Skocz do zawartości
Bellatrix

Populacje gwiazd

Rekomendowane odpowiedzi

Bellatrix    1914

POPULACJE GWIAZD

Droga Mleczna składa się z wielu pokoleń gwiazd, które formowały się od jej początków, aż do obecnej chwili. Każde pokolenie gwiazd kończąc swój żywot, wzbogaca przestrzeń w tzw. metale. Jak wiadomo, metalami w astronomii określamy pierwiastki o liczbie atomowej większej od 2 (czyli cięższe od helu. Nawet jeśli mowa o tlenie lub węglu, które z punktu widzenia chemika są typowymi niemetalami, to astronom określi te pierwiastki jako metale). Tak więc każda kolejna generacja gwiazd jest bogatsza w metale od poprzedniej. Najstarsze gwiazdy są ubogie metale. Najmłodsze- najobfitsze. Tezę tą potwierdza również analiza widm spektroskopowych poszczególnych gwiazd (w widmie widać ewentualną zawartość metali).

 

 

PODZIAŁ NA POPULACJE

Gwiazdy I populacji. Są to gwiazdy młode, o znacznym udziale pierwiastków metalicznych (2- 4%). Znajdują się one w płaszczyźnie dysku galaktycznego. Gwiazdy I populacji formują ramiona spiralne Galaktyki, a także tworzą gromady otwarte oraz asocjacje gwiazd.

Do gwiazd I populacji należy również nasza Dzienna Gwiazda.

 

Gwiazdy II populacji. Są to stare gwiazdy, powstałe w czasie, gdy stężenie atomów metali w obłokach molekularnych było bardzo niskie. Tak więc udział atomów o liczbach atomowych większych od 2 nie przekracza u tej grupy gwiazd jednego procenta. Gwiazdy II populacji są zlokalizowane w jądrze Galaktyki oraz tworzą wokół niej rozległe halo. Wchodzą również w skład starych gromad kulistych.

 

Między obiema populacjami gwiazd nie ma wyraźnej granicy. Niekiedy, w celu uściślenia stosowanych pojęć stosuje się dokładniejszy podział:

 

I populacja: młoda, średnia i stara.

II populacja: pośrednia oraz skrajna.

 

 

III POPULACJA GWIAZD

Naukowcy zastanawiają się, jak mogłyby wyglądać prastare gwiazdy, utworzone jeszcze przed uformowaniem się galaktyk. Literatura podaje, że prawdopodobnie musiały one mieć w swoim składzie wyłącznie wodór i hel, ewentualnie śladowe ilości litu (pierwiastka o Z=3). Dlaczego jak dotąd nie zaobserwowano jeszcze żadnej gwiazdy III populacji? Hipoteza sugeruje, że były one bardzo masywne i szybko zakończyły swój żywot jako supernowe. Dlatego nie dotrwały do czasów obecnych.

Najstarsze gwiazdy prawdopodobnie miały znaczący wpływ na proces jonizacji ośrodka międzygalaktycznego.

 

post-29939-0-63151000-1490057310.png

 

NAJSTARSZE ZNANE

Najstarszą znaną gwiazdą (2014) jest obiekt o numerach katalogowych SMSS 0313-6708. Znajduje się w konstelacji Węża Wodnego i jest oddalona od Ziemi o ogromną odległość ok. 6.000 l.ś. Temperatura jej powierzchni to nieco ponad 5100 K. Gwiazda ta zaliczana jest do bardzo wczesnej II populacji. Uczeni podejrzewają, że powstała bezpośrednio po eksplozji gwiazd populacji III. Analiza widma spektralnego SMSS 0313-6708 wykazuje bardzo niską (ale nie zerową) zawartość metali. Jasność wizualna tej gwiazdy to zaledwie 14,7 mag.

 

 

ZMIENNE TYPU RR LYRAE

Gwiazdy zmienne typu RR Lyrae to bardzo stare gwiazdy II populacji. Ich wiek przekracza wartość dziesięciu miliardów lat. Są one obecne w starych gromadach kulistych zlokalizowanych w halo Drogi Mlecznej. Ich cechą szczególną są wahania jasności z okresem ok. jednej doby. Dzięki tym własnością, zmienne RR Lyr stały się przydatne do bardzo dokładnych pomiarów odległości (tzw. świece standardowe).

