Budowa gwiazd (Gwiazdy cz. 3)

Wiesz już, w jaki sposób gwiazda powstaje i czym w ogóle jest. W tej części dowiesz się, jak i z czego jest zbudowana. Dokładniej, zajmiemy się przypadkiem gwiazd ciągu głównego (etapu ewolucji, na którym przebywają najdłużej).

Jeśli nie widziałeś poprzedniej części, koniecznie przeczytaj to!

Budowa warstwowa

Zacznijmy od tego, że warunki panujące we wnętrzu jak i w bliskim otoczeniu gwiazd są dość… niecodzienne. W samym środku mamy ciężkie i gęste jądro, którego materia osiąga kolosalne temperatury rzędu kilkunastu milionów – setek milionów kelwinów (w zależności od masy i etapu ewolucji), które umożliwiają „zapłon” reakcji termojądrowych. To one utrzymują słońca w równowadze, a także są odpowiedzialne za emisję promieniowania elektromagnetycznego. O tym więcej w kolejnej części. 😉
Jako ciekawostkę dodam, że gęstość jądra naszego Słońca to ok. 140-160 g/cm3 – to sprasowane 7,5 tabliczki czekolady, na jednej łyżeczce! 😀

Oddalając się od jądra, docieramy do coraz rzadszych i chłodniejszych części gwiazdy.
Możemy rozróżnić 2 podstawowe rodzaje tych warstw, które występują w różnych odległościach od jądra w zależności głównie od masy gwiazdy. Są to strefa konwektywa/konwekcyjna i promienista. W pierwszej, materia „bulgocze”. Na pewno widziałeś gotującą się wodę, więc wiesz o co chodzi. Co ciekawe, wciąż nie posiadamy dobrego, ścisłego opisu fizycznego mechanizmu konwekcji.
W strefie promienistej, materia ma takie właściwości, że pozwala promieniowaniu na przenikanie do obszarów bardziej oddalonych od jądra gwiazdy.

Idąc jeszcze dalej, możemy wyróżnić fotosferę. Jest to umowna powierzchnia gwiazdy, mająca grubość ok. 500 km. To tam fotony są rozsyłane we wszystkich kierunkach, wyzbywając się już wszelkich trudności w związku z przedzieraniem się przez kolejne warstwy słońca. Możliwy jest tzw. przelot swobodny… po ponad milionie lat błądzenia przypadkowego.

 

Ponad powierzchnią mamy atmosferę, którą możemy podzielić na chromosferę i koronę. Chromosfera to gaz o właściwościach pośrednich między fotosferą, a koroną. Najpierw stygnie, po czym ogrzewa się wskutek działania pola magnetycznego i silnych fotosferycznych fal uderzeniowych (w przypadku Słońca). Korona zaś, to mocno rozgrzany i rozrzedzony gaz osiągający temperaturę 2 000 000 kelwinów. Fotosfera jest o wiele, wiele chłodniejsza, dlaczego więc tak mocno oddalony już gaz może być taki gorący? Wpływa na to kilka czynników. Fotosfera to bardzo aktywna część Słońca. Występują tam rozbłyski, protuberancje, wybuchy, które dostarczają ogromne ilości energii, docierające bez przeszkód nawet do Ziemi, czego efektem są choćby przepiękne zorze polarne – z Polski niestety widoczne głównie podczas maksimów cyklów aktywności słonecznej. Ponadto, są też inne czynniki takie jak wiatr słoneczny. Wszystko to sprawia, że atmosfera jest gorąca, a także niesferyczna.

Normalnie, nie możemy uzyskać zdjęć chromosfery i korony, gdyż promieniowanie pochodzące od tarczy słonecznej jest zbyt duże. Zwyczajnie, przyćmiewa je swym blaskiem. W szczególnych sytuacjach jest to jednak możliwe – są to całkowite zaćmienia Słońca. Wtedy właśnie można zrobić takie zdjęcie, jak poniżej.

Skład chemiczny

Wiesz już jak sklasyfikowane zostały poszczególne warstwy gwiazd. Jednak… z czego tak na prawdę się składają?
Zasadniczo, gwiazdy ciągu głównego buduje wodór i hel. Im bardziej wgłąb gwiazdy idziemy, tym więcej helu i innych cięższych pierwiastków – metali (tak, metal w astronomii i chemii to nie to samo). W porównaniu z ilością wodoru i helu, metale to ułamki masy Słońca.
Ponadto, w jądrze panują takie warunki, że atomy mogą być całkowicie zjonizowane. Występuje ogromna ilość wolnych elektronów i „gołe”, reagujące ze sobą jądra atomowe.

Na koniec prezentuję dane dotyczące Słońca 😉

Promień – 695 508 km
Skład chemiczny (pod względem ilości atomów) – wodór (91 %), hel (8,9 %), metale (0,1 %)
Skład (pod względem masy) – wodór (70,6 %), hel (27,4 %), metale (2%)
Temperatura jądra – ok. 15 000 000 K (kelwinów)
Temperatura efektywna powierzchni – 5780 K
źródło: NASA

Tak właśnie prezentuje się gwiazda od środka.
Jak widzisz, na tym poziomie ogólności jej budowa i skład chemiczny wcale nie muszą być skomplikowane! 🙂
Zostaw komentarz, udostępnij i zapisz się do newslettera, aby być na bieżąco. Koniecznie zobacz inne artykuły!
Pozdrawiam!

Facebook: https://www.facebook.com/apophisblog/

1 thought on “Budowa gwiazd (Gwiazdy cz. 3)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *