Notranja struktura Sonca in zvezde glavnega zaporedja

Zvezde so ogromne kroglice, ki jih sestavljajo svetlobna plazma. V naši galaksiji je veliko njih. Zvezde so imele pomembno vlogo pri razvoju znanosti. Opazili so jih tudi v mitih številnih ljudstev, ki so služili kot orodje za plovbo. Ko so bili izumljeni teleskopi in odkrili zakone gibanja nebesnih teles in gravitacijo, so znanstveniki spoznali, da so vse zvezde podobne Soncu.

Opredelitev

Zvezde glavnega zaporedja vključujejo vse tiste, v katerih se vodik pretvori v helij. Ker je ta proces neločljiv pri večini zvezd, ta kategorija vključuje večino svetilk, ki jih je opazil človek. Na primer, tudi Sonce spada v to skupino. Alpha Orion ali na primer spremljevalec Siriusa ne sodi v glavne zvezde zaporedja.

Skupine zvezd

Prvič je problem primerjave zvezd z njihovimi spektralnimi razredi sprejel znanstveniki E.Gertzsprung in G. Russell. Ustvarili so diagram, na katerem so bili prikazani spekter in svetilnosti zvezd. Nato je bil ta diagram imenovan v njihovi časti. Večina svetilnikov, ki se nahajajo na njem, se imenujejo nebesni telesi glavnega zaporedja. Ta kategorija vključuje zvezde, začenši z modrimi supergienti in konča z belimi palčniki. Svetlost Sonca v tem diagramu se obravnava kot enotnost. Zaporedje vključuje zvezde različnih mas. Znanstveniki so prepoznali naslednje kategorije svetilk:

• Supergienti - razred I svetilnosti.
• Giants - II razred.
• Zvezde glavnega zaporedja so razred V.
• Pod-palčki - VI razred.
• Bele palčke - VII razred.

Procesi znotraj svetilk

Z vidika strukture se Sonce lahko razdeli na štiri pogojna območja, v katerih se pojavljajo različni fizični procesi. Energija sevanja zvezde, pa tudi notranja toplota, nastane globoko znotraj svetilke, ki se prenaša na zunanje plasti. Struktura glavnih zvez zvrsti je podobna kot pri sončnem sistemu. Osrednji del katerega koli svetila, ki pripada diagramu Hertzsprung-Russell za to kategorijo, je jedro. Tam se nenehno pojavljajo jedrske reakcije, med katerimi se helium pretvori v vodik. Da bi jedro vodika med seboj trčili, mora biti njihova energija višja od odbojne energije. Zato se takšne reakcije pojavijo samo pri zelo visokih temperaturah. Znotraj Sonca temperatura doseže 15 milijonov stopinj Celzija. Ker se odmika od jedra zvezde, se zmanjša. Na zunanji meji jedra je temperatura že polovica vrednosti v osrednjem delu. Tudi gostota plazme se zmanjša.

Jedrske reakcije

Ampak ne le v notranji strukturi zvezde glavnega zaporedja, so podobne Soncu. Svetilke te kategorije odlikuje tudi dejstvo, da se jedrske reakcije v njih odvijajo v treh korakih. V nasprotnem primeru se imenuje protonski-protonski cikel. V prvi fazi se pojavita dva protona. Zaradi tega trka se pojavijo novi delci: devterij, pozitron in nevtrino. Nadalje se proton trči z delcem nevtrina in nastane jedro izotopa helium-3, kot tudi gama-genovni kvant. Na tretji stopnji procesa se združi dve jedri helium-3 in normalne vodikove oblike.

V času teh trkov se med osnovnimi jedrskimi reakcijami stalno proizvajajo elementarni delci nevtrina. Premagajo spodnje plasti svetilke in letijo v medplanetarni prostor. Neutrino se zabeleži tudi na tleh. Znesek, ki ga znanstveniki zabeležijo s pomočjo instrumentov, je po mnenju znanstvenikov nesorazmerno manjši, kot bi moral biti. Ta problem je ena največjih skrivnosti v fiziki Sonca.

Območje sevanja

Naslednja plast v strukturi Sonca in zvezde glavnega zaporedja je sevalna cona. Njene meje segajo od jedra do tankega sloja, ki se nahaja na robu konvektivne cone, tahocline. Svetlobna cona je dobila ime s poti, s pomočjo katere se energija prenese iz jedra na zunanje plasti zvezdnega sevanja. Fotoni, ki se nenehno proizvajajo v jedru, se gibljejo v tej coni, trčijo z jedrci v plazmi. Znano je, da je hitrost teh delcev enaka hitrosti svetlobe. Kljub temu pa fotoni potrebujejo približno milijon let, da dosežejo mejo konvektivnih in sevalnih območij. Takšna zamuda je posledica stalnega trka fotonov z jedrci v plazmi in njihove ponovitve.

Tachocline

Sonce in zvezde glavnega zaporedja imajo tudi tanek pas, ki igra pomembno vlogo pri nastajanju magnetnega polja zvezd. Imenuje se tachoklin. Znanstveniki nakazujejo, da se tukaj odvijajo procesi magnetnega dinamo. Sestoji iz dejstva, da plazemski tokovi potegnejo magnetne linije sile in povečajo skupno poljsko jakost. Prav tako obstajajo predlogi, da se v območju tahokline pojavi ostra sprememba kemične sestave plazme.

Konvektivna cona

To območje je najbolj oddaljena plast. Njegova spodnja meja se nahaja na globini 200 tisoč kilometrov. In zgornja meja doseže površino svetilke. Na začetku konvektivne cone je temperatura še vedno visoka, doseže približno 2 milijona stopinj. Vendar pa je ta indikator že nezadosten za proces ionizacije atomov ogljika, dušika in kisika. To področje je dobila ime zaradi načina, na katerega se je konstantno prevoz snovi iz globokih plasti zunanjega - konvekcije ali mešanjem.

V predstavitvi o zvezdah glavnega zaporedja je mogoče poudariti dejstvo, da je Sonce navadna zvezda v naši galaksiji. Zato so številna vprašanja - na primer o virih svoje energije, strukture in nastajanja spektra - skupna tako za Sonce kot za druge zvezde. Naša svetilka je edinstvena glede na svojo lokacijo - to je najbližja zvezda našemu planetu. Zato je njegova površina podvržena podrobni študiji.

Fotografije

Vidna lupina Sonca se imenuje fotofrera. Odvaja skoraj vso energijo, ki pride na Zemljo. Fotofere sestavljajo peleti, ki so podolgovate oblake vročega plina. Tukaj lahko opazujete tudi majhne pike, ki se imenujejo bakle. Njihova temperatura je približno 200 ^oC je višja od okoliške mase, zato se razlikujejo glede na svetlost. Baterije lahko obstajajo do nekaj tednov. Ta stabilnost je posledica dejstva, da magnetno polje zvezda ne omogoča vertikalnih tokov ionizirajočih plinov v vodoravni smeri.

Položaji

Tudi na površini fotofere se včasih pojavljajo temne površine - mikrobe pike. Pogosto se lahko pike razširijo na premer, ki presega premer Zemlje. Sunspots, Praviloma se pojavljajo v skupinah in nato razširijo. Postopoma se delijo na manjša območja, dokler ne izginejo v celoti. Spots se pojavijo na obeh straneh sončnega ekvatorja. Vsakih 11 let njihovo število, pa tudi zasedeno območje, doseže največ. Glede na opazovano gibanje točk Galileo je lahko zaznal vrtenje Sonca. Kasneje je bila ta rotacija izpopolnjena s spektralno analizo.

Do sedaj so znanstveniki zmedeni glede tega, zakaj je obdobje povečanja sončnih pik točno 11 let. Kljub vrzeli v znanju so informacije o sončnih žarkih in pogostnosti drugih vidikov dejavnosti zvezda znanstvenikom omogočile, da naredijo pomembne napovedi. S preučevanjem teh podatkov je mogoče napovedati začetek magnetnih neviht, kršitev na področju radijske zveze.

Razlike iz drugih kategorij

Svetlost zvezde je količina energije, ki jo oddaja svetilnik v eni časovni enoti. To vrednost lahko izračunamo iz količine energije, ki doseže površino našega planeta, pod pogojem, da je razdalja do Zemlje znana. Svetlost zvezd glavno zaporedje je večje od hladnih zvezd z nizko maso in manj vročih zvezd, katerih masa se giblje od 60 do 100 sončnih.

Hladne zvezde so v spodnjem desnem kotu glede na večino svetilk in vročih zvezd so v zgornjem levem kotu. V tem primeru je v večini zvezd, za razliko od rdečih velikanov in belih palčkov, masa odvisna od indeksa svetilnosti. Večina svojega življenja ima vsaka zvezda točno glavno zaporedje. Znanstveniki verjamejo, da bolj masivne zvezde živijo veliko manj kot tisti, ki imajo nizko maso. Na prvi pogled bi morali biti obratno, ker imajo več vodika za izgorevanje in jih morajo porabiti dlje. Vendar pa zvezde, ki so ogromne, veliko porabijo gorivo.