Hvězdy, stejně jako lidé, mohou být novorozenci, mladí i staří. Každou chvíli některé hvězdy zemřou a jiné se tvoří. Obvykle jsou nejmladší z nich podobné Slunci. Jsou ve fázi formování a ve skutečnosti představují protohvězdy. Astronomové jim říkají hvězdy T-Taurus podle jejich prototypu. Svými vlastnostmi - například svítivostí - jsou protohvězdy proměnlivé, protože jejich existence ještě nevstoupila do stabilní fáze. Kolem mnoha z nich je velké množství hmoty. Z hvězd typu T vycházejí silné větrné proudy.
Protostars: začátek životního cyklu
Pokud hmota dopadne na povrch protohvězdy, rychle shoří a změní se v teplo. V důsledku toho se teplota protohvězd neustále zvyšuje. Když stoupne natolik, že se ve středu hvězdy spustí jaderné reakce, získá protohvězda status obyčejné. S nástupem jaderných reakcí má hvězda stálý zdroj energie, který podporuje její životně důležitou činnost po dlouhou dobu. Jak dlouhý bude životní cyklus hvězdy ve vesmíru, závisí na její počáteční velikosti. nicméněPředpokládá se, že hvězdy o průměru Slunce mají dostatek energie, aby mohly pohodlně existovat asi 10 miliard let. Přesto se také stává, že i hmotnější hvězdy žijí jen několik milionů let. To je způsobeno tím, že spalují své palivo mnohem rychleji.
Hvězdy běžné velikosti
Každá z hvězd je shluk horkého plynu. V jejich hlubinách neustále probíhá proces výroby jaderné energie. Ne všechny hvězdy jsou však jako Slunce. Jeden z hlavních rozdílů je v barvě. Hvězdy jsou nejen žluté, ale také namodralé, načervenalé.
Jas a svítivost
Odlišují se také v takových vlastnostech, jako je brilantnost a jas. Jak jasná bude hvězda pozorovaná z povrchu Země, závisí nejen na její svítivosti, ale také na vzdálenosti od naší planety. Vzhledem ke vzdálenosti k Zemi mohou mít hvězdy úplně jinou jasnost. Toto číslo se pohybuje od jedné desetitisíciny jasu Slunce po jas srovnatelný s více než milionem Sluncí.
Většina hvězd je na spodním konci tohoto spektra, protože je matná. V mnoha ohledech je Slunce průměrnou, typickou hvězdou. Oproti jiným má však mnohem větší světelnost. Velké množství matných hvězd lze pozorovat i pouhým okem. Důvodem, proč se hvězdy liší v jasnosti, je jejich hmotnost. Barva, lesk a změna jasu v průběhu času je určena množstvímlátky.
Pokusy vysvětlit životní cyklus hvězd
Lidé se dlouho pokoušeli vystopovat život hvězd, ale první pokusy vědců byly spíše nesmělé. Prvním pokrokem byla aplikace Laneova zákona na Helmholtz-Kelvinovu hypotézu gravitační kontrakce. To přineslo astronomii nové chápání: teoreticky by se teplota hvězdy měla zvyšovat (její hodnota je nepřímo úměrná poloměru hvězdy), dokud nárůst hustoty nezpomalí procesy kontrakce. Pak bude spotřeba energie vyšší než její příjem. V tomto okamžiku začne hvězda rychle chladnout.
Hypotézy o životě hvězd
Jednu z původních hypotéz o životním cyklu hvězdy navrhl astronom Norman Lockyer. Věřil, že hvězdy vznikají z meteorické hmoty. Ustanovení jeho hypotézy přitom vycházela nejen z teoretických závěrů dostupných v astronomii, ale také z údajů spektrální analýzy hvězd. Lockyer byl přesvědčen, že chemické prvky, které se podílejí na vývoji nebeských těles, jsou složeny z elementárních částic – „protoelementů“. Na rozdíl od moderních neutronů, protonů a elektronů nemají obecný, ale individuální charakter. Například podle Lockyera se vodík rozkládá na to, co se nazývá „protovodík“; železo se stává „protoželezem“. Další astronomové se také pokusili popsat životní cyklus hvězdy, například James Hopwood, Yakov Zeldovich, Fred Hoyle.
Obří a trpasličí hvězdy
Velké hvězdy jsou nejžhavější a nejjasnější. Obvykle jsou bílého nebo namodralého vzhledu. Přestože jsou gigantické velikosti, palivo v nich shoří tak rychle, že ho ztratí během pouhých několika milionů let.
Malé hvězdy, na rozdíl od obřích, obvykle nejsou tak jasné. Mají červenou barvu, žijí dostatečně dlouho - miliardy let. Ale mezi nejjasnějšími hvězdami na obloze jsou také červené a oranžové. Příkladem je hvězda Aldebaran – tzv. „volské oko“, nacházející se v souhvězdí Býka; stejně jako hvězda Antares v souhvězdí Štíra. Proč jsou tyto skvělé hvězdy schopny konkurovat v jasu horkým hvězdám, jako je Sirius?