Gwiazdy zlokalizowane w środku Galaktyki posiadają zbliżone, parametry orbit, które są dość regularne. Wyjątek stanowią gwiazdy typu RR Lyrae. Ich ruchy są mniej uporządkowane, znacznie bardziej chaotyczne od reszty gwiazd. Może ot świadczyć o ich powstaniu z dala od centrum Drogi Mlecznej. Tym wyróżniają się od reszty gwiazd z centrum.

 

MASY POWSTAJĄCYCH GWIAZD

Kiedy u początków istnienia Drogi Mlecznej stężenie metali było bliskie zeru, formujące się pierwsze gwiazdy miały względnie wysokie masy wyjściowe, Stopniowy wzrost udziału metali w materii umożliwił powstawanie gwiazd o mniejszych masach. Stąd II populacja zawiera wyższy odsetek gwiazd mniej masywnych. A jeszcze wyższy populacja I (najmłodsza).

Hipotetyczne gwiazdy III populacji, jako najbardziej masywne najszybciej ulegały ewolucji. Ich czas życia był bardzo krótki (jak na skalę kosmiczną) i oscylował wokół wartości 1 miliona lat.

 

....................................................

Źródło:

1. R. Kosarzycki, strona internetowa „Puls Kosmosu”, artykuł pt.: „Kosmiczne latarnie odkrywają przed nami centrum Drogi Mlecznej”, kwiecień 2016.

2. A. Raiter: „Gorące gwiazdy we wczesnym Wszechświecie” Urania 3/2011

  • Lubię 4

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
kjacek    142
Napisano (edytowane)

Artykuł OK.

Ale nie należy mieszać.

Metal, to metal, we wszystkich dziedzinach. Wprowadzanie nowych niepotrzebnych bytów jest zbędne.

Jeśli w astronomii tak jest, to po prostu źle i należy to prostować.

EDIT: poprawnie to jest chyba 'pierwiastki metaliczne'.

Edytowane przez kjacek

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Bellatrix    1914

Kjacek, pewnie metal, w szerokim rozumieniu będzie się kojarzył z pierwiastkiem o błyszczącej powierzchni, zdelokalizowanej chmurze elektronowej i elektrododatnim charakterze chemicznym. Niemniej jednak nomenklatura stosowana w literaturze naukowej dotyczącej astronomii dopuszcza takie określenie w odniesieniu do pierwiastków o Z>2. Jako chemik nie mam nic przeciwko :) Określenie zapewne stare, mało precyzyjne; możliwe, że kiedyś wyjdzie z oficjalnego użycia.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
WielkiAtraktor    2090
Napisano (edytowane)

Metal, to metal, we wszystkich dziedzinach. Wprowadzanie nowych niepotrzebnych bytów jest zbędne.

Jeśli w astronomii tak jest, to po prostu źle i należy to prostować.

 

Ależ metale (i metaliczność gwiazd) to ugruntowany od bardzo dawna żargon astronomiczny (jak podawanie jasności kwazarów i supernowych w ergach/s) i nie ma sensu, żebyśmy my, miłośnicy, próbowali to „prostować”, bo „jest źle” ;)

 

Z punktu widzenia naukowego w artykule użyto poprawnej terminologii.

Edytowane przez WielkiAtraktor
  • Lubię 2

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
kjacek    142

Mnie dawno temu na chemii i fizyce uczyli z naciskiem aby używać zwrotu 'pierwiastki metaliczne'. Użycie słowa metal w pewnym sensie psuje całokształt. Ale i wodór może występować w postaci metalicznej. Taki ostatnio nawet udało się wytworzyć.

Przepraszam, jeśli się czepiam.

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
JSC    443

No włośnie... ten metaliczny wodór to metal?

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
WielkiAtraktor    2090
Napisano (edytowane)

Faktycznie czyta się to dziwnie (przed oswojeniem się), ale to normalny język prac naukowych, np. za http://arxiv.org:443/find/astro-ph/1/ti:+metal/0/1/0/all/0/1

 

The Spatial Distribution of Metals in the Intergalactic Medium

The Frequency of Carbon Rich Stars Among Extremely Metal Poor Stars

The Metallicity Distribution Function of Field Stars in M31's Bulge

A comparative analysis of empirical calibrators for nebular metallicity

Cepheid pulsation models at varying metallicity and DY/DZ

 

itd.

