STELELE si galaxiile - Distante si dimensiuni stelare. Compozitia chimica si temperatura stelelor

STELELE

Stelele sunt imense globuri de materie in stare incandescenta, foarte asemanatoare cu soarele. Acesta ne apare atat de mare si de stralucitor pentru ca se afla mult mai aproape de Pamant decat oricare alta stea. Stelele vizibile cu ochiul liber au fost clasate de la marimea 1, cele mai stralucitoare, pana la marimea a 6-a. Cu ajutorul puternicelor telescoape moderne, se pot observa stele pana la marimea 22.

C.1. Distante si dimensiuni stelare. Compozitia chimica si temperatura stelelor.

C.1.a. Distante si dimensiuni solare.

Pentru a ne da seama de departarile imense care ne separa de alte stele decat soarele, sa ne gandim ca lumina care se propaga cu 300 000 km/sec ajunge de la Soare la Pamant in 8 minute, dar ii trebuie 4 ani ca sa ajunga la cea mai apropiata stea, Proxima din constelatia Centaurul ! ("proxima" inseamna cea mai apropiata). Se vede, astfel, ca pentru a masura distantele ceresti, kilometrul este o unitate prea mica. Am vazut ca Soarele se afla la 150 milioane de km, distanta pana la steaua Proxima corespunde la aproximativ 4 miliarde kilometri ! De aceea, pentru distantele ceresti se folosesc alte unitati de masura :

- unitatea astronomica, egala cu distanta de la Pamant la Soare ;

- anul-lumina, egal cu distanta parcursa de lumina in timp de un an(astfel, steaua Proxima se afla la departare de 4 ani-lumina).

Ca marime, Soarele nostru este o stea mijlocie; exista stele de sute de mii de ori mai mari decat Soarele - stele uriase - dupa cum exista si stele de sute de mii de ori mai mici decat Soarele - stele pitice . In aceste stele pitice un cm de materie cantareste cat o locomotiva.

C.1.b. Compozitia chimica ti temperatura stelelor.

In compozitia stelelor apar elemente chimice care exista si pe Pamant:

heliu, hidrogen, calciu si alte metale, carbon, hidrocarburi, oxizi etc. In unele stele predomina heliul, hidrogenul, in altele predomina carbonul; toate sunt in stare de incandescenta, pentru ca in interiorul stelelor temperatura ajunge la milioane de grade. La suprafata, temperaturile sunt mult mai scazute, cel mult 100 000 in cazul stelelor celor mai stralucitoare, albe-albastrui si putand ajunge la 3 000 in cazul stelelor celor mai putin stralucitoare, stelele rosii.

Am vazut ca daca temperatura unei stele coboara sub 2 000 atunci ea nu se mai vede, daca temperatura ei continua sa coboare steaua se prabuseste in ea si se declanseaza o noua rabufnire energetica si se transforma intr-o pitica alba, sau o stea neutronica, care continuand sa se raceasca se va transforma intr-o gaura neagra.

Gaura neagra se comporta ca un adevarat aspirator cosmic. Atrage toata materia din jurul ei, nici macar lumina nu poate scapa atractiei fantastice a acestui corp ceresc nevazut.

Prezenta gaurilor negre a fost constatata prin observarea unor spatii negre in cosmos prin care nu razbate nici o raza de lumina (adica nu se vede nici o stea, indiferent de mijloacele de observare).

C.2. Stele variabile, stele noi". Sisteme solare. Roiuri de stele. Galaxii.

C.2.a. Stele variabile, stele noi.

S-au observat multe stele a caror stralucire variaza, crescand de la o valoare minima la una maxima. La unele din aceste stele, variatia de stralucire se produce foarte rapid, in cateva ore - acestea sunt variabilele de scurta perioada ; la altele, variabilele de lunga perioada , perioada de variatie a stralucirii poate dura zile, saptamani, luni. Pentru alte stele variabile, nu s-a observat o perioada bine definita in care se face variatia de stralucire de la valoarea minima pana la cea maxima - acestea sunt stele variabile neperiodice.

