• csillagaszat.hu
    csillagászat.hu
    Csillagászati hírportál
    bdsm forum

    09 – Változócsillagok







    Tulajdonképpen minden csillag változtatja a fényét, ahogy a különböző fejlődési szakaszain áthalad. Ezeket a változásokat azonban nem tapasztalhatjuk meg, mivel évmilliárdok is eltelhetnek, mire észrevehetővé válnak. Vannak azonban olyan csillagok, melyek emberöltők vagy igen rövid idő alatt is produkálnak valamilyen változást. Az ilyen csillagokat változócsillagoknak, röviden változóknak nevezzük. A változók nagyon fontosak a csillagok belső szerkezetének és működésének megértésében, hiszen a változások elemzéséből sok dologra következtethetünk. Ezek egy nem változó csillag esetén rejtve maradnak.


    A változócsillagok 5 fő típusa, és a kapcsolataik

    A változócsillagokat 5 nagy csoportba soroljuk: fedési kettős, foltos, pulzáló, eruptív és kataklizmikus. Főleg geometriai okokból változik a csillag fényessége, ha egy kettős rendszerben az egyik csillag elfedi a másikat ezért annak a fénye elhalványul. Az ilyen változókat fedési kettősöknek is nevezik. Fényességváltozásuk az idő függvényében (fénygörbe) meglehetősen sajátos ezért könnyen felismerhető. A foltos csillagoknál – Napunkhoz hasonlóan – hidegebb, sötétebb területek vannak a felszínen, és ahogy a csillag forog, ezek hol látszanak, hol nem. Ennek következtében a csillag megfigyelhető fényessége változik.


    Fedési kettős (fent) és a keringésük során megfigyelhető fénymenet (lent)


    Foltos csillagok modelljei

    A változók további csoportosítása: pulzáló változócsillagok és eruptív változók. A pulzáló változóknál a csillag anyagának szabályos összehúzódása és kitágulása okozza a változást, míg az eruptív változóknál valamilyen kitörés okoz hirtelen fényességváltozást a csillagon. Mind a pulzáló, mind az eruptív változóknak vannak még további alcsoportjaik. Ezek közül röviden kitérünk néhány fontosabb típusra.


    Pulzáló változók fényesség és méretváltozása


    Az R Cygni Mira típusú csillag időbeli fényességváltozása

    Pulzáló változók

    Cefeida típusú változók (cefeidák)

    A cefeidák – melyek nevüket fő képviselőjükről a d Cephei csillagról kapták -, esetén a csillag anyaga (főleg külső része) szabályos pulzációt végez, azaz összehúzódik és kitágul. A mozgás ahhoz hasonlítható, mikor egy léggömbből kiengedjük a levegőt, majd újra felfújjuk. A pulzáció amiatt jön létre, hogy a csillag összehúzódott állapotában az anyaga áthatolhatatlan a belülről jövő sugárzás számára. A sugárzás tehát elnyelődik és így melegíti a csillag anyagának külső részeit. Ezek tágulásba kezdenek, aminek az eredménye az lesz, hogy a ritkább anyagon a sugárzás már át tud hatolni, így a hőmérséklet növekedése leáll. Ennek hatására a tágulás megszűnik, majd összehúzódás következik, ami addig tart, míg a csillag belsejéből jövő sugárzás újra melegíteni nem kezdi a külső részeket.

    A cefeidák sugara a pulzáció során 4-20%-ot változik. Ezt a változást 0,4-1,7 magnitúdó fényességváltozás kíséri. Maximumkor a csillag hőmérséklete kb. 1000 fokkal magasabb mint minimumkor. Pulzációs periódusuk 1-80 nap lehet. Érvényes rájuk egy ún. periódus fényesség reláció, mely azt jelenti, hogy a fényesebb csillagoknak hosszabb a pulzációs periódusa. Ez alapján távoli cefeidák abszolút fényességét is meg tudjuk határozni, ha megmérjük a pulzációs periódusukat. Az abszolút és a látszólagos fényesség különbségének ismeretében pedig távolságukra következtethetünk.

    RR Lyrae típusú változók

    Ezek a csillagok szintén pulzáló változók, ám periódusuk kisebb mint egy nap, jellemzően 0,3-0,8 nap. Az abszolút fényességük jóval kisebb mint a cefeidáké, és külön periódus-fényesség reláció érvényes rájuk. Nagyon gyakran fordulnak elő gömbhalmazokban.

    δ Scuti típusú csillagok 

    Rövid, néhány órás periódusú, kis amplitúdójú változást mutató csillagok. A Napnál kissé nagyobbak. Előfordulnak kettős rendszerekben is.