 

Edytowane przez WielkiAtraktor

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
JSC    443

^^ Skoro jednak wiemy w czym rzecz, to chyba nic nie zaszkodzi, aby być "świętszym od papieża" ;)

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Bellatrix    1914

Co do nomenklatury stosowanej w astronomii, odradzam szukać dziury w całym. Ale jeśli wspomnieliście o chemii, może zrobię lekki off top, ale wygląda to tak:

właściwości pierwiastków chemicznych są determinowane przez sfery elektronowe. To elektrony biora udział w tworzeniu wiązań chemicznych. Od ich stanu oraz od stopnia zapełnienia powłok zależą własności danego pierwiastka. Tak więc wodór, który zlokalizowany jest w układzie okresowym w grupie I, czyli nad litowcami, posiada jeden elektron na walencyjnej powłoce. A jak wiemy, pierwiastki I grupy to typowe metale, bardzo silnie elektrododatnie, z wyraźną tendencją do oddania jedynego elektr. walencyjnego. Eletrony te tworzą zdelokalizowaną chmurę. To są cechy metaliczne. Wodór? No cóż.. z racji, że jego stan skupienia jest gazowy. trudno nam mówić o zwartej substancji i delokalizacji elektronów. Metalem nie jest, Ale jeśliby poddać go działaniu bardzo wysokiego ciśnienia oraz niskiej temperatury, a więc przeprowadzić wpierw w stan stały, pewnie możnaby uzyskać materię o cechach metakicznych. Wodór ma ku temu potencjał, aczkolwiek niewielki.

 

Ale to wynikałoby z własności sfery elektronowej. Z kolei w przypadku analizy widma spektroskopowego gwiazd, mówimy przede wszystkim o udziale pierwiastków mając na myśli konkretne jądro atomowe. Jądro atomowe (jego skład) mówi nam jaki to pierwiastek. Metal dla astronoma to jądro atomowe o ilości protonów powyżej 2. Nic nie mówimy na temat sfer elektronowych i cech elektrododatnich. Tak więc chemia skupia się na powłokach elelktronowych i na wynikających z ich budowy właściwościach, a w przypadku astronomii, większe znaczenie ma skład jądra atomowego.

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
Bellatrix    1914

JSC, pytałeś czy "ten metaliczny wodór to metal"- sztucznie doprowadzony do nietrwałego stanu metalicznego, pod względem chemicznym ma wówczas cechy metalu. Z punktu widzenia astronomii nie. Bo nie ma liczby protonów >2.

  • Lubię 1

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach
ekolog    2860
Napisano (edytowane)

Tak jak z "metalami" tak samo sprzeczne z klasycznym, intuicyjnym rozumieniem sprawy są te generacje.

Normalnie druga generacja (np. noktowizorów) jest późniejsza od pierwszej.

 

Tutaj najpierwszą generacją (w sensie najdawniej) była ta formalnie "trzecia" - domniemanych gwiazd co powstały z wodoru i helu bo innych pierwiastków (po etapie odbicia wszechświata) nie było.

 

Co ciekawe naukowcy mają absmak filozoficzny bo tych gwiazd 3 generacji faktycznie nie zarejestrowano.

Zakłada się, że były bo jakoś/w_czymś te "metale" musiały powstać.

 

Zaobserwowanie gwiazd 3 generacji (czyli najpierwszej) jest trudne bo albo

 

1. znajdziemy mało masywną taką gwiazdę (masa rzędu 1/3 masy Słońca - lub mniej) dzięki czemu jej ewolucja jeszcze jej nie zniszczyła

 

albo

 

2. sfotografujemy dużą - ale duże ewoluują szybko więc obecnie ich już nie ma zatem musimy je zobaczyć w najdalszym kosmosie (tam widzimy odległą przeszłość).

 

 

Drugie jest niewykonalne bo tak daleko jest za słaba optycznie.

 

Pierwsze wymaga sporego szczęścia bo tak słabiutkie gwiazdy 3 generacji zapewne są rzadko (i przypadkowo) rozsiane w kosmosie (jeśli nawet istnieją).

 

Więcej tam

 

http://przystaneknauka.us.edu.pl/blogi-naukowe/zaklad-astrofizyki-i-kosmologii/gwiazdy-iii-populacji

 

"Jednak niewiele da się w tej dziedzinie zrobić poza próbą postępu w teorii.
I oczywiście liczeniem na szczęście polegające na znalezienia lekkiej gwiazdy o dobrze określonym widmie w którym nie znajdziemy żadnej linii widmowej którą dało by się przypisać czemuś cięższemu od litu."

 

Pozdrawiam

Edytowane przez ekolog
  • Lubię 3

Udostępnij tego posta


Odnośnik do posta
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Dodaj konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj nowe konto

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się tutaj.

Zaloguj się teraz


×