Astrofizica-1 Curs Observatorul Astrono mic

7/23/2019 Astrofizica-1 Curs Observatorul Astrono mic

http://slidepdf.com/reader/full/astrofizica-1-curs-observatorul-astrono-mic 1/56

ASTROFIZICĂ TEORETICĂSTRUCTURA ŞI EVOLUŢIA

STELELORLector: Radu Gherase

Secretar ştiinţific – Astroclubul Bucureşti



Structura şi eoluţia stelelor

! La ince"ut# astrono$ia era ba%at& "e ur$&rirea $işc&rii aştrilor "e boltacereasc&# "entru a 'nţele(e feno$enele ce stau la ba%a acestor $işc&ri)a"arente* – locul nostru in Uniers – orientare 'n ti$" şi s"aţiu+

! ,nce"-n. cu secolul /I/# astrono$ii şi0au 'n.re"tat tot $ai $ult atenţia s"restu.iul "ro"riet&ţilor fi%ice ale aştrilor# in s"ecial ale stelelor+

! ,nce"-n. cu secolul //# astrono$ia "rofesional& s0a '$"&rţit 'n .ou& .o$enii.isticte .e stu.iu1 astronomie observaţională şi astrofizică teoretică+ 2ri$ulconsta 'n ac3i%iţionarea .e .ate )ceea ce i$"lica şi costrucţia şi 'ntreţinereainstru$entelor .e obseraţie*# "recu$ şi "relucrarea lor+ Al .oilea se ocu"a custu.iul şi $o.elarea teoretic& a feno$enelor fi%ice şi stabilirea unor "re.icţiicare trebuie s& fie 'n concor.anţ& cu obseraţiile "ro"riu0%ise# "entru a .e.uce.ac& $o.elul conce"ut este ali.+ Astfel# cele .ou& .o$enii suntco$"le$entare# 'n sensul c& teoreticienii incearc& s& e4"lice "e c-t "osibil

re%ultatele obseraţionale+! Stelele sunt (loburi .e "las$& (i(antice aflate in echilibru hidrostatic , un.e forta(raitationala este anulata .e forta .atorata unui (ra.ient .e "resiune careactionea%& in sens o"us+

! Stelele stau la ba%a "roceselor fi%ice .in uniers+



Structura şi eoluţia stelelor

! Toate "ro"riet&ţile aştrilor sunt .e.use stu.iin. lu$ina"roenit& .e la aceştia+

! TE561 & "uteţi (-n.i la alte surse .e infor$aţie cue4ce"ţia un.elor electro$a(netice7

! 2ro"riet&ţi obserabile ).e.uctibile* ale stelelor1 – Strălucirea (lumio!itatea" – Culoarea – S#ectrul – $asa – Ra!a (dimesiuile"

! 8u e4ist& infor$aţie .irect& .es"re con.iţiile fi%ice .ininteriorul stelelor )stelele sunt cor"uri o"ace*# cu e4ce"ţia3elioseis$olo(iei şi a stu.iului neutrinilor solari+



Structura si eolutia stelelor ! %ri s#ectrul uui cor# ceresc &'eleem totalitatea radia'iilor

sale electromaetice dis#use & )uc'ie de luimea de udasau )rec*e'a acestora+



Structura şi eoluţia stelelor Lu$ino%itatea stelelor1

Lu$ino%itatea bolo$etric& )ener(ia ra.iat& total&*

Bolo$etrul este un instru$ent care $&soar& ener(ia ra.iat& 'nban.& lar(& )'ntr0o (a$& lar(& .e frecenţe# 'n s"ecial 'n .o$eniulinfraroşu*+9:; flu4ul .e ener(ie ra.iat& s"ecific lun(i$ii .e un.& :Rs ; ra%a steleiIn con.iţiile in care ne(li<&$ "re%enţa $ateriei interstelare#astrono$ii ar "utea $&sura1

%etru a o'ie L- , astroomii treuie să cuoască dista'a . #/ă lastea, 0i să corecte!e asor'ia atmos)erică 0i cea di s#a'iul iterstelar+



! 9lu4ul lu$inos )lu$ino%itatea=su"raf+ inci.ent&* la .istanţ&1

9>=9?;@??=@>? # @?@> sau L;>=@?



! Tem#eratura su#ra)e'ei stelelor ! @eter$inarea .irect& a te$"eraturii su"rafeţei stelelor1!

