Petr Kurfürst Ústav teoretické fyziky a astrofyziky - Masarykova univerzita Brno, 13. ledna 2016

Podobné dokumenty
Hvězdy se rodí z mezihvězdné látky gravitačním smrštěním. Vlastní gravitací je mezihvězdný oblak stažen do poměrně malého a hustého objektu

B. Hvězdy s větší hmotností spalují termojaderné palivo pomaleji,

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.34 EU OP VK

Jak se vyvíjejí hvězdy?

KATAKLYZMICKÉ UDÁLOSTI. 10. lekce Bára Gregorová a Vašek Glos

Proč studovat hvězdy? 9. 1 Úvod Energetické úvahy Zjednodušení použitá při konstrukci sférických modelů Model našeho Slunce 15

Chemické složení vesmíru

České vysoké učení technické v Praze. Ústav technické a experimentální fyziky. Život hvězd. Karel Smolek

O původu prvků ve vesmíru

VY_32_INOVACE_FY.19 VESMÍR

Železné lijáky, ohnivé smrště. Zdeněk Mikulášek

9. Astrofyzika. 9.4 Pod jakým úhlem vidí průměr Země pozorovatel na Měsíci? Vzdálenost Měsíce od Země je km.

Astrofyzika. 1. Sluneční soustava. Slunce. Sluneční atmosféra. Slunce Slunce planety planetky komety, meteoroidy prach, plyny

Vývoj hvězd na hlavní posloupnosti

Mgr. Jan Ptáčník. Astronomie. Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka

Hvězdný diagram. statistika nuda je, má však cenné údaje. obdobně i ve světě hvězd! náhodný vzorek skupina osob. sportovci na ZOH 2018

Hvězdný diagram. statistika nuda je, má však cenné údaje. náhodný vzorek skupina osob. obdobně i ve světě hvězd!

Fyzické proměnné hvězdy (intrinsic variable star)

VESMÍR Hvězdy. Životní cyklus hvězdy

Život hvězd. Karel Smolek. Ústav technické a experimentální fyziky, ČVUT

Základní jednotky v astronomii

Hvězdný diagram. statistika nuda je, má však cenné údaje. náhodný vzorek skupina osob. obdobně i ve světě hvězd!

Všechny galaxie vysílají určité množství elektromagnetického záření. Některé vyzařují velké množství záření a nazývají se aktivní.

Hvězdy a černé díry. Zdeněk Kadeřábek

Astronomie. Astronomie má nejužší vztah s fyzikou.

ABSOLVENTSKÁ PRÁCE ZÁKLADNÍ ŠKOLA, ŠKOLNÍ 24, BYSTRÉ ROČNÍK. Astronomie - hvězdy. Michal Doležal

Vývoj Slunce v minulosti a budoucnosti

DUM č. 20 v sadě. 12. Fy-3 Průvodce učitele fyziky pro 4. ročník

Slunce zdroj energie pro Zemi

Eta Carinae. Eta Carinae. Mlhovina koňské hlavy. Vypracoval student Petr Hofmann z GChD jako seminární práci z astron. semináře.

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

Astronomie Sluneční soustavy I. PřF UP, Olomouc,

- mezihvězdná látka - složení: plyny a prach - dělení: 1) Jasné září vlastním nebo rozptýleným světlem emisní reflexní planetární 2) Temné pohlcují

Hvězdný vítr. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Masarykova univerzita, Brno

VY_32_INOVACE_FY.20 VESMÍR II.

Extragalaktické novy a jejich sledování

Jak najdeme a poznáme planetu, kde by mohl být život?