To je způsobeno skutečností, že se jednou velmi rozšířili a jejich průměr začal přesahovat obrovské červené hvězdy (supergianty). Obrovská plocha umožňuje těmto hvězdám vyzařovat řádově více energie než Slunce. A to i přesto, že jejich teplota je mnohem nižší. Například průměr Betelgeuse, který se nachází v souhvězdí Orion, je několik setkrát větší než průměr Slunce. A průměr obyčejných červených hvězd obvykle není ani desetina velikosti Slunce. Takové hvězdy se nazývají trpaslíci. Každé nebeské těleso může projít těmito typy životního cyklu hvězd - stejná hvězda v různých segmentech svého života může být jak červený obr, tak trpaslík.
Svítidla mají zpravidla rádi Slunceudržet svou existenci díky vodíku uvnitř. Uvnitř jaderného jádra hvězdy se mění na helium. Slunce má obrovské množství paliva, ale ani to není nekonečné – za posledních pět miliard let byla spotřebována polovina rezervy.
Život hvězd. Životní cyklus hvězd
Po vyčerpání zásob vodíku uvnitř hvězdy přicházejí vážné změny. Zbývající vodík začne hořet nikoli uvnitř jeho jádra, ale na povrchu. V tomto případě se životnost hvězdy stále více snižuje. Cyklus hvězd, alespoň většina z nich, v tomto segmentu přechází do stádia rudého obra. Velikost hvězdy se zvětšuje a její teplota naopak klesá. Tak se jeví většina červených obrů, ale i veleobrů. Tento proces je součástí celkového sledu změn, ke kterým dochází u hvězd a které vědci nazvali evolucí hvězd. Životní cyklus hvězdy zahrnuje všechny její fáze: všechny hvězdy nakonec stárnou a umírají a délka jejich existence je přímo určena množstvím paliva. Velké hvězdy ukončí svůj život obrovskou, velkolepou explozí. Ti skromnější naopak umírají, postupně se zmenšují na velikost bílých trpaslíků. Pak prostě zmizí.
Jak dlouho žije průměrná hvězda? Životní cyklus hvězdy může trvat od méně než 1,5 milionu let do 1 miliardy let nebo více. To vše, jak bylo řečeno, závisí na jeho složení a velikosti. Hvězdy jako Slunce žijí 10 až 16 miliard let. Velmi jasné hvězdyjako Sirius žijí relativně krátkou dobu - jen několik set milionů let. Diagram životního cyklu hvězdy zahrnuje následující fáze. Jedná se o molekulární mrak - gravitační kolaps oblaku - zrození supernovy - vývoj protohvězdy - konec protohvězdné fáze. Pak následují fáze: začátek stadia mladé hvězdy - střed života - zralost - stadium rudého obra - planetární mlhovina - stadium bílého trpaslíka. Poslední dvě fáze jsou charakteristické pro malé hvězdy.
Povaha planetárních mlhovin
Takže jsme krátce zhodnotili životní cyklus hvězdy. Ale co je planetární mlhovina? Hvězdy někdy odhazují své vnější vrstvy, když se mění z obrovského rudého obra na bílého trpaslíka, takže jádro hvězdy je odkryté. Plynový obal začne zářit pod vlivem energie emitované hvězdou. Tento stupeň získal svůj název díky skutečnosti, že svítící bubliny plynu v této skořápce často vypadají jako disky kolem planet. Ale ve skutečnosti nemají s planetami nic společného. Životní cyklus hvězd pro děti nemusí zahrnovat všechny vědecké detaily. Lze popsat pouze hlavní fáze vývoje nebeských těles.
Hvězdné shluky
Astronomové rádi zkoumají hvězdokupy. Existuje hypotéza, že všechna svítidla se rodí přesně ve skupinách, a ne jedna po druhé. Vzhledem k tomu, že hvězdy patřící do stejné hvězdokupy mají podobné vlastnosti, rozdíly mezi nimi jsou pravdivé, nikoli kvůli vzdálenosti k Zemi. Jaké změnynespadly do podílu těchto hvězd, berou svůj začátek ve stejnou dobu a za rovných podmínek. Zejména mnoho poznatků lze získat studiem závislosti jejich vlastností na hmotnosti. Koneckonců, stáří hvězd v kupách a jejich vzdálenost od Země jsou přibližně stejné, takže se liší pouze v tomto ukazateli. Hvězdokupy budou zajímat nejen profesionální astronomy - každý amatér si rád udělá krásnou fotku, pokochá se jejich výjimečně krásným výhledem v planetáriu.