Confor$ le(ii Ste"3an0Bolt%$ann# orice cor" cute$"eratura absolut& .iferit& .e e$ite ra.iaţie 'ns"ectrul electro$a(netic– "utere e$isi&1 – Ecuaţia Ste"3an Bolt%$ann1

Un.e D este constanta lui Ste"3an+@eter$inarea .irect& a lui Teff este rareori "osibil&#

.eoarece .i$ensiunile e4acte ale stelelor )ra%a Rs*

sunt (reu .e obţinut+ E4ce"ţie fac ca%urile siste$elorbinare )stele .uble* cu ecli"s& şi stelele (i(ante foartea"ro"iate )ra%a acestora .in ur$& e $&surat& "rininterfero$etrie*+



!Tem#eratura su#ra)e'ei stelelor ! Le(ea lui ien )le(ea .e .e"lasare*1! ien a .eter$inat e4"eri$ental c&1

! 2entru un cor" cu o te$"eratur& .at&# "uterea s"ectral& .e e$isie# aria%& cufrecenţa )res"ecti lun(i$ea .e un.&* şi "re%int& un $a4i$ "entru o anu$itafrecenţ&F

! cu c-t te$"eratura cor"ului creşte# "o%iţia acestui $a4i$ se .e"lasea%& c&trefrecenţe $ai $ari# res"ecti lun(i$i .e un.& $ai $ici ).e e4+ .e la roşu s"reiolet*+

! 1ie a stailit o lee (em#irică" asu#ra distriu'iei s#ectrale a eerieicor#ului eru, lee care arată că desitatea s#ectrală de eerie a cor#uluieru, la o aumită tem#eratură este direct #ro#or'ioală cu #uterea a treia a)rec*e'ei radia'iei+

! Cu alte cuinte# si$"lific-n.1! Totuşi# relaţia $ate$atic& a lui ien nu se erifica e4"eri$ental .ec-t la frecenţe

$ari+ 5a4 2lancG a reuşit a"oi s& stabileasc& o le(e a ra.iaţiei s"ectrale a cor"uluine(ru care s& fie erificat& e4"eri$ental cu succes 'n toate re(iunile s"ectrale+2entru aceasta# el a "ornit .e la i"ote%a c& ra.iaţia ter$ic& este e$is& .e oscilatoriele$entari )ato$i# $olecule* 'n $o. .iscontinuu# cu o ener(ie ce re"re%int& un$ulti"lu 'ntre( al unei alori ele$entare E;3H # nu$it& cuant& .e ener(ie+ )i.eereoluţionar& ; fi%ica cuantic&*+

.max

const T =λ



2t+ Soare1



!Tem#eratura su#ra)e'ei stelelor ! A"licaţii ale le(ii lui 2lanG1

! Te$&1 se "oate .eter$ina :$a4 Soare ; n$+ Calculaţi T+



! $aitudiea a#aretă:! Str&lucirea a"arent& a unui cor" ceresc este .efinit& "rin J$a(nitu.ine a"arent&K+ 'n

recia antic&# aştrii au fost clasificaţi 'n funcţie .e str&lucirea lor a"arent& .u"& o scar&.e $a(nitu.ini# astfel1 cele $ai stralucitoare stele i%ibile cu oc3iul liber erau .e$a(nitu.inea ># iar cele $ai slab str&lucitoare )aflate la li$ita i%ibilitaţii cu oc3iul liber*

erau .e $a(nitu.inea M+ Stelele .e un anu$it (ra. .e $a(nitu.ine erau consi.erate afi .e ? ori $ai str&lucitoare .ec-t (ra.ul i$e.iat su"erior nu$eric )scar& lo(arit$ica –oc3iul u$an r&s"un.e .u"& o funcţie lo(arit$ic& la intensitatea sti$ulilor# la fel ca şicelelalte siste$e .e "erce"ţie*+ Aceast& clasificare s0a "&strat .e0a lun(ul $ileniilorfiin. folosit& .e astrono$i "-n& ast&%i# cu $ici $o.ific&ri+

! In >NM# 2o(son a refor$at siste$ul res"ecti i$"un-n. ca o stea .e $a(nitu.inea >sa fie .e > .e ori $ai stralucitoare .ec-t o stea .e $a(nitu.inea M+ @eci o stea .e o$a(nitu.ine .at& este .e ?#>? ori $ai stralucitoare .ec-t o stea .e o $a(nitu.inei$e.iat su"erioar& nu$eric+ 8u$&rul iraţional ?#>? este cunoscut şi ca nr+ lui 2o(son+Iniţial# scara lui 2o(son a aut ca re"er Steaua 2olar&# atribuin.u0se acesteia$a(nitu.inea ?+ Ulterior s0a .esco"erit 'ns& c& Steaua 2olar& ).e fa"t un sistem binar.e stele* este o stea variabilă )a.ic& stralucirea ei aria%& ciclic in ti$"# ariaţie nufoarte $are# .ar totusi i$"ortant&*+ Acu$ "entru .eter$inarea $a(nitu.inii se folosescanu$ite stele .e referinţ&# in funcţie .e ban.a s"ectral& folosit&+ In siste$ul $o.ern#ca stea .e referinţ& "entru ban.a V )i%ual* e folosit& steaua Ve(a# LPrae# alaturi .ealte stele ase$anatoare+ Ve(a are $a(nitu.inea a"arenta #Q+