Vesmír. Studijní text k výukové pomůcce. Helena Šimoníková D


1/38 Bouřlivý život hvězdných vysloužilců

Přírodopis 9. Naše Země ve vesmíru. Mgr. Jan Souček. 2. hodina

VY_32_INOVACE_06_III./19._HVĚZDY

O tom, co skrývají centra galaxíı. F. Hroch. 26. březen 2015

Obecná teorie relativity pokračování. Petr Beneš ÚTEF

Složení hvězdy. Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ

Vznik vesmíru (SINGULARITA) CZ.1.07/1.1.00/ Zpracovala: RNDr. Libuše Bartková

pohyb hvězdy ve vesmírném prostoru vlastní pohyb hvězdy pohyb, změna, souřadné soustavy vzhledem ke stálicím precese,

Když vybuchne supernova

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Jak se měří vesmír? RNDr. Jan May, Ph.D

Typy galaxií. spirály a obláčky

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

Astronomie a astrofyzika

Naše Galaxie dávná historie poznávání

Vzdálenosti ve vesmíru

Látkové množství. 6, atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A

Batse rozložení gama záblesků gama záblesků detekovaných družicí BATSE v letech Rozložení je isotropní.

Černé díry: brány k poznávání našeho Vesmíru

Ò = 87 poměr vzdáleností Ò/ = 1/20. Úhlová velikost 30

Finále 2018/19, kategorie GH (6. a 7. třída ZŠ) řešení. A Přehledový test. (max. 20 bodů)

VESMÍR. za počátek vesmíru považujeme velký třesk před 13,7 miliardami let. dochází k obrovskému uvolnění energie, která se rozpíná

Gymnázium Dr. J. Pekaře Mladá Boleslav

Astronomie, sluneční soustava

ČLOVĚK A ROZMANITOST PŘÍRODY VESMÍR A ZEMĚ. GRAVITACE

Pulzující proměnné hvězdy. Marek Skarka

Reliktní záření a jeho polarizace. Ústav teoretické fyziky a astrofyziky

Seriál: Hvězdný zvěřinec

VY_52_INOVACE_137.notebook. April 12, V rozlehlých prostorách vesmíru je naše planeta jen maličkou tečkou.

4.4.6 Jádro atomu. Předpoklady: Pomůcky:

VY_32_INOVACE_08.Fy.9. Slunce

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Černé díry ve vesmíru očima Alberta Einsteina

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Stručný úvod do spektroskopie

Jak se pozorují černé díry?

Mezihvězdná hmota I. Mezihvězdný prostor není prázdný a je vyplněn mezihvězdnou látkou v různých podobách

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

Spektrum. Spektrum. zisk rozkladem bílého světla

Sluneční soustava OTEVŘÍT. Konec

Vesmír laboratoř extrémních teplot(?)

Galaxie Vesmír velkých měřítek GALAXIE. Základy astronomie Galaxie 1/47

Modulární systém v astronomii

O tom, co skrývají centra galaxíı. F. Hroch. 10. duben 2009

dvojí povaha světla Střední škola informatiky, elektrotechniky a řemesel Rožnov pod Radhoštěm Název školy Předmět/modul (ŠVP) Vytvořeno listopad 2012

Životní cyklus hvězd

VESMÍR. Mléční dráha. Sluneční soustava a její objekty. Planeta Země jedinečnost života. Životní prostředí na Zemi

Extragalaktická astrofyzika

Kroužek pro přírodovědné talenty při Hvězdárně Valašské Meziříčí Lekce XXX. Kosmologie

Výfučtení: Vzdálenosti ve vesmíru

V příspěvku představím kurz Kosmologie, který nabízíme studentům učitelství Kosmologie se vždy dotýkala témat, která jsou i doménou filozofie,

Kroužek pro přírodovědecké talenty I lekce 3 SLUNEČNÍ SOUSTAVA

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.9.A.35 EU OP VK. Fyzika Orientace na obloze

vysokoteplotního plazmatu na tokamaku GOLEM

Za hranice současné fyziky

NAŠE ZEMĚ VE VESMÍRU Zamysli se nad těmito otázkami

6.3. HVĚZDY A HVĚZDNÁ OBLOHA

Cesta do nitra Slunce

Astronomie z papíru. OTA KÉHAR Fakulta pedagogická Západočeské univerzity v Plzni. HR diagram