Pentru unele stele variabile, cresterea de stralucire se face foarte brusc. Stele putin stralucitoare, care pareau a trai intr-o liniste tihnita sau care nici nu se puteau observa cu ochiul liber sau cu vreun telescop, se aprind fara veste, devenind in cateva ore sau cel mult in cateva zile atat de stralucitoare incat uneori se pot vedea chiar in plina zi. Este vorba despre asa-numitele stele noi sau nove , de la cuvantul "nova "- care inseamna noua Acest fenomen a impresionat oamenii inca din cele mai vechi timpuri, care credeau ca a aparut pe cer o stea noua.

In general, variatia de stralucire a acestor stele se face mult mai lent, ele redevenind, treptat, din nou, niste stelute anonime prea putin stralucitoare stralucire ale stelelor variabile si ale novelor se datoresc proceselor

fizico-chimice care au loc in interiorul lor, procese care au loc mai intens pentru a mai putea fi vazute. Dar aceasta nu inseamna ca aceste stele s-au descompus sau au disparut cu totul.

Aceste variatii de la nove, in interirul carora se declanseaza adevarate explozii care insa nu duc la distrugerea stelei.

Inainte de a cunoaste in ce consta acest fenomen de variatie a stralucirii stelelor, care explica aparitia novelor, multe superstitii au fost scornite de oamenii nastiutori, care credeau in prevestirea de catastrofe sau razboaie.

C.2.b. Sisteme solare.

Adesea se observa sisteme formate din cate doua sau mai multe stele. Cele mai frecvente sunt sistemele duble sau binare , formate din doua stele care se rotesc impreuna in jurul centrului comun de greutate. Privite de pe Pamant, cele doua componente ale unui asemenea perechi de stele se eclipseaza reciproc, pe rand, steaua mai mare fiind acoperita de cea mai

mica ; apoi cea mica fiind eclipsata , rezulta ca stralucirea acestui sistem stelar variaza cu timpul.

C.2.c. Roiuri de stele

Exista si sisteme triple sau multiple formate din trei sau mai multe stele. In cazul cand sunt asociate un numar mai mare de stele - zeci, sute sau chiar mii de stele - sistemul solar se numeste ingramadire de stele sau roiuri de stele.

Dupa forma lor, ingramadirile de stele sunt de doua categorii : roiuri deschise si roiuri globulare.

Roiurile deschise nu au o forma bine definita, ci contin in general cateva zeci de stele, cel mult cateva sute de stele. Cea mai cunoscuta ingramadire deschisa este cea numita popular Closca cu pui (Pleiadele), care numara circa 200 de stele, dintre care numai sapte sunt vizibile cu ochiul liber (vezi la "Constelatii").

Roiurile globulare au o pronuntata forma sferica si sunt mai bogate in stele decat roiurile deschise, continand sute de mii de stele. Cel mai cunoscut roi globular este roiul purtand indicele M 13 din constelatia Hercule, care numara peste un milion de stele.

Dintre astronomii romani, Constantin Parvulescu a adus o contributie insemnata la studiul roiurilor globulare.

C.3. Galaxia. Alte galaxii. Universul infinit in spatiu.

C.3.a. Galaxia

Sistemele stelare cele mai complexe, care contin sute de miliarde de stele, sunt numite galaxii . Astfel, Soarele este una din cele 150 de miliarde de stele care constituie Galaxia noastra. Daca am putea privi din exterior acest urias sistem solar, am constata ca are o forma de disc turtit, asemanator unei lentile biconvexe, cu diametrul de circa 100 000 ani-lumina si grosimea de aproximativ 10 000 ani-lumina, Soarele aflandu-se la departarea de 30 000 ani-lumina de centru. Stelele sunt extrem de concentrate in centrul sistemului si in lungul a doua brate in forma de spirala, care se desprind din concetratia centrala.

