אם אתה מסתכל מקרוב על שמי הלילה, קל להבחין שהכוכבים המביטים בנו שונים בצבעם. כחלחלים, לבנים, אדומים, הם זורחים באופן שווה או מרצדים כמו זר עץ חג המולד. בטלסקופ הבדלי הצבע הופכים ברורים יותר. הסיבה לגיוון זה נעוצה בטמפרטורה של הפוטוספירה. ובניגוד להנחה הגיונית, החמים ביותר אינם כוכבים אדומים, אלא כוכבים כחולים, לבנים-כחולים ולבנים. אבל דבר ראשון.
סיווג ספקטרלי
כוכבים הם כדורי גז חמים ענקיים. הדרך שבה אנו רואים אותם מכדור הארץ תלויה בפרמטרים רבים. לדוגמה, כוכבים לא ממש מנצנצים. קל מאוד להשתכנע בכך: מספיק לזכור את השמש. האפקט המהבהב מתרחש בשל העובדה שהאור המגיע מגופים קוסמיים אלינו מתגבר על המדיום הבין-כוכבי, המלא באבק ובגז. דבר נוסף הוא צבע. זה תוצאה של חימום הפגזים (במיוחד הפוטוספירה) לטמפרטורות מסוימות. הצבע האמיתי עשוי להיות שונה מהצבע הגלוי, אבל ההבדל הוא בדרך כלל קטן.
היום נעשה שימוש בסיווג הספקטרלי של הרווארד בכל רחבי העולם. היא במקרהטמפרטורה ומבוססת על הצורה והעוצמה היחסית של קווי הספקטרום. כל מחלקה מתאימה לכוכבים בצבע מסוים. הסיווג פותח במצפה הכוכבים של הרווארד בשנים 1890-1924.
אנגלי מגולח אחד לעס תמרים כמו גזר
יש שבעה מחלקות ספקטרליות עיקריות: O-B-A-F-G-K-M. רצף זה משקף ירידה הדרגתית בטמפרטורה (מ-O ל-M). כדי לזכור את זה, יש נוסחאות זכרון מיוחדות. ברוסית, אחד מהם נשמע כך: "אנגלי מגולח אחד לעס תמרים כמו גזר". לשיעורים אלו מתווספים שניים נוספים. האותיות C ו-S מציינות גופי תאורה קרים עם פסי תחמוצת מתכת בספקטרום. בואו נסתכל מקרוב על כיתות כוכבים:
- Class O מאופיינת בטמפרטורת פני השטח הגבוהה ביותר (מ-30 עד 60 אלף קלווין). כוכבים מסוג זה עולים על המסה של השמש ב-60, וברדיוס - פי 15. צבעם הנראה הוא כחול. מבחינת עוצמת הארה, הם מקדימים את הכוכב שלנו ביותר מפי מיליון. הכוכב הכחול HD93129A, השייך למחלקה זו, מאופיין באחד ממדדי הזוהר הגבוהים ביותר מבין הגופים הקוסמיים המוכרים. לפי אינדיקטור זה, הוא מקדים את השמש פי 5 מיליון. הכוכב הכחול ממוקם במרחק של 7.5 אלף שנות אור מאיתנו.
- לכיתה B יש טמפרטורה של 10-30 אלף קלווין, מסה גדולה פי 18 מזו של השמש. אלו הם כוכבים לבנים-כחולים ולבנים. הרדיוס שלהם גדול פי 7 מזה של השמש.
- Class A מאופיינת בטמפרטורה של 7.5-10 אלף קלווין,רדיוס ומסה עולים על פי 2.1 ו-3.1, בהתאמה, מהפרמטרים הדומים של השמש. אלו הם כוכבים לבנים.
- Class F: טמפרטורה 6000-7500 K. מסה גדולה פי 1.7 מהשמש, רדיוס - ב-1.3. מכדור הארץ, כוכבים כאלה נראים גם לבנים, צבעם האמיתי הוא לבן צהבהב.
- Class G: טמפרטורה 5-6 אלף קלווין. השמש שייכת למעמד זה. הצבע הנראה והאמיתי של כוכבים כאלה הוא צהוב.
- מחלקה K: טמפרטורה 3500-5000 K. הרדיוס והמסה פחותים מהשמש, הם 0.9 ו-0.8 מהפרמטרים המתאימים של הכוכב. במבט מכדור הארץ, צבעם של הכוכבים הללו הוא צהבהב-כתום.