Transkript:

ZE ŽIVOTA HVĚZD Petr Kurfürst Ústav teoretické fyziky a astrofyziky - Masarykova univerzita Brno, 13. ledna 2016

Vývoj názorů na hvězdy Hvězdy byly všeobecně považovány za stálice Aristotelés - hvězdy jsou útvary na nejvzdálenější kruhové sféře, jsou složeny z éteru Tato sféra je zcela neproměnnou kulisou, tvořící pouhé pozadí pro zajímavé a důležité děje (Slunce, Měsíc, planety) Aristotelés Středověké vyobrazení nebeské sféry Ptolemaiovská soustava

Vývoj názorů na hvězdy I zastánci novověkého heliocentrického systému věřili na sféru stálic Tomu nasvědčovalo nadále neúspěšné měření tzv. ročních paralax hvězd (Tycho Brahe) Johannes Kepler David Fabricius

Vývoj názorů na hvězdy I zastánci novověkého heliocentrického systému věřili na sféru stálic Tomu nasvědčovalo nadále neúspěšné měření tzv. ročních paralax hvězd (Tycho Brahe) Aristotelovský pohled na svět nabouraly teprve nové hvězdy V roce 1572 Tychonova supernova v souhvězdí Kassiopeia, v roce 1604 Keplerova supernova v Hadonoši Johannes Kepler David Fabricius

Vývoj názorů na hvězdy I zastánci novověkého heliocentrického systému věřili na sféru stálic Tomu nasvědčovalo nadále neúspěšné měření tzv. ročních paralax hvězd (Tycho Brahe) Aristotelovský pohled na svět nabouraly teprve nové hvězdy V roce 1572 Tychonova supernova v souhvězdí Kassiopeia, v roce 1604 Keplerova supernova v Hadonoši Johannes Kepler V roce 1596 David Fabricius objevuje periodicky proměnnou hvězdu Miru Propracovaná a nehybná středověká kosmologie se počala hroutit David Fabricius

Vývoj názorů na hvězdy Vynález a zavedení dalekohledu přináší další podněty Galileo Galilei zjišt uje, že hvězd je mnohem více, než kolik jich vidíme pouhým okem, objevuje také hvězdnou podstatu Mléčné dráhy Edmund Halley Friedrich Wilhelm Bessel

Vývoj názorů na hvězdy Vynález a zavedení dalekohledu přináší další podněty Galileo Galilei zjišt uje, že hvězd je mnohem více, než kolik jich vidíme pouhým okem, objevuje také hvězdnou podstatu Mléčné dráhy V roce 1717 Edmund Halley prokázal existenci tzv. vlastního pohybu hvězd Edmund Halley Porovnáním vlastních i starších měření zjistil, že Aldebaran, Sirius, Arktur a Betelgeuze jeví na pozadí ostatních hvězd zřetelný posuv Friedrich Wilhelm Bessel

Vývoj názorů na hvězdy Vynález a zavedení dalekohledu přináší další podněty Galileo Galilei zjišt uje, že hvězd je mnohem více, než kolik jich vidíme pouhým okem, objevuje také hvězdnou podstatu Mléčné dráhy V roce 1717 Edmund Halley prokázal existenci tzv. vlastního pohybu hvězd Edmund Halley Porovnáním vlastních i starších měření zjistil, že Aldebaran, Sirius, Arktur a Betelgeuze jeví na pozadí ostatních hvězd zřetelný posuv V roce 1760 Tobias Mayer odvodil vlastní pohyby 57 hvězd, představa křišt álových sfér tak byla nadále neudržitelná Okolo roku 1830 změřeny první roční paralaxy nejbližších hvězd (Bessel, Struve, Henderson) Friedrich Wilhelm Bessel

Vývoj názorů na hvězdy V moderním pojetí za hvězdy obvykle považujeme horká (tudíž svítící), relativně stabilní, gravitačně vázaná tělesa Hvězdy jsou samostatná souvislá gravitačně vázaná tělesa o hmotnostech zhruba od 0,013 do několika set hmotností Slunce Arthur Stanley Eddington Subrahmanyan Chandrasekhar

