna, která se využívají pro stavbu kosmických lodí. Působil : v Cambridge na Massachusetts Institute of Technology spolupracoval s NASA Kopalův příspěvek k mapování Měsíce a přípravě misí Apollo byl tak významný, že po skončení programu Apollo dostal prof. Kopal darem měsíční prach, který vysypal na hrob Julese Verna v Amiensu. TĚSNÉ DVOJHVĚZDY Obr.: 9 Výměna hmoty mezi hvězdami Obr.: 8

15 Vzniká jako pozůstatek po výbuchu supernovy. Vnější vrstvy jsou odmrštěny a zůstává jádro, kde se při obrovském tlaku začnou spojovat elektrony s protony a vzniknou neutrony, které zabírají méně místa. Má hmotnost větší než Slunce, ale průměr jen několik km. He → C → He O → Si → Fe, Ni Ne → O, Mg Teplota roste až překročí potřebnou hodnotu k zapálení termonukleární fúze. Energie uvolňovaná hořením uhlíku zastaví další kontrakci jádra a nastane rovnovážný stav mezi silou gravitační a vztlakovou. Proces se opakuje … ZÁVĚREČNÁ STÁDIA - Neutronová hvězda

16 Těžší prvky klesají směrem do středu a lehčí stoupají k povrchu. Výsledkem je rozdělení útrob hvězdy do slupek, v každé se nachází převážně pouze jeden prvek. Termonukleární reakce následně probíhají nezávisle na sobě, každá v příslušné slupce. Jednotlivé slupky jsou udržovány v rovnovážném stavu. jádro tvořené z Fe a Ni s průměrem asi 103 km již dále nedokáže odolávat své vlastní gravitaci a velmi rychle se hroutí. Přitom uvolní obrovské množství energie v podobě neutrin, které rozfouknou implodující hmotu velkou rychlostí do okolního prostoru. Výsledkem je zrození neutronové hvězdy z hvězdného jádra a od ní se vzdalující obálky. ZÁVĚREČNÁ STÁDIA - Neutronová hvězda Obr.: 10

17 PULSARY jsou rotující neutronové hvězdy s periodou 1 s. Jeden je v Krabí mlhovině, kde podle čínských záznamů v r vybuchla supernova. Krabí mlhovina je pozůstatkem odmrštěné obálky supernovy.. ZÁVĚREČNÁ STÁDIA - PULSAR Obr.: 11 - Složený opticko-rentgenový snímek pulsaru Krabí mlhoviny, ukazuje plyny z mlhoviny roztáčené magnetickým polem pulsaru a radiací

18 Má-li hvězda i po všech ztrátách hmoty (rudý obr, supernova) stále ještě hmotnost větší než 2 Ms, smršťování neustále pokračuje – tlak degenerovaných neutronů je příliš slabý. Látka dosahuje neomezených hustot. Gravitační pole na povrchu je tak silné, že neunikne ani světlo. Objekt nemůžeme vidět, víme o něm podle gravitačních účinků. Vyzařuje (Hawkingovo záření) v souladu s povrchovou gravitací. Obvyklým jevem, doprovázející černé díry, je akreční disk, z něhož nad póly tryská zářeníKromě černých děr vzniklých závěrečným kolapsem velmi hmotných hvězd známe i řadu obříchčerných děr sídlících v centrech galaxií. ZÁVĚREČNÁ STÁDIA - Černá díra

19 jsou soustavy hvězd spolu fyzikálně souvisejících mají společný původ a řadu vlastností chemické složení společný pohyb prostorem atd. rozdělení kulové otevřené HVĚZDOKUPY

20 obsahují mnoho velmi starých hvězd (statisíce až miliony) jsou nahuštěny poblíž středu zabírají přibližně kulový prostor, průměr – ly nacházejí se v halu naší Galaxie. kompaktnost a velká celková hmotnost je důvodem jejich stability trvající miliardy let. KULOVÉ HVĚZDOKUPY Obr.: 12 Obr.: 13

21 neobsahují takové množství hvězd jako kulové, střed není hustě zaplněn jsou tvořeny mladými hvězdami nepřežívají déle než několik milionů let nacházíme je v centrální rovině naší Galaxie nebo v její blízkosti OTEVŘENÉ HVĚZDOKUPY Obr.: 14

22 Pohyb hvězd ve hvězdokupě KULOVÉ HVĚZDOKUPY Obr.: 15

23 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: [5] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [6] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [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: DDH3xyDIcpHFfEmfRczhTqKHzI_ [10] [online]. [cit ]. Dostupné z: [11] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [12] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [13] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [14] Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, [cit ]. Dostupné z: [15] [online]. [cit ]. Dostupné z: 16]


Stáhnout ppt "9. STÁDIA HVĚZD Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním."

Podobné prezentace


Reklamy Google