- Class M: טמפרטורה 2-3.5 אלף קלווין. מסה ורדיוס - 0.3 ו-0.4 מפרמטרים דומים של השמש. מפני השטח של הפלנטה שלנו, הם נראים אדום-כתום. בטא אנדרומדה ואלפא שנטרל שייכים למעמד M. הכוכב האדום הבוהק המוכר לרבים הוא Betelgeuse (Alpha Orionis). עדיף לחפש אותו בשמים בחורף. הכוכב האדום ממוקם מעל ומעט משמאל לחגורתו של אוריון.
כל מחלקה מחולקת לתת-מחלקות מ-0 עד 9, כלומר מהחם ביותר לקר ביותר. מספרי הכוכבים מצביעים על השתייכות לסוג ספקטרלי מסוים ועל מידת החימום של הפוטוספירה בהשוואה לאורות אחרים בקבוצה. לדוגמה, השמש שייכת למחלקה G2.
לבנים חזותיים
לכן, כיתות כוכבים B עד F יכולות להיראות לבנים מכדור הארץ. ורק לחפצים השייכים לסוג A יש למעשה את הצבע הזה. אז, הכוכב סייף (קבוצת הכוכבים אוריון) ואלגול (ביתא פרסאוס) לצופה שאינו חמוש בטלסקופ ייראהלבן. הם שייכים למחלקה ספקטרלית B. צבעם האמיתי הוא כחול-לבן. לבנים מופיעים גם Mythrax ו-Procyon, הכוכבים הבהירים ביותר בציורים השמימיים של פרסאוס וקניס מינור. עם זאת, הצבע האמיתי שלהם קרוב יותר לצהוב (דרגה F).
למה כוכבים לבנים למתבונן ארצי? הצבע מעוות בשל המרחק העצום המפריד בין כוכב הלכת שלנו לבין עצמים דומים, כמו גם ענני אבק וגז עצומים, שנמצאים לעתים קרובות בחלל.
Class A
כוכבים לבנים מאופיינים בטמפרטורה לא כל כך גבוהה כמו נציגי מחלקות O ו-B. הפוטוספירה שלהם מתחממת עד 7.5-10 אלף קלווין. כוכבי מחלקה ספקטרלית A גדולים בהרבה מהשמש. גם עוצמת הבהירות שלהם גדולה יותר - בערך פי 80.
בספקטרום של כוכבי A, קווי מימן מסדרת Balmer בולטים בצורה חזקה. הקווים של אלמנטים אחרים חלשים יותר באופן ניכר, אך הם הופכים משמעותיים יותר ככל שעוברים מתת-סיווג A0 ל-A9. ענקים וענקי-על השייכים למחלקה הספקטרלית A מאופיינים בקווי מימן מעט פחות בולטים מכוכבי הרצף הראשי. במקרה של גופי תאורה אלה, קווי מתכת כבדים הופכים בולטים יותר.
יש הרבה כוכבים מוזרים השייכים למחלקה הספקטרלית A. מונח זה מתייחס לגופי תאורה בעלי תכונות ניכרות בספקטרום ובפרמטרים הפיזיקליים, מה שמקשה על סיווגם. לדוגמה, כוכבים נדירים למדי מסוג בוטס למבדה מאופיינים בחוסר מתכות כבדות ובסיבוב איטי מאוד. מאורות מוזרים כוללים גם גמדים לבנים.
Class A שייך לחפצים כה מוארים של הלילהגן עדן, כמו סיריוס, מנקלינן, אליות', קסטור ואחרים. בואו להכיר אותם טוב יותר.
Alpha Canis Major
סיריוס הוא הכוכב הבהיר ביותר, אם כי לא הקרוב ביותר, בשמים. המרחק אליו הוא 8.6 שנות אור. עבור צופה ארצי, הוא נראה כל כך בהיר כי יש לו גודל מרשים ועם זאת אינו רחוק כמו הרבה עצמים גדולים ומוארים אחרים. הכוכב הקרוב ביותר לשמש הוא אלפא קנטאורי. סיריוס נמצא במקום החמישי ברשימה זו.