! Siste$ul $o.ern nu $ai este li$itat la cele M or.ine .e $a(nitu.ine sau nu$ai "entruca%ul lu$inii i%ibile+ Obiectele foarte str&lucitoare au $a(nitu.ini a"arente ne(atie+@e ase$enea# $a(nitu.inea total& a"arent& se foloseşte şi "entru esti$area str&luciriiobiectelor e4tinse# ce aco"er& %one relati $ari "e cer )nebuloase, galaxii, roiuri destele*# nu nu$ai "entru cele "unctifor$e )stele* – "t+ a obţine# se inte(rea%& "esu"rafaţ&+ Stelele sunt f+ $ici ca .i$ensiuni ra"ortat la .istanţa uriaş& ce ne se"ar& .eele# .e aceea ne a"ar "unctifor$e+



! Astrono$ii care lucrea%a in .o$eniul i%ibil al s"ectrului E5 folosesc.eci ra"ortari la o referinta .ata ca $a(nitu.ini+ Aceasta .eoareceeste foarte .ificil sa cuantifica$ e4act ener(ia "ri$ita .e la o steaoarecare+ Este $ult $ai usor sa esti$a$ flu4ul .e ener(ie "ri$it .ela o stea in .o$eniul i%ibil al s"ectrului E5 co$"aran.u0l cu cel"ri$it .e la o stea .e referinta stu.iata intens )cu$ este ca%ul steleiVe(a# .e e4e$"lu*+ @iferenta "oate fi e4"ri$ata "rin for$ula1

2ada Frec*eta cetrala3m

Latimea3m

Flu4ul de maitudie 5(ers s67 cm68 3m67"

U +Q + Q+N >0

B +QN +N M+ >0

V +M +N Q+MQ >0

R +M +>> ?+? >0

I +NM +> >+>M >0



Ben%ile s"ectrale utili%ate "t+ $&sur&tori stan.ar.1Siste$ul UBV)RI* 1

! 5a(nitu.inea absolut&1

2rin .efiniţie este $a(nitu.inea a"arent& "e care o are un astru aflat lao .istanţ& "restabilit& ca .istanţ& etalon faţ& .e obserator1 >"arseci# 'n absenţa e4tincţiei at$osferice şi a $e.iului interstelar+



Structura şi eoluţia stelelor ! Astrono$ii $&soar& "recis .istanţele "-n& la stelele a"ro"iate )@> a+l+*

folosin. efectul .e "arala4& şi instru$ente s"eciale la bor.ul unor sateliţiartificiali 1 e4+ 5isiunea i""arcos+ – astro$etrie .e "reci%ie+

! 9ită'ile de măsură utili!ate #etru dista'ele iterstelare: ! anul lumină 1 .istanţa "arcurs& .e lu$in& 'n i. intr0un an )MN G$*+! parsecul 1 ter$en abreiat .in J"arala4a .e o secun.aK şi re"re%int& .istanţa .e la care se$ia4a

orbitei Terrei ar subintin.e un un(3i .e > secun.& )un "arsec are Q#?M ani lu$in&*F "entruco$"araţie# .iscul lunii obserat .e "e 2&$-nt subintin.e a"ro4i$ati Q $inute .e arc )<u$&tate.e (ra.*+



%ro#rietă'ile stelelor+ Rela'ii

!Relaţie e$"iric& 'ntre te$"eratura su"rafeţei şiculoare ).e e4+ B0V*+

! Relaţie e$"iric& 'ntre clasa spectrală şilu$ino%itate+

! Relaţie e$"iric& $as&0lu$ino%itate )$asa se.e.uce "recis nu$ai .in stu.iul siste$elorbinare*

! raficul care e4"ri$& ariaţia lu$ino%it&ţii

stelelor 'n funcţie .e te$"eraturasu"rafeţei#culoare# clas& s"ectral& se c3ea$&.ia(ra$a ert%s"run(0Russel )nu$it& şi.ia(ra$& culoare0$a(nitu.ine*+



Relaţia e$"iric& $as&0lu$ino%itate

! L W5Q+I



S"ectrul stelelor

! Ti"uri .e s"ectru )re(ulile lui irc33off*1! Re(ula >1 un $aterial o"ac incins e$ite un s"ectru continuu )e4+ 9ila$entul

unui bec*+ S%ECTR9 COTI99! Re(ula ?1 un (a% trans"arent incins "ro.uce un s"ectru .e e$isie

)caracteri%at "rin linii .e e$isie*+ 8u$&rul şi culoarea acestor linii .e"in.estrict .e co$"o%iţia c3i$ic& a (a%ului res"ecti )e41 un neon*+ S%ECTR9.E E$ISIE