Vývoj názorů na hvězdy V moderním pojetí za hvězdy obvykle považujeme horká (tudíž svítící), relativně stabilní, gravitačně vázaná tělesa Hvězdy jsou samostatná souvislá gravitačně vázaná tělesa o hmotnostech zhruba od 0,013 do několika set hmotností Slunce Za zdroj hvězdné energie bylo od druhé poloviny 19. století pokládano postupné smršt ování hvězdy - vycházela tak ovšem jejich příliš krátka životnost Arthur Stanley Eddington Ve 20. letech 20. století nalezeno (Arthur S. Eddington a jiní) správné vysvětlení energetického zdroje hvězd - jaderná fúze v jejich nitru Subrahmanyan Chandrasekhar

Vývoj názorů na hvězdy V moderním pojetí za hvězdy obvykle považujeme horká (tudíž svítící), relativně stabilní, gravitačně vázaná tělesa Hvězdy jsou samostatná souvislá gravitačně vázaná tělesa o hmotnostech zhruba od 0,013 do několika set hmotností Slunce Za zdroj hvězdné energie bylo od druhé poloviny 19. století pokládano postupné smršt ování hvězdy - vycházela tak ovšem jejich příliš krátka životnost Arthur Stanley Eddington Ve 20. letech 20. století nalezeno (Arthur S. Eddington a jiní) správné vysvětlení energetického zdroje hvězd - jaderná fúze v jejich nitru Byly položeny i teoretické základy popisu bizarních závěrečných fází hvězdného vývoje - bílých trpaslíků, neutronových hvězd, černých děr Subrahmanyan Chandrasekhar

Jak hvězdy vznikají? Na počátku obří vodíková molekulová mračna, zpravidla ve spirálních ramenech galaxií, stovky až milióny slunečních hmotností Oblaka Sloupy stvoření v mlhovině M16 Oblaka ve spirálních ramenech Vírové galaxie

Jak hvězdy vznikají? Na počátku obří vodíková molekulová mračna, zpravidla ve spirálních ramenech galaxií, stovky až milióny slunečních hmotností Oblaka Sloupy stvoření v mlhovině M16 Oblaka ve spirálních ramenech Vírové galaxie Impuls k zahuštění (kontrakci, kolapsu) oblaku - rázové vlny od mladých hmotných hvězd, explozí supernov, atd. Jeansovo kritérium udává minimální hmotnost oblaku v závislosti na teplotě a hustotě, nutnou k jeho kontrakci Primární fragmentace oblaku, díky jeho ne zcela rovnoměrné hustotě

Jak hvězdy vznikají? V jisté fázi kolapsu oblaku začne teplota a tlak v centrální oblasti narůstat Okolo zárodku hvězdy se formuje protostelární akreční disk Předhvězdný (protostelární + protoplanetární) disk

Jak hvězdy vznikají? V jisté fázi kolapsu oblaku začne teplota a tlak v centrální oblasti narůstat Okolo zárodku hvězdy se formuje protostelární akreční disk Předhvězdný (protostelární + protoplanetární) disk Tento disk zajišt uje odtok přebytečného momentu hybnosti, tím umožňuje další nabalování látky na protohvězdu Samotný zárodek hvězdy je zahalen v husté prachoplynové obálce V chladnějších částech disku se mohou formovat zárodky planet

Hnědí trpaslíci - přechod mezi hvězdami a planetami Objekty v rozmezí hmotností 0,013 až 0,075 hmotnosti Slunce, menší tělesa již řadíme mezi planety Až do roku 1995 byli hnědí trpaslíci jen hypotetickými objekty, v současnosti jich s jistotou známe téměř 3 000 Vyobrazení hnědého trpaslíka Porovnání rozměrů Slunce s hnědými trpaslíky a planetami

