Premenlivé hviezdy

12.10.2004

 

< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >



Premenlivé hviezdy. Pokiaľ sa pozriete na obrázok poriadne, uvidíte, že jas niektorých hviezd sa mení. Jedná sa o štvoricu záberov zhotovených odstupom času niekoľkých hodín a zacyklených do animácie.
Poďakovanie a copyright: J. Hartman & K. Stanek (Harvard CfA)


Hviezdokopy sa javia ako stále objekty, lebo na fotografiách daný okamih ich života. Keď človek dumá nad prednáškami o vesmíre a počúva o nezmernom veku hviezd a galaxií, je náchylný k tomu, že zatúži žiť milióny rokov, aby videl ako sa hviezdy menia. Vzdialenosti medzi hviezdami sú obrovské, prelet cez hviezdokopu trvá stotisíc rokov (našej planéte trvá jeden obeh okolo centra galaxie 200 miliónov rokov). Napriek týmto obrovským časovým merítkam, hviezdy menia svoj jas a to sa deje podstatne rýchlejšie. K zmene jasu môže dôjsť aj v priebehu jedinej noci v rozpätí pár hodín. Napríklad filmová slučka jasnej hviezdokopy guľovej hviezdokopy M3 bola zhotovená za jedinú noc. Väčšina hviezd, ktoré sú vidieť na obrázku, sú hviezdy typu RR Lyrae, ktoré môžu za jedinú noc zdvojnásobiť svoj jas a medzitým zmodrať. Tieto hviezdy menia svoj jas charakteristickým spôsobom, čo umožňuje ich jednoznačnú identifikáciu. Všetky tieto hviezdy majú rovnaký jas, preto sú to ako etalony vo vesmíre. Zmeraním ich viditeľného jasu sa dá určiť ich vzdialenosť od nás, nakoľko jas klesá so vzdialenosťou nepriamo úmerne kvadrátu vzdialenosti. Dokážeme takto určiť vzdialenosť galaxií a hviezdokôp, ktoré dávajú domov týmto premenlivým hviezdam. Môžeme na nich kalibrovať červený posun rozpínajúceho sa vesmíru a stanovovať potom vzdialenosť veľmi vzdialených objektov, ktoré majú dostatočný jas, aby boli vidieť aj z mnohých miliárd svetelných rokov (jedná sa pravdepodobne o odhalené jadrá vznikajúcich galaxii, ktorých svetlo k nám putovalo miliardy rokov).

Čo sú hviezdy RR Lyrae?
Ako sme povedali, sú to hviezdy, ktoré menia svoj jas veľmi presnou pravidelnosťou. Svoje pomenovanie (podobne ako Cefeidy) dostali z prvého pozorovania -- prvou takouto premenlivou hviezdou bola hviezda RR Lyrae.
Hviezdy typu RR Lyrae sú menšie než naše Slnko, majú len o niečo väčšiu hmotnosť, ako polovina hmotnosti nášho Slnka. Nachádzajú v pokročilom štádiu svojho vývoja, keď vodík v ich jadre už vyhorel a naštartoval proces premeny hélia (vodík sa premieňa v jadrovej reakcii, ktorá prebieha aj v strede nášho Slnka, na hélium) na uhlík.
Na rozdiel od Slnka hviezdy typu RR Lyrae pulzujú, menia svoju veľkosť, pričom sa mení ich jas. Prečo je to dôležité, že tieto hviezdy pulzujú a aké to má následky?
Keď máte dve hviezdy (hviezdy vidíte len ako bodky - ďalekohľady ich nedokážu natoľko zväčšiť, aby sme videli nejaké detaily -- až na výnimky), ktorých teplota je rovnaká a sú v rovnakej vzdialenosti od vás, tak napriek tomu, že nevidíte ich rozmer, jasnejšia je tá, ktorá je väčšia (vyžaruje väčšia plocha). Na druhú stranu, ak máte dve rovnako veľké hviezdy, potom jasnejšia je tá, ktorá má vyššiu teplotu.
Hviezdy typu RR Lyrae menia svoj rozmer. Nafukujú sa ako balón a súčasne chladnú a následne sa zmrštia, pričom sa zohrejú (zrovna tak, ako plyn, ktorý stlačíte). V konečnom dôsledku by sme nemuseli nič vidieť, ale príroda to zariadila inak. Rastúcou teplotou (pri zmršťovaní) rastie intenzita žiarenia hviezdy rýchlejšie, než klesá plocha. Zmena veľkosti hviezd RR Lyrae sa deje rýchlo a z toho sa dá usúdiť, že rozmery hviezdy sa nemenia nijak drasticky. Prevláda hlavne zmena jasu v dôsledku zmeny teploty. Astrofyzici dokážu veľmi presne určiť absolútny jas hviezdy z periódy pravidelných zmien intenzity svetla hviezd typu RR Lyrae. Absolútnym jasom rozumieme to, že vieme intenzívne svieti hviezda v určenej (známej vzdialenosti). Následne vieme určiť akou jasnosťou vidíme svietiť hviezdu z inej vzdialenosti. Na zemi poznáme jej jas a spätne vieme určiť vzdialenosť. Hviezdy typu RR Lyrae patria medzi hviezdy u ktorých túto vzdialenosť vieme určiť s mimoriadnou presnosťou aj va takých prípadoch, keď geometrické metódy (pohyb na pozadí v dôsledku obiehania Zeme okolo Slnka - paralaxa) nie sú vôbec použiteľné pre veľkú vzdialenosť.
Existujú aj iné premenlivé hviezdy, ktoré nazývame Cefeidami. V ich prípade sa vzdialenosť overila aj metódou paralaxy a súhlas bol prijateľný (jedna z najbližších Cefeid, je Cefeida delta v hmloina Magellanu). Cefeidy však majú podstatne dlhšiu periódu kmitov, než hviezdy typu RR Lyrae (až desiatky dní), preto sa dá predpokladať, že v ich prípade sú rozmerové zmeny podstatne väčšie a ich absolútny jas (ktorý sa dá určiť tiež) sa dá určiť menej presne.
Premenlivé hviezdy, obzvlášť hviezdy typu RR Lyrae sú naše míľniky vo vesmíre.


-AT-


< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >