Skocz do zawartości

Gość Bellatrix

Rekomendowane odpowiedzi

Gość Bellatrix

Cześć :) Typy widmowe gwiazd zazwyczaj utożsamiamy z ich barwą oraz temperaturą. I jest to prawidłowe, jednak uważam, że warto na nowo przyjrzeć się chemicznym konsekwencjom temperatury powierzchni. Inaczej molekuły będą wyglądały w temperaturach rzedu dziesiątków tysiecy kelwinów, a całkiem inaczej przy kilku tysiącach.

W osobnym artykule omówię korelację typów widmowych z jasnością (a więc także diagram H-R). Jeśli macie jakieś ciekawe uwagi, proszę napiszcie. Albo znacie dobrze napisaną monografię o typach widmowych gwiazd, zapodajcie link.

TYPY WIDMOWE GWIAZD

 

Klasyfikacja widmowa gwiazd polega na pogrupowaniu oraz uszeregowaniu poszczególnych grup według rodzajów ich linii spektroskopowych.

Zewnętrzna część gwiazdy (wewnętrzna zresztą też, ale nie sposób jej zbadać) może osiągać różną temperaturę. Tak więc istnieją gwiazdy bardzo gorące (typ O: 28.000- 50.000 K) jak i wyjątkowo chłodne (typ M: 2500-3500 K), oraz wiele innych, pośrednich typów widmowych.

Dla poszczególnych typów przyjmuje się umowny przedział temperatur powierzchni gwiazd:

 

O (28.000- 50.000 K)

B (10.000- 28.000 K)

A (7500- 10.000 K)

F (6000- 7500 K)

G (5000- 6000 K)

K (3500- 5000 K)

M (2500- 3500 K)

 

Z temperaturą ściśle powiązana jest postać molekuł, jakie wchodzą w skład danej gwiazdy. Bo wiemy, iż aby spowodować jonizację, czyli oddzielenie elektronów od atomu, potrzebny jest nakład energii. Im dostarczana energia jest wyższa, tym więcej elektronów można odseparować od atomu. Podobnie rzecz wygląda w przypadku wiązań chemicznych. Chcąc rozerwać wiązanie chemiczne, należy dostarczyć układowi energii (w większości przypadków).

Jak to się ma do typów widmowych gwiazd? Im bardziej gorąca powierzchnia gwiazdy, tym więcej energii dostarcza ona swym składnikom. I tym bardziej zaawansowany może być proces ich jonizacji.

W gwiazdach typu widmowego O, widoczne są linie spektroskopowe zjonizowanego helu He2+. A jak wiadomo, hel nie jest łatwo zjonizować, gdyż jego atom jest maleńki, elektrony znajdują się bardzo blisko jądra, i niezmiernie trudno oddzielić je od atomu. Skoro w gwiazdach typu O występują jony helu, oznacza to, że temperatura gwiazdy musi być bardzo wysoka. Przy niskiej temperaturze taka jonizacja nie miałaby prawa bytu.

 

W gwiazdach typu widmowego B (które są nieco chłodniejsze od typu O) także obserwujemy zjonizowany hel. Jednak jest to zaledwie częściowa jonizacja. Atomy helu tracą tylko jeden elektron, przekształcając się w jony He+. Zrozumiałe, temperatura niższa, więc nie wystarczyło energii na oddzielenie obu elektronów od atomu helu.

 

W gwiazdach typu widmowego A dominują linie wodoru atomowego H (tzw. seria Balmera) . W warunkach ziemskich, pierwiastek ten występuje jako cząsteczka dwuatomowa H2. Jednak w gwiazdach, gdzie temperatura jest nieporównywalnie wyższa od tej na Ziemi, cząsteczka H2 zostaje zdysocjowana do postaci jednoatomowej. Jednak należy zauważyć, że wodór, choć zdysocjowany, to jednak nie jest zjonizowany.

 

Gwiazdy typu F obfitują w linie metali neutralnych (czyli niezjonozowanych, w postaci obojętnych elektrycznie atomów). Metalami nazywamy w astronomii wszystkie pierwiastki cięższe od helu (tak więc tlen, azot czy węgiel także uznamy w owej nomenklaturze za metal). Temperatura znacznie niższa niż dla gorących gwiazd O, i tym samym dostarczana układowi energia także jest niższa. Dlatego nie starczyło już na jonizację atomów metali. Są więc metale niezjonizowane, obojętne elektrycznie. Linie Balmera (linie wodorowe) obserwowane w poprzednim typie widmowym, dla typu F znacznie słabną.

 

W gwiazdach typu widmowego G (np. u Słońca) zauważamy linie spektroskopowe metali neutralnych, brak linii Balmera, oraz szczególną obecność linii zjonizowanego wapnia. Energia układu jest bardzo niska (temperatura maleje) ale należy zaznaczyć, że jonizacja wapnia nie jest szczególnym wyzwaniem. Jony Ca2+ bardzo łatwo powstają w warunkach ziemskich, gdyż dwa zewnętrzne (walencyjne) elektrony tego pierwiastka są z nim słabo związane. Niewielka temperatura gwiazd typu G w zupełności wystarcza na taką jonizację.

 

Typ widmowy K jest obfity w linie metali neutralnych (jak w poprzednim typie) a także w linie cząsteczek. Malejąca temperatura staje się w tym typie gwiazd tak niska, że nie wystarcza na rozerwanie wiązań niektórych cząsteczek (nie mówiąc już o jonizacji zdysocjowanych atomów). Obserwujemy np. wiązania TiO.

 

Dla typu widmowego M dominują linie cząsteczkowe.

 

 

Skład chemiczny powierzchni gwiazd przekłada się również na wizualne właściwości gwiazdy. Poszczególne typy widmowe różnią się od siebie kolorem.

 

O barwa niebieska

B niebieskobiała

A biała

F żółtobiała

G żółta

K pomarańczowa

M pomarańczowaczerwona

 

Źródło: 1) Urania 12/1975, strony 357-358

2) dr Tomasz Mrozek z Uniwersytetu Wrocławskiego, wykład "Teoria ewolucji gwiazd".

post-29939-0-50278100-1460101108.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Znalazłam taki króciutki ale ciekawy artykuł dotyczący diagramu H-R, czyli korelacji pomiedzy jasnością a typem widmowym (temperaturą) gwiazd. Szczególnie polecam wzmianki o ciągu głównym oraz czasie, jaki dana gwiazda pozostaje w obszarze ciągu głównego.

 

http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/Publikacje_2015/Diagram_HR_mniejszy.pdf

 

Jestem w trakcie przygotowywania artykułu o diagramie H-R, jego interpretacji oraz o informacjach, które możemy z takiego diagramu wyczytać. Co ciekawe, każda monografia, którą przeczytalam zawiera swoiste niepowtarzalne ujęcie tego samego tematu.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Znalazłam taką tabelkę, w której jest uściślony i uzupełniony opis składu chemicznego (wynikającego z analizy widm spektroskopowych) dla poszczególnych typów widmowych gwiazd.

post-29939-0-66752100-1460702021_thumb.jpg

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 5 miesięcy temu...
  • 3 miesiące temu...
Gość Bellatrix

Moi Najmilsi, czy wiecie może co to jest za typ widmowy: M3Sv? Katalog SIMBAD podaje typ widmowy dla tej gwiazdy jako: M3SIII. Czyli tak jakby sugerowali, że klasa jasności to III, a oznaczenie S (lub Sv) tyczy się typu widmowego. Czy ktoś z Was wie, co ono oznacza?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość Bellatrix

Wydaje mi się, że znalazłam: to jest gwiazda typu widmowego M, która zawiera nieco mniej węgla w swej materii niż gwiazda węglowa. Za to znajduje się w jej składzie większa ilość tlenu oraz pojawiają się linie tlenku cyrkonu (ZrO) w widmie spektroskopowym. Czyli jest to tak jakby gwiazda cyrkonowa. Ale jeśli się mylę, proszę, poprawcie.

A gwiazdą, której typ widmowy mnie zaintrygował, jest omicron 1 Orionis:

o1 Ori: M3SIII.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

M3 - typ (a raczej podtyp) widmowy. Każdy typ widmowy z klasyfikacji harvardzkiej podzielony jest na podtypy od 0 do 9 w zależności od temperatury.

III - trzecia klasa jasności (olbrzym)

S - to gwiazdy typu M z silnymi liniami tlenku cyrkonu czyli po prostu gwiazdy cyrkonowe.

v - variable (używane też "var"), czyli zmienna

 

Wszystko składa się w ładnego, bardzo czerwonego, wykazującego zmienność olbrzyma z silnymi liniami tlenku cyrkonu ;)

 

Takim sztandarowym przykładem (i chyba najjaśniejszym) jest Omikron Orionis.

 

The S stars are late-type giants whose spectra resemble those of M giants, with the addition of distinctive molecular bands of ZrO (Merrill 1922).

https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9708006v1.pdf

 

O kurcze, tak długo się wczytałem w powyższy link, że sama sobie zdążyłaś odpowiedzieć :D

  • Lubię 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Gość Bellatrix

Danielu, dziękuję za odpowiedź :) Rozwiązałeś sprawę oznaczenia "v" - zmienna, którego ja nie wyjaśniłam. A prawda, siedziałam, aż choć częściowo znalazłam- inaczej nie poszłabym spać ;)

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 10 miesięcy temu...

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Dodaj odpowiedź do tematu...

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.