הוא שייך לקבוצת הכוכבים Canis Major והוא מערכת של שני מרכיבים. סיריוס A וסיריוס B מופרדים על ידי 20 יחידות אסטרונומיות ומסתובבים עם תקופה של קצת פחות מ-50 שנה. המרכיב הראשון של המערכת, כוכב ברצף ראשי, שייך למחלקה הספקטרלית A1. מסתו כפולה מזו של השמש, והרדיוס שלו פי 1.7. זה הוא שניתן לראות בעין בלתי מזוינת מכדור הארץ.
הרכיב השני של המערכת הוא גמד לבן. הכוכב סיריוס B כמעט שווה לגוף האור שלנו במסה, דבר שאינו אופייני לעצמים כאלה. בדרך כלל, ננסים לבנים מאופיינים במסה של 0.6-0.7 מסות שמש. יחד עם זאת, הממדים של סיריוס B קרובים לאלו של כדור הארץ. ההנחה היא ששלב הגמד הלבן החל עבור כוכב זה לפני כ-120 מיליון שנה. כאשר סיריוס B היה ממוקם על הרצף הראשי, זה היה כנראה גוף תאורה עם מסה של 5 מסות שמש והשתייך לסוג הספקטרלי B.
סיריוס A, לפי מדענים, יעבור לשלב הבא של האבולוציה בעוד כ-660 מיליון שנים. לאחר מכןהוא יהפוך לענק אדום, וקצת מאוחר יותר - לגמד לבן, כמו בן לוויתו.
Alpha Eagle
כמו סיריוס, כוכבים לבנים רבים, ששמותיהם מופיעים להלן, ידועים היטב לא רק לאנשים שאוהבים אסטרונומיה בגלל הבהירות שלהם והאזכור התכוף שלהם בדפי ספרות המדע הבדיוני. אלטאיר הוא אחד מאותם מאורות. אלפא איגל נמצא, למשל, אצל אורסולה לה גווין וסטיבן קינג. בשמי הלילה, כוכב זה נראה בבירור בשל בהירותו וקרבה יחסית. המרחק המפריד בין השמש לאלטיר הוא 16.8 שנות אור. מבין הכוכבים של מחלקה ספקטרלית A, רק סיריוס קרוב אלינו יותר.
אלטאיר מסיבית פי 1.8 מהשמש. התכונה האופיינית שלו היא סיבוב מהיר מאוד. הכוכב עושה סיבוב אחד סביב צירו תוך פחות מתשע שעות. מהירות הסיבוב ליד קו המשווה היא 286 קמ"ש. כתוצאה מכך, אלטאיר ה"זריז" ישטוח מהקטבים. בנוסף, בגלל הצורה האליפטית, הטמפרטורה והבהירות של הכוכב יורדות מהקטבים ועד לקו המשווה. אפקט זה נקרא "הכהה כבידה".
תכונה נוספת של Altair היא שהברק שלה משתנה עם הזמן. זה מתייחס למשתנים מסוג הדלתא של מגן.
Alpha Lyra
Vega הוא הכוכב הנחקר ביותר אחרי השמש. Alpha Lyrae הוא הכוכב הראשון שנקבע בספקטרום שלו. היא גם הפכה למאור השני אחרי השמש, שנלכדה בתצלום. וגה היה גם בין הכוכבים הראשונים אליהם מדדו מדענים את המרחק בשיטת הפרלקס.במשך תקופה ארוכה, בהירות הכוכב נלקחה כ-0 בעת קביעת הגדלים של עצמים אחרים.
אלפא ליירה מוכרת היטב הן לאסטרונום החובב והן למתבונן הפשוט. הוא החמישי בבהירותו מבין הכוכבים, והוא נכלל באסטריזם במשולש הקיץ יחד עם אלטאיר ודנב.
המרחק מהשמש לוגה הוא 25.3 שנות אור. הרדיוס והמסה המשוונית שלו גדולים פי 2.78 ו-2.3 מהפרמטרים הדומים של הכוכב שלנו, בהתאמה. צורתו של כוכב רחוקה מלהיות כדור מושלם. הקוטר בקו המשווה גדול במידה ניכרת מאשר בקטבים. הסיבה היא מהירות הסיבוב העצומה. בקו המשווה הוא מגיע ל-274 ק"מ לשנייה (עבור השמש, פרמטר זה הוא מעט יותר משני ק"מ לשנייה).
אחד המאפיינים המיוחדים של וגה הוא דיסק האבק המקיף אותו. ככל הנראה, הוא נוצר כתוצאה ממספר רב של התנגשויות של שביטים ומטאוריטים. דיסקת האבק מסתובבת סביב הכוכב ומחוממת מקרינתו. כתוצאה מכך, עוצמת קרינת האינפרה האדומה של וגה עולה. לפני זמן לא רב התגלו אסימטריות בדיסק. ההסבר הסביר שלהם הוא שלכוכב יש לפחות כוכב לכת אחד.
Alpha Gemini
העצם השני הכי בהיר בקבוצת הכוכבים מזל תאומים הוא קסטור. הוא, כמו המאורות הקודמים, שייך למעמד הספקטרלי A. קסטור הוא אחד הכוכבים הבהירים ביותר בשמי הלילה. ברשימה המקבילה הוא במקום ה-23.
Castor היא מערכת מרובה המורכבת משישה רכיבים. שני האלמנטים העיקריים (קיק A ו-Castor B) מסתובביםסביב מרכז מסה משותף עם תקופה של 350 שנים. כל אחד משני הכוכבים הוא בינארי ספקטרלי. הרכיבים של קיק A ו-Castor B פחות בהירים וככל הנראה שייכים לסוג הספקטרלי M.
Castor C לא היה מחובר מיד למערכת. בתחילה, הוא סומן ככוכב עצמאי YY Gemini. בתהליך חקירת אזור השמיים הזה, נודע שאור זה קשור פיזית למערכת הקיק. הכוכב סובב סביב מרכז מסה משותף לכל המרכיבים עם תקופה של כמה עשרות אלפי שנים והוא גם בינארי ספקטרלי.
Beta Aurigae
הציור השמימי של אוריגה כולל כ-150 "נקודות", רבות מהן הן כוכבים לבנים. שמות המאורות יגידו מעט לאדם הרחוק מהאסטרונומיה, אך אין בכך כדי לגרוע ממשמעותם עבור המדע. העצם הבהיר ביותר בתבנית השמימית, השייך למחלקה הספקטרלית A, הוא Mencalinan או Beta Aurigae. פירוש שמו של הכוכב בערבית הוא "כתף בעל המושכות."
מנקלינן - מערכת משולשת. שני מרכיביו הם תת-ענקים ממעמד ספקטרלי A. הבהירות של כל אחד מהם עולה על הפרמטר הדומה של השמש פי 48. הם מופרדים על ידי מרחק של 0.08 יחידות אסטרונומיות. המרכיב השלישי הוא גמד אדום במרחק של 330 AU מהזוג. ה.
Epsilon Ursa Major
ה"נקודה" המוארת ביותר אולי בקבוצת הכוכבים המפורסמת ביותר בשמים הצפוניים (Ursa Major) היא Aliot, מסווגת גם ככיתה A. העוצמה הנראית לעין היא 1.76.הכוכב הזוהר הבהיר ביותר תופס את המקום ה-33. עלייתו נכנסת לאסטריזם של הדובה הגדולה וקרובה יותר לקערה מאשר מאורות אחרים.
הספקטרום של Aliot מאופיין בקווים חריגים המשתנים בפרק זמן של 5.1 ימים. ההנחה היא שהתכונות קשורות להשפעת השדה המגנטי של הכוכב. תנודות בספקטרום, על פי נתונים עדכניים, עשויות להתרחש עקב מיקומו הקרוב של גוף קוסמי בעל מסה של כמעט 15 מסות צדק. האם זה כך עדיין בגדר תעלומה. זה, כמו סודות אחרים של הכוכבים, אסטרונומים מנסים להבין כל יום.
גמדים לבנים
הסיפור על כוכבים לבנים לא יהיה שלם אם לא נזכיר את השלב ההוא באבולוציה של הכוכבים, אשר מוגדר כ"גמד לבן". עצמים כאלה קיבלו את שמם בשל העובדה שהראשון שהתגלה מהם השתייך למחלקה הספקטרלית A. זה היה סיריוס B ו-40 Eridani B. כיום, ננסים לבנים נקראים אחת האפשרויות לשלב האחרון בחייו של כוכב.
בוא נתעכב ביתר פירוט על מחזור החיים של המאורות.