! Re(ula Q1 .ac& un s"ectru continuu )"roenin. .e la un cor" soli.# lic3i.#sau (a% sub "resiune o"ac* trece "rin alt (a% la o te$"eratur& $ai sc&%ut&#(a%ul $ai rece cau%ea%& a"ariţia unor linii .e absorbţie )'nc3ise "rincontrast* 'n s"ectru+ 8u$&rul şi culoarea acestora aria%& 'n funcţie .eco$"o%iţia c3i$ic& a (a%ului# 'ntoc$ai ca 'n ca%ul s"ectrului .e e$isie)aceleaşi ele$ente c3i$ice "ro.uc aceleaşi linii .e e$isie# absorbţie*+S%ECTR9 .E A2SOR2;IE



S"ectrul stelelor

! Ti"uri .e s"ectru )re(ulile lui irc33off*1



!Tran%iţii la niel ato$ic! E$isia şi absorbţia fotonilor se .atorea%& "roceselor ce

se .esf&şoar& la niel ato$ic+ Aceste "rocese sunt(uernate .e $ecanica cuantic&+ Astfel# ae$1

! S"ectru .iscret .e alori ale ener(iei "entru electronile(aţi )E*

! S"ectru continuu .e ener(ie "entru electroni liberi )E*! Sunt "osibile ur$&toarele interacţiuni 'ntre fotoni şi

electroni1 – Absorbţie

– E$isie s"ontan& – E$isie sti$ulat&



!Tran%iţii la niel ato$ic



Ti"uri .e s"ectru! TE$Ă: SOARELE %REZITĂ 9 S%ECTR9 .E A2SOR2;IE+ .E CE<! TE$Ă: cum *ă e4#lica'i a#ari'ia liiilor de emisie (asor'ie"+ E4em#lu =>+Tra!i'ie electro de #e oritalul ?@,,B+++ #e ?8 (Serie 2almer"+Tra!i'ie electro de #e oritalul ?@,,B+++ #e ?7 (Serie Lma"+



Clasele s#ectrale ale stelelor Clasi)icarea stelelor & )uc'ie de s#ectru

! Clasi)icarea s#ectrală =ar*ard a stelelor, & )uc'ie de tem#eratura

su#ra)e'ei:

! Fiecare clasă #re!ită sudi*i!iui de la 5 la D (e4+ Soarele e & clasa G8"+ Itre tim#, s6au mai adauat si alte clase oi: 1 stele de ti# 1ol)6Raet cu tem#eraturi #aa la5555, L stele cu masa isu)icieta de hidroe #etru a a*ea loc #rocese de)u!iue (#iticele rue", T #itice rue mai reci, cu #re!eta metaului i s#ectru, etc+



Clasificarea s"ectral& arar.



@ia(ra$a ert%s"run(0Russel

Cl ifi t l& t l l ' f ţi



Clasificarea s"ectral& a stelelor# 'n funcţie.e te$"eratura su"rafetei si lu$ino%itate 0

5or(an0eenan! Clasificarea este f&cut& şi 'n funcţie .e as"ectul liniilor s"ectrale ).e e4+ intensitatea

acestora*# s"re .eosebire .e cea ale arar.+ Aici se face o .istinctie a stelelor (i(antefaţ& .e stelele .in secvenţa principală .e acelaşi ti" s"ectral )sau aceeaşi Teff*+

! ; 3i"er(i(ante )eta Carinae*! I ; su"er(i(ante! Ia ; su"er(i(ante f+ lu$inoase )@eneb*! Ib ; su"er(i(ante $ai "utin lu$inoase)Betel(euse*! II ; (i(ante stralucitoare! III ; (i(ante

! IV ; sub(i(ante! V ; stele .in secenţa "rinci"al&)$e.ii# "itice*! VI ; sub"itice )rar folosit&*! VII ; "itice albe



Clasificarea s"ectral& a stelelor ! @istribuţia s"ectral& a ra.iaţiei stelelor .in secenţa arar.



Clasificarea s"ectral& a stelelor ! Variaţia liniilor .e absorbţie# 'n secenţa arar.# ca funcţie a Teff



Clasificarea s"ectral& a stelelor ! Variaţia liniilor .e absorbţie# 'n secenţa arar.# ca funcţie a Teff



@ia(ra$a ert%s"run(0Russel



9or$area stelelor

! @istribuţia $ateriei obişnuite .in ala4ie1! 4>>> $ase solare 'n stele! 4>S $ase solare .e (a% interstelar1

– 2las$& 'ncins& .e şocul e4"lo%iilor su"ernoelor)r&$&şiţele su"ernoelor*

– a% ioni%at 'n ur$a ra.iaţiilor UV "roenite .e lastelele $asie .in <ur

– 8ori .e 3i.ro(en neutru )X .in $asa total&* – 8ori $oleculari reci )X .in $asa total&*