    Mira típusú változók

    Általában 80-1000 nap közötti periódusú vörös óriások. A fényváltozásuk amplitúdója 2,5-6 magnitúdó között van. A nagy fényességváltozás miatt könnyű felfedezni őket, ezért a mirák a leggyakoribb változócsillagok. Egyes mira típusú csillagok periódusa hosszú (évtizedes, évszázados) időskálán változást mutat.

    Félig szabályos (szemireguláris) változók – Szabálytalan változók

    Szintén pulzáló óriás- ill. szuperóriás csillagok, azonban esetükben a fényváltozás nem szabályosan vagy szinte teljesen szabálytalanul következik be. Ennek oka lehet az egyidejűleg zajló többfajta rezgés jelenléte a csillagban, vagy a pulzáció szabályosságát elrontó konvekció, esetleg porburok a csillag körül.

    Nap típusú csillagok

    Egyre több Napunkhoz hasonló csillagnál sikerül kimutatni nagyon kicsiny mértékű fényváltozást, amit a nem radiális, azaz nem csak sugárirányú elmozdulással járó rezgésekkel magyarázhatunk.

    Eruptív változók

    Flercsillagok

    Vörös törpecsillagok, melyek hirtelen 1-6 magnitúdós kitöréseket mutatnak. A felfényesedés rövid ideig (másodpercek, percek) tart. A jelenség nagyon hasonlít a napflerekre. Valószínűleg ugyanarról is van szó, csak a flercsillagok kitörései nagyságrendekkel erősebbek.

    Kataklizmikus változók

    Törpe nóvák

    Ezekre a csillagokra az a jellemző, hogy bizonyos ideig csak ingadoznak egy normálfényesség körül, majd rövid idő alatt 2-6 magnitúdóval megnő a fényességük. Ezután lassan, 10-50-nap alatt visszaáll eredeti értékére. A kitörésekre az a magyarázat, hogy egy kettős rendszerben az egyik csillagról anyag áramlik át a másikra többé-kevésbé egyenletes ütemben, néha azonban az anyagátadás felgyorsul, és az a hely, ahol a beérkező anyag belecsapódik a csillag felszínébe, felfényesedik.

    Nóvák

    A nóvák fényessége egy nap alatt akár 8-9 magnitúdót is nőhet. Már az ókorban is megfigyelték őket, de akkor még azt hitték, hogy új csillag jelent meg az égen. Innen kapták a nevüket is (nóva = új csillag). Természetesen szó sincs arról, hogy hirtelen egy új csillag születne, csupán az történik, hogy egy egyébként halvány csillagban olyan folyamatok mennek végbe, amik fényességének hirtelen megnövekedésével járnak. Az alapfelállás hasonló mint a törpenóvák esetén. Itt is egy kettős rendszer egyik tagjáról áramlik az anyag a másikra, de itt nem az anyagátáramlás felgyorsulása okozza a fényességváltozást, hanem a felszínen felgyülemlő anyagban indul meg robbanásszerűen a fúzió, ami ledobja a csillag külső burkát.


    Nóva

    Szupernóvák

    A szupernóvák a nagytömegű csillagok életének befejezését jelentik. Fényváltozásuk elérheti a 20 magnitúdót is, ami százmilliószoros felfényesedést jelent. Két csoportjukat különböztetjük meg. Az I. típusnál a felfényesedés napi 0,2 – 0,5 magnitúdós felfényesedést egy viszonylag gyors fényességcsökkenés követ (3 magnitúdó 25-40 nap alatt), ami később lelassul. A II. típusúaknál a felfényesedés hasonló ütemben megy végbe, de a fényességcsökkenés lassabb (1 magnitúdó 20 nap alatt). A két típusú robbanást egymástól eltérő mechanizmusok okozzák.

    Az I. típusú robbanás úgy következik be, hogy egy kettős rendszerben egy fehér törpére anyag áramlik a társcsillagról. Ezáltal a fehér törpe átlépi a kritikus tömegét, így magja összeroppan. A II. típusú szupernóva-robbanást az okozza, hogy egy magányos, kiégett, nagy tömegű csillag magja összeroppan a kívülről rá nehezedő nyomás alatt, az összepréselődő mag megkeményedik és erről az iszonyatosan kemény magról a behulló anyag visszapattan. Meg kell jegyezni, hogy a szupernóva robbanás jelenségét még nem értjük teljesen (ami a csillagászat más területeire is igaz, van még bőven kutatnivaló!). Galaxisunkban a történelem folyamán több szupernóvát is feljegyeztek, melyek maradványai ma is felfedezhetők. A leghíresebb ezek közül az Bika csillagképben felrobbant szupernóva, melyet kínai csillagászok figyeltek meg 1054-ben. Ennek maradványa a Rák-köd, mely az egyik legerősebb ismert rádióforrás.  


    Szupernóvák

    Ez a bejegyzés Csillagok szerkezete és alapvető tulajdonságaik kategóriában van. Link könyvjelzője.
    • Magyarország megújul