In serile senine se poate observa pe bolta cereasca o fasie de culoare albicioasa, numita popular Calea Laptelui sau Calea Lactee, care privita prin luneta se dovedeste a fi constituita din nenumarate stele. Aceasta ingramadire de stele este doar aparenta ; de fapt este vorba despre stele situate chiar in planul Galaxiei. Intr-adevar, cand privim in directii aflate in planul galactic, in fata ochilor nostri se afla un numar mai mare de stele, care par a fi ingramadite pe fasia numita Calea Lactee.

Uriasul sistem de stele al Galaxiei are o miscare de rotatie in jurul axei, intr-un interval de timp de 200 milioane ani. In vecinatatea Soarelui viteza de rotatie este de 275 km / sec.

Printre stelele - izolate sau ingramadite in roiuri - care compun Galaxia, este raspandita materia interstelara difuza, sub forma de gaze, praf cosmic sau particule solide. In unele locuri aceasta materie difuza se aduna sub forma de nori, se observa nebuloase luminoase sau intunecate, dupa cum acesti nori se afla in apropierea unei stele care le provoaca luminozitatea sau nu.

Dintre nebuloasele luminoase difuze, cele mai cunoscute sunt nebuloasele Crab si nebuloasa Orion.

Cand norul de materie cosmica este extrem de concentrat, nebuloasa are aspectul unui mic disc si se numeste nebuloasa planetara.

Daca norul este adunat in jurul unei stele foarte fierbinti, nebuloasa poate avea aspectul unui inel, nebuloasa inelara.

Un exemplu de nebuloasa intunecata sau obscura este cea cunoscuta sub numele de cap de cal.

C.3.b. Alte Galaxii

S-a constatat ca sistemele de stele numite galaxii sunt extrem de numeroase, mai numeroase chiar decat stelele izolate. Aceste galaxii, asemanatoare Galaxiei noastre din care face parte si soarele, mai sunt numite sisteme-stelare extra-galactice.

Unele dintre aceste sisteme solare au o structura interioara spirala, ca si Galaxia noastra; altele au o forma aproape sferica sau de sfera turtita (galaxiile eliptice), iar altele, galaxiile neregulate, nu au nici o

forma definita. Cele mai numeroase sunt sistemele de spirale (peste 80%), iar cele mai putin numerose sunt sistemele neregulate (abia 3 % ).

Galaxiile cele mai apropiate de galaxia noastra, adevarati sateliti ai acesteia , sunt doua galaxii de forma neregulata, numite Norii lui Magelan (Marele Nor si Micul Nor), situate la departarea de

140 000 si 100 000 ani-lumina.

Dintre galaxiile spirale, cea mai apropiata este cea situata in constelatia Andromeda purtand indicele M 31, la distanta de 2 000 000 ani-lumina.

Intre galaxii, se afla materie interstelara extragalactica, extrem de rarefiata.

C.3.c. Universul infinit in spatiu.

Pe masura ce astronomia dispune de instrumente tot mai perfectionate, lunete, telescoape mai puternice si radiotelescoape, se pot observa mai multe stele si sisteme solare, mai indepartate si mai putin luminoase, unele dintre ele nu se pot vedea dar trimit unde radio.

S-a constatat astfel ca galaxiile, care sunt sisteme formate din sute de miliarde de stele, au tendinta de a se aduna in grupuri de galaxii, formate din zeci de galaxii si in roiuri de galaxii, care contin sute sau mii de galaxii. Aceste roiuri de galaxii, la rindul lor, se aduna in ingramadiri de roiuri de galaxii.

Oricat de departe am patrunde in spatiul cosmic, nu am ajunge la marginea Universului, pentru ca Universul insusi este infinit in spatiu.

C.4. Evaluare sumativa

1. Ce este o unitate astronomica ?

2. Ce intelegem prin an-lumina ?

3. Ce elemente intra in compozitia chimica a stelelor ?

4. Care este temperatura critica pentru o stea si ce se intampla cand ea este atinsa ?

5. Ce se intelege printr-o nova ?

6, Cum sunt grupate stelele in univers ?