9or$area stelelor ! orii moleculari ia'i

– 5ateria "ri$& .in care se for$ea%& stelele şi siste$ele"lanetare – Sunt foarte reci1 au 'ntre şi elin – Un nor $olecular ti"ic are 'ntre > şi >M $ase solare

! Conţine 3i.ro(en $olecular )?* 'n "ro"orţie .e X

Y eliu )?X*Y Alte $olecule )>X* – $ono4i. .e carbon CO etc+

– @ensit&ţile aria%& .e la > "-n& la > $olecule ? =c$Q

TE5A1 cu$ "ot fi .etectaţi norii $oleculari7)ra.iaţia cu :;?>c$*



9or$area stelelor ! Anu$ite %one .in norii $oleculari 'nce" s& se fra($ente%e# se for$ea%&

JnucleeK 'n care $aterialul 'nce"e s& se a(lo$ere%e sub acţiunea (raitaţiei+! Acest lucru se "oate 'nt-$"la atunci c-n. norul este traersat .e un.e .e

şoc "roenite .e la e4"lo%ia unei su"ernoe .in a"ro"iere# sau alte"erturbaţii "ro.use .e cor"urile $asie .in <ur

! nebuloasa iniţial& ince"e s& se fra($ente%e# iar nucleele s& se $icşore%e#$ateria .in interior .eenin. tot $ai .ens&+

! 2rocesul acesta continu& "-n& c-n. 'n interiorul JnucleelorK .e $aterie

astfel for$ate "resiunea şi te$"eratura (a%ului atin( alori suficient .e $ari"entru ca s& aib& loc fu%iuni nucleare+ Astfel se naşte o stea# sau un c3iarun roi de stele +

! 5a<oritatea stelelor se for$ea%& 'n (ru"uri# roiuri+! O "arte .in ener(ia (raitaţional& este eliberat& la 'nce"ut 'n infraroşu+ ,n

acest sta.iu# steaua 'n for$are este consi.erat& ca fiin. .in pre-secvenţa principală # şi este nu$it& protostea. @in $o$entul c-n. 'nce"e fu%iunea

nuclear&# cola"sul (raitaţional 'ncetea%&# forţa .e (raitaţie fiin. ec3ilibrat&.e forţa .e e4"ansiune re%ultat& 'n ur$a fu%iunilor nucleare+ i.ro(enul .ininteriorul stelei 'nce"e s& se transfor$e 'n .euteriu# a"oi in 3eliu# eliber-n.u0se cantit&ţi enor$e .e ener(ie – "ier.ere .e $as& )reacţii .enucleosinte%&*+ Steaua Ja "rins iaţaK# şi .e acu$ se 'nca.rea%a 'n secvenţa principală +



9or$area stelelor

! 9oarte $ulte .intre "rotostele nu a<un( sa .eina stele#.in cau%a cantitatii $ici .e (a% .in care sunt for$ate+

Acestea .ein stele "itice brune# stele ce nu e$it .ecatra.iatie infrarosie+

! Totul .e"in.e acu$ .e cat .e $ult (a% este for$ata"rotosteaua1 .aca $asa (a%ului este ase$anatoare cucea a Soarelui# "rotosteaua se a transfor$a in stea in> $iloane .e aniF .aca $asa "rotostelei este .e $ini$

> ori $ai $are .ecat $asa Soarelui# aceasta a .eenio stea (i(anta in .oar >+ .e ani+



9or$area stelelor



Eoluţia stelelor ! Secenţa "rinci"al& .in .ia(ra$a

R "une 'n ei.enţ& .e"en.enţalu$ino%it&ţii )şi a celorlaltecaracteristici ale stelelor* 'n funcţie.e $asa acestora# -rsta acestora

fiin. nese$nificati& .in acest"unct .e e.ere+! Secenţa "rinci"al& este o

secenţ& .e $as&# şi nu osecenţ& .e ti$"

! Eoluţia stelelor este str-ns le(at&

.e $asa acestora+! Toate "ro"riet&ţile unei stele sunt

.ictate .e $asa acesteia+



Eoluţia stelelor ! Stelele .in secenţa "rinci"al& se afl& 'n ec3ilibru

.ina$ic )forţa (raitaţional& e contrabalansat& .e forţa

.e(a<at& .e fu%iunile nucleare .in nucleul acestora*! Cu c-t stelele sunt $ai $asie )$ai (rele*# cu at-t sunt

$ai str&lucitoare )"ro.uc şi .e(a<& $ai $ult& ener(ie*

! O creştere $ic& .e $as& con.uce la o creştere $ult $aise$nificati& a lu$ino%it&ţii )relaţia $as&0lu$ino%itate*! Stelele $asie sunt foarte str&lucitoare! 5ai $ult& $as& ;