אבולוציית הכוכבים
כוכבים לא נולדים בלילה אחד: כל אחד מהם עובר כמה שלבים. ראשית, ענן של גז ואבק מתחיל להתכווץ בהשפעת כוחות הכבידה שלו. לאט לאט הוא מקבל צורה של כדור, בעוד אנרגיית הכבידה הופכת לחום - הטמפרטורה של העצם עולה. ברגע שהוא מגיע לערך של 20 מיליון קלווין, מתחילה תגובת ההיתוך הגרעיני. שלב זה נחשב לתחילת חייו של כוכב מן המניין.
רוב הזמן המאורות מבלים ברצף הראשי. תגובות מתרחשות כל הזמן במעיים שלהםמחזור מימן. טמפרטורת הכוכבים עשויה להשתנות. כאשר כל המימן בגרעין מסתיים, מתחיל שלב חדש של אבולוציה. עכשיו הליום הוא הדלק. במקביל, הכוכב מתחיל להתרחב. הבהירות שלו עולה, בעוד טמפרטורת פני השטח, להיפך, יורדת. הכוכב עוזב את הרצף הראשי והופך לענק אדום.
מסה של ליבת ההליום גדלה בהדרגה, והיא מתחילה להתכווץ תחת משקלה. שלב הענק האדום מסתיים הרבה יותר מהר מהשלב הקודם. הדרך שתעבור התפתחות נוספת תלויה במסה הראשונית של העצם. כוכבים בעלי מסה נמוכה בשלב הענק האדום מתחילים להתנפח. כתוצאה מתהליך זה, האובייקט משיל את קליפותיו. נוצרת ערפילית פלנטרית וליבה חשופה של כוכב. בגרעין כזה, כל תגובות ההיתוך מושלמות. זה נקרא ננס לבן הליום. ענקים אדומים מסיביים יותר (עד גבול מסוים) מתפתחים לגמדים לבנים מפחמן. יש להם יסודות כבדים יותר מהליום בליבות שלהם.
תכונות
גמדים לבנים הם גופים, במסה, ככלל, קרובים מאוד לשמש. יחד עם זאת, הגודל שלהם מתאים לכדור הארץ. הצפיפות העצומה של הגופים הקוסמיים הללו והתהליכים המתרחשים במעמקיהם אינם ניתנים להסבר מנקודת המבט של הפיזיקה הקלאסית. סודות הכוכבים נחשפו על ידי מכניקת הקוונטים.
החומר של ננסים לבנים הוא פלזמה אלקטרונית-גרעינית. כמעט בלתי אפשרי לעצב אותו אפילו במעבדה. לכן, מאפיינים רבים של חפצים כאלה נותרים בלתי מובנים.
גם אם תלמדו את הכוכבים כל הלילה, לא תוכלו לזהות לפחות גמד לבן אחד ללא ציוד מיוחד. עוצמת הבהירות שלהם נמוכה בהרבה מזו של השמש. לדברי מדענים, ננסים לבנים מהווים כ-3 עד 10% מכלל העצמים בגלקסיה. עם זאת, עד כה, נמצאו רק כאלה שנמצאים במרחק של לא יותר מ-200-300 פרשקים מכדור הארץ.
הגמדים לבנים ממשיכים להתפתח. מיד לאחר היווצרותם טמפרטורת פני השטח גבוהה, אך מתקררים במהירות. כמה עשרות מיליארדי שנים לאחר היווצרות, לפי התיאוריה, הופך הגמד הלבן לגמד שחור - גוף שאינו פולט אור נראה.
כוכב לבן, אדום או כחול עבור המתבונן נבדלים בעיקר בצבע. האסטרונום מסתכל עמוק יותר. צבע עבורו אומר מיד הרבה על הטמפרטורה, הגודל והמסה של האובייקט. כוכב כחול או כחול בוהק הוא כדור חם ענק, הרחק לפני השמש מכל הבחינות. גופי תאורה לבנים, שדוגמאות שלהם מתוארות במאמר, מעט יותר קטנות. גם מספרי כוכבים בקטלוגים שונים אומרים למקצוענים הרבה, אבל לא כולם. כמות גדולה של מידע על החיים של עצמים בחלל רחוקים עדיין לא הוסברה, או שאפילו לא התגלתה.
