Како одредити масу звезде

Скоро све у универзуму има масу, од атома и суб-атомских честица (попут оних које је проучавао Велики хадронски сударач) до џиновски гроздови галаксија. Једине ствари за које научници до сада знају да немају масу јесу фотони и глуони.

Маса је важно знати, али објекти на небу су предалеко. Не можемо их додирнути и сигурно их не можемо вагати конвенционалним средствима. Па, како астрономи одређују масу ствари у космосу? Компликовано је.

Претпоставимо да а типична звезда је прилично масиван, углавном много више од типичне планете. Зашто бринути о маси? Те информације је важно знати јер она открива трагове о еволуцијској прошлости, садашњости и будућности звезде.

Астрономи могу да користе неколико индиректних метода за одређивање звездане масе. Једна метода, названа

Астрономима је требало до 21. века да примењују гравитациона сочива за мерење звјезданих маса. Пре тога су се морали ослањати на мерења звезда које су окруживале заједнички центар масе, такозване бинарне звезде. Маса од бинарне звезде (две звезде које круже око заједничког тежишта) је астрономима прилично лако измерити. У ствари, вишеструки звездани системи дају пример из уџбеника како да схвате своје масе. То је помало техничко, али вредно проучавања да бисте разумели шта астрономи морају да раде.

Прво, мере орбите свих звезда у систему. Такође сатују брзину орбитала звезда и затим одређују колико дуго треба одређеној звезди да прође кроз једну орбиту. То се назива "орбиталним периодом".

Након што се сазнају све те информације, астрономи следеће раде неке калкулације како би утврдили масе звезда. Могу да користе једначину В_орбита = СКРТ (ГМ / Р) где СКРТ је "квадратни корен" а, Г је гравитација, М је маса, и Р је радијус објекта. Ствар је алгебре да задиркује масу преуређујући једначину за коју се треба решити М.

Дакле, без додиривања неке звезде, астрономи користе математику и познате физичке законе да би утврдили њену масу. Међутим, они то не могу учинити за сваку звезду. Друга мерења помажу им да утврде масе за звездене у бинарним системима или системима са више звездица На пример, могу да користе светлост и температуру. Звезде различите светлине и температуре имају знатно различите масе. Та информација, када се црта на графикону, показује да се звезде могу распоредити по температури и светлини.

Стварно масивне звезде су међу најтоплијим у свету. Звезде мање масе, попут Сунца, хладније су од својих гигантских браћа и сестара. Граф температуре звезда, боја и осветљења звезде назива се Хертзспрунг-Русселл-ов дијаграм, а по дефиницији такође показује масу звезде, у зависности од места где се налази на табели. Ако лежи дуж дуге, синуте кривуље зване Главна секвенца, онда астрономи знају да његова маса неће бити гигантска нити ће бити мала. Највеће масе и звезде најмање масе падају изван главне секвенце.

Астрономи се добро сналазе како звезде рађају, живе и умиру. Тај низ живота и смрти назива се "звјездана еволуција". Највећи предиктор како ће се звезда развијати је маса са којом се рађа, њена "почетна маса". Звезде ниске масе су углавном хладније и затамњеније од веће масе колегама. Дакле, једноставним гледањем боје, температуре и места где звезда живи у Хертзспрунг-Русселл дијаграму, астрономи могу стећи добру представу о маси звезде. Поређења сличних звезда познате масе (попут горе поменутих бинарних записа) дају астрономима добру представу о томе колико је данашња звезда масивна, чак и ако није бинарна.

Наравно, звезде не одржавају исту масу целог живота. Они с годинама остаре. Постепено троше своје нуклеарно гориво и на крају доживе огромне епизоде ​​масовног губитка крајевима њихових живота. Ако су звезде попут Сунца, лагано их отпухну и формирају планетарне маглице (обично). Ако су много масивнији од Сунца, они умиру у догађајима супернове, где се језгре урушавају и затим проширују према ван у катастрофалној експлозији. То троши велики део њиховог материјала у свемир.

Посматрајући врсте звезда које умиру као Сунце или умиру у суперновама, астрономи могу закључити шта ће радити друге звезде. Знају своју масу, знају како се друге звезде са сличним масама развијају и умиру, па могу направити неку лепу добра предвиђања, заснована на запажањима боје, температуре и других аспеката који им помажу да разумеју своје масе.

Посматрање звезда има много више од прикупљања података. Информације које астрономи добијају су сачињене у врло тачне моделе који им помажу да прецизно прецизирају шта звезде на Млечном путу и ​​широм универзума радиће онако како се рађају, старе и умиру, а све на основу својих масе. На крају, те информације такође помажу људима да разумију више о звездама, посебно нашем Сунцу.

• Маса звезде важан је предиктор за многе друге карактеристике, укључујући колико ће дуго живети.
• Астрономи користе индиректне методе за одређивање масе звезда јер их не могу директно додирнути.
• Типично говорећи, масивније звезде живе краће од оних мање. То је зато што своје нуклеарно гориво троше много брже.
• Звезде попут нашег Сунца су средње масе и завршиће се на много другачији начин од масивних звезда које ће се експлодирати након неколико десетина милиона година.