– 9orţ& .e co$"resie $ai $are ).atorat& (raitaţiei* – 2resiuni şi te$"eraturi $ai 'nalte 'n $ie%ul stelei – Rat& .e fu%iune )nucleosinte%&* $ai ri.icat& – Lu$ino%itate crescut&



Eoluţia stelelor ! Stelele cu masa mică (#iticele ro0ii"

– Ce se inta$"la cu stelele acestea nu se cunoaste in$o. .irect# "entru ca .urata .e iata este $ai $are.ecat arsta actuala a uniersului+ 8u s0a "ututobsera o ase$nea stea la sfarsitul ietii+

– Toate infor$atiile .es"re $oartea acestor stele in.in si$ularile facute "e calculator+

– In nucleul stelelor cu $asa $ai $ica .e # $asesolare "rocesul .e fu%ine a 3eliului nu "oate ince"e#.u"a ter$inarea re%erei .e 3i.ro(en+ Aceste stele seor raci tre"tat si or ra$ane in acest sta.iu "este> .e $iliar.e .e ani+



Eoluţia stelelor

! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară"



Eoluţia stelelor

! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară" – Reacţiile 'n lanţ "roton0"roton 'n $ie%ul stelei1

7= 7= J 8= e He

e eK J 8 H? Z > [ Qe ZHQe ZQe [ Te Z > Z > Z E

http://en.wikipedia.org/wiki/Positron

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino

http://en.wikipedia.org/wiki/Neutrino

http://en.wikipedia.org/wiki/Positron



Eoluţia stelelor

! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară" – ,n ca.rul secenţei "rinci"ale# steaua r&$-ne stabil& o "erioa.&

'n.elun(at& – e4ist& un $ecanis$ .e fee.bacG ce re(lea%&"ro.ucţia .e ener(ie+

– Cola"sul (raitaţional este '$"ie.icat )steaua se $enţine 'nec3ilibru .ina$ic .e "resiunea (a%ului ioni%at .in interior# ceur$e%& le(ea (a%ului i.eal*1 ";nRT# sau ";8GT+

– 2e $&sur& ce steaua 'şi consu$& re%erele .e 3i.ro(en# 'ncentrul acesteia se acu$ulea%& un nucleu for$at .in 3eliu# 'ne4teriorul acestuia .esf&şur-n.u0se 'n continuare "rocesele .e

fu%iune nuclear& "roton0"roton+ – Sf-rşitul secenţei "rinci"ale1 .u"& > $iliar.e .e ani+ 8ucleul .e3eliu 'nce"e s& se contracte .in ce 'n ce $ai ra"i.# reacţiilenucleare "roton0"roton continu& totuşi 'ntr0un 'neliş 'n <urulnucleului+



Eoluţia stelelor ! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară"

– Iniţial# te$"eratura nucleului este "rea $ic& "entru fu%iunea 3eliului# .arcontracţia nucleului eliberea%& ener(ie (raitaţional&# cau%-n. creştereate$"eraturii nucleului şi a 'nelişului acestuia# acceler-n. reacţiile nucleare .in 'neliş+

– 2ro.ucţia crescut& .e ener(ie (enerea%& "resiune e4terioar& ri.icat& şi"rooac& e4"ansiunea su"rafeţei stelei+ At$osfera stelei a creşte cu un factor.e ? .e ori# şi se a r&ci# culoarea acesteia fiin. acu$ roşie+ Cu toate acestea#

su"rafaţa stelei fiin. acu$ $ult $ai $are# lu$ino%itatea sa a fi $are+ – @u"& 'nc& a"ro4i$ati un $ilion .e ani# "resiunea şi te$"eratura nucleului a<un(suficient .e $ari "entru fu%iunea 3eliului+

– In nucleul stelei# 3eliul 'nce"e s& fu%ione%e )s& se transfor$e* 'n carbon+ – Acest sta.iu .e eoluţie a .ura 'nc& > $iliar. .e ani+ – 5ecanis$ul iniţial .e fee.bacG este co$"ro$is# .eoarece steaua "re%int& acu$

un nucleu .e gaz degenerat, ce se co$"ort& cu totul altfel .ec-t (a%ul obişnuit+

– Sc3i$barea sursei .e ener(ie .uce la o instabilitate a stelei# şi aceasta 'nce"es& se $&reasca şi s& se $icşore%e# uneori c3iar iolent+ At$osfera e4terioar& astelei este e4"ul%at& 'n s"aţiu# fiin. e$is un flu4 continuu .e "articule inc&rcate)electroni si "rotoni* 0 -nt solar "uternic+

– Aceste stele 'şi aria%& "erio.ic str&lucirea )sunt stele ariabile* şi se nu$escstele .e ti" \5ira\# sau stele .e \ti" t-r%iu\+



Eoluţia stelelor

! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară" – a%ul e4"ul%at 'n ur$a -ntului solar şi sc3i$b&rilor .e

.ia$etru# este bo(at 'n ele$ente $ai (rele# "rintre care o4i(enşi carbon+

– @in (a%ul e4"ul%at 'n <urul stelei se for$ea%a o anelo"&

circu$stelar& )o J(o(oaş& .e (a%K* ce se $&reste continuu şi se 'n.e"artea%& tre"tat .e stea+ – 2ulsaţiile stelei# uneori foarte iolente# fac ca anelo"a .e (a% s&

ia for$e foarte interesante+ Astfel se for$ea%& \nebuloasele"lanetareJ+

– Steaua nu a "utea fu%iona $ai .e"arte ele$ente $ai (rele

.ec-t carbonul# şi nucleul acesteia a suferi 'n cele .in ur$& uncola"s final# at$osfera sa fiin. e4"ul%at& 'n s"aţiu+ – ,n final# steaua a a<un(e o "itic& alb& alc&tuit& .in $aterie

.e(enerat& )(a% .e(enerat*# cu .i$ensiunile 2&$-ntului# şi cu o

.ensitate foarte $are )> $ilion .e (ra$e "e c$ cub*+



Eoluţia stelelor

! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară"

E l ţi t l l



Eoluţia stelelor ! Stelele asemăătoare Soarelui (H7 masă solară"



Eoluţia stelelor

! 5aterie .e(enerat& – Contracţia nucleului stelar cau%ea%& creşterea "resiunii 'ntr0at-t 'nc-t

atunci c-n. te$"eratura este suficient .e $are "entru fu%iunea 3eliului#$ie%ul stelei se afl& .e<a 'ntr0o stare .e degenerare electronică+Degenerarea se .atorea%& "rinci"iului .e e4clu%iune al lui 2auli# ce

'$"ie.ic& $ai $ulţi electroni s& ocu"e niele .e ener(ie i.entice )nu "otaea aceeaşi stare cuantic&*+ ,ntr0o stare .e(enerat&# electronii nu "reaau libertate .e $işcare# nielele ato$ice .e ener(ie fiin. toate ocu"ate#ne"ut-n. fi forţaţi s& aib& aceeaşi stare cuantic& cu alţi electroni+ Aceasta (enerea%& o "resiune confor$ "rinci"iului .e e4clu%iune al lui2auli )o re%istenţ& .in ce 'n ce $ai s"orit& a (a%ului res"ecti lacontracţie*# "ractic in.e"en.ent .e te$"eratura la care se afl& acesta)c3iar şi la te$"eraturi a"ro"iate .e %ero absolut*+ a%ul .e(enerat nures"ect& le(ile (a%ului i.eal ).e e4+1 o.at& cu sc&.erea te$"eraturii#sca.e şi "resiunea la un (a% obişnuit*+



Eoluţia stelelor ! Stele $asie )$asa $ai $are .e M $ase solare*

! Stelele $asie "arcur( secenţa "rinci"al& $ult$ai ra"i. .ec-t cele $ai "uţin $asie )'nesenţ&# co$bustibilul nuclear se consu$& $ult

$ai re"e.e şi stelele eoluea%& $ai re"e.e – auo .urat& .e iaţ& $ult $ai $ic&*t>S anitW5=LW5=5Q#I;50?#I



Eoluţia stelelor ! Stele $asie )$asa $ai $are .e M $ase solare*

! @u"& ter$inarea 3i.ro(enului .is"onibil# acesteacontinu& s& fu%ione%e 'n $ie%ul lor şi ele$ente $ai (rele.ec-t carbonul# "-n& la siliciu# re%ult-n. 'n cele .in ur$&un nucleu .e fier# şi .ein su"er(i(ante roşii+

! Steaua are acu$ o structur& stratificat&# straturile fiin.

alc&tuite .in ele$entele fu%ionate# 'n or.ine+! @u"& aceasta# 'ns&# cantitatea .e ener(ie eliberat& 'n

ur$a fu%iunilor nucleare este $ai $ic& .ec-t ceanecesar& "entru susţinerea "rocesului .e nucleosinte%&

– reacţia .eine en.oter$& )nucleul .e fier este cel $ai

stabil .intre toate ele$entele# şi re"re%int& JbarieraK.intre fu%iune şi fisiune*+ 9u%iunea 'n nucleul stelei seo"reşte brusc şi stelele nu $ai "ot balansa )eita*cola"sul (raitaţional+

Eoluţia stelelor



Eoluţia stelelor Stelele $asie



Eoluţia stelelor

! Stelele masi*e:! ,n eta"ele .e trecere .e la fu%iunea unui ele$ent la cea

a unui ele$ent $ai (reu# steaua "re%int& ariaţii $ari .elu$ino%itate ).i$ensiuni*+

! ,n ulti$ele eta"e .e fu%iune# steaua "ulsea%&#e4"ul%ea%& $aterial 'n $e.iul interstelar şi .escrie untraseu %i(0%a( 'n .ia(ra$a R+ Steaua .eine oariabil& "ulsant& nu$it& Ce"3ei.& ).enu$irea ine .e

la steaua ] Ce"3ei*+! Aceste stele sunt folosite ca Jlu$-n&ri stan.ar.K#.eoarece e4ist& o corelaţie 'ntre lu$ino%itate şi "erioa.a.e "ulsaţie+



Eoluţia stelelor !

Stelele masi*e:

E l ţi t l l



Eoluţia stelelor ! 8ucleul .in fier al stelei re%ist& iniţial cola"sului .atorit& "resiunii

.e(eneratie electronice+! Ins& .ac& nucleul .e"&şeşte li$ita C3an.raseG3ar .e a"ro4i$ati

># $ase solare# atunci "resiunea .e(enerati& electronic& nu $aieste suficient& "entru a re%ista cola"sului (raitaţional# .u"&$o.elul relatiist+

E l ţi t l l



Eoluţia stelelor ! Stele $asie1

– ,n ulti$ul sta.iu .e eoluţie al stelei# te$"eraturile şi "resiunile .incentru atin( cote fantastice# iar ra.iaţiile (a$$a "re%ente 'n nucleu suntsuficiente 'n aceste con.iţii "entru a .esco$"une fierul .in $ie%ulcentral 'n 3eliu şi neutroni "rin "rocesul .e fotodezintegrare+ Cu altecuinte# 'n centrul stelei 'n c-tea cli"e se Janulea%&K $ilioane .e ani .enucleosinte%& stelar&# "rocesul fiin. acu$ e4act iners+ Aceste reacţii.in ur$& sunt "uternic en.oter$ice )au loc cu "ier.ere .e ener(ie*# cu

efect .eastator asu"ra centrului stelei# care se contract& şi $ai $ult+ – O.at& .e"&şit& li$ita C3an.raseG3ar# nici o forţ& nu $ai "oate o"ricola"sul (raitaţional al nucleului+ ^ona central& stelei intr& ra"i. 'ncola"s# cu ite%e ce .e"&şesc G$=s# iar straturile interioare sunt"ractic .isociate .e cele e4terioare+ Cola"sul nucleului nu se o"reşte.ec-t c-n. acesta a<un(e la un .ia$etru .e cel $ult >G$ c-n. "rotonii

şi electronii sunt JstriiţiK '$"reun& for$-n. neutroni+ Astfel# cola"sultotal al $ie%ului este '$"ie.icat .e .e(enerarea neutronic&+ 5aterialul.in e4terior# .u"& ce a c&"&tat ite%e .e c&.ere e4tre$ .e $ari)relatiiste*# se loeşte acu$ .e nucleul $ic alc&tuit .in materieneutronică# şi ricoşea%& s"re e4terior+



Eoluţia stelelor

! Stele $asie1 – Un.a .e şoc creat& .e acest ricoşeu se "ro"a(& ra"i. "rin

'nelişul stelei co$"ri$-n.u0l şi 'nc&l%in.u0l# e4"ul%-n. restul .e$aterie 'n s"aţiul interstelar "rintr0o e4"lo%ie (i(antic&)su"ernoa .e ti" II*# 'n care sunt create toate ele$entele $ai(rele .ec-t fierul+ 5ecanis$ul e4act al acestei e4"lo%ii nu este

'nc& 'nţeles+ – Sunt eliberaţi neutrini cu ener(ie .e >M _ şi lu$in& i%ibil&

a"ro4+ > _``` Suficient "entru a .e"&şi 'n lu$ino%itate "entruscurt ti$" o 'ntrea(& (ala4ie# sau "entru a e(ala ener(ia "ro.us&

.e o stea si$ilar& cu Soarele "e toat& .urata sa .e Jiaţ&K – >$iliar.e .e ani+ – ,n ur$a e4"lo%iei r&$-ne o stea neutronic& )"ulsatorie – "ulsar*

şi o nebuloas& nu$it& Jr&$&şiţ& .e su"erno&K – e4+ 8ebuloasaCrab# 5># r&$&şiţ& a su"ernoei .in anul > A@+

E l ţi t l l



Eoluţia stelelor

!Stele $asie1! @ac& iniţial steaua a fost $ai $asi&.ec-t ? .e $ase solare# atunci nucleulnu0şi a sto"a contracţia# for$-n.u0se ogaură neagră+

Eoluţia stelelor




Eoluţia stelelor




Date post:	18-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	alex-o
View:	244 times
Download:	0 times

Astrofizica-1 Curs Observatorul Astrono mic

Documents