Hnědí trpaslíci - přechod mezi hvězdami a planetami Objekty v rozmezí hmotností 0,013 až 0,075 hmotnosti Slunce, menší tělesa již řadíme mezi planety Až do roku 1995 byli hnědí trpaslíci jen hypotetickými objekty, v současnosti jich s jistotou známe téměř 3 000 Vyobrazení hnědého trpaslíka Porovnání rozměrů Slunce s hnědými trpaslíky a planetami Jsou jedinými hvězdami, které nikdy nehradí svůj energetický výdej jaderným spalováním vodíku, pouze postupně ztrácí svou energii vyzařováním Hnědý trpaslík pozvolna chladne a stává se nezářícím černým trpaslíkem, složeným převážně z vodíku

Hlavní část života většiny hvězd - fáze hlavní posloupnosti Smršt ování hvězdy se zastaví, veškeré energetické ztráty hvězdy jsou plně hrazeny termojadernými reakcemi, spalujícími vodík na helium Hvězda vstupuje do absolutně nejdelší etapy života, čítající milióny až miliardy let, například naše Slunce se nachází zhruba uprostřed této fáze Schéma vnitřní stavby Slunce Porovnání rozměrů hvězd hlavní posloupnosti s hnědými trpaslíky a planetami

Hlavní část života většiny hvězd - fáze hlavní posloupnosti Smršt ování hvězdy se zastaví, veškeré energetické ztráty hvězdy jsou plně hrazeny termojadernými reakcemi, spalujícími vodík na helium Hvězda vstupuje do absolutně nejdelší etapy života, čítající milióny až miliardy let, například naše Slunce se nachází zhruba uprostřed této fáze Schéma vnitřní stavby Slunce Porovnání rozměrů hvězd hlavní posloupnosti s hnědými trpaslíky a planetami Rozměry v rozmezí od zhruba 0,1 do několika desítek průměrů Slunce Povrchové (efektivní) teploty v rozmezí od 2 500 do několika desítek tisíc kelvinů, povrchová teplota a zářivý výkon rostou s hmotností

Hertzsprungův-Russellův (případně tzv. barevný) diagram Hertzsprungův-Russellův diagram vyjadřuje závislost zářivého výkonu (svítivosti) hvězd, nebo skupin hvězd, na jejich efektivních teplotách (spektrálním typu, barevném indexu) Barevný diagram hlavních posloupností Schématický popis

Větev červených obrů (včetně tzv. veleobrů) Po vyhoření zhruba 95 % zásob vodíku se hvězda opět začne rychle smršt ovat Teplota a energetický výkon jádra hvězdy se mnohonásobně zvýší, hvězda se následně až o dva řády rozepne Zářivý výkon hvězdy vzroste až tisíckrát při povrchové efektivní teplotě zhruba 3 000 kelvinů Porovnání rozměrů hvězd hlavní posloupnosti s červenými obry a veleobry Jiné srovnání poloměrů červených a oranžových obrů s naším Sluncem

Větev červených obrů (včetně tzv. veleobrů) Po vyhoření zhruba 95 % zásob vodíku se hvězda opět začne rychle smršt ovat Teplota a energetický výkon jádra hvězdy se mnohonásobně zvýší, hvězda se následně až o dva řády rozepne Zářivý výkon hvězdy vzroste až tisíckrát při povrchové efektivní teplotě zhruba 3 000 kelvinů Porovnání rozměrů hvězd hlavní posloupnosti s červenými obry a veleobry Jiné srovnání poloměrů červených a oranžových obrů s naším Sluncem Později dojde i k zapálení heliových reakcí v jádře hvězdy, ta se poněkud smrští a její povrch se zahřeje, hvězda se přesouvá na tzv. horizontální větev (oranžových) obrů

Větev červených obrů (včetně tzv. veleobrů) V jádru hvězdy se hromadí popel heliových reakcí - uhlík a kyslík Hvězda se znovu nadme, tentokrát ještě více než kdykoli předtím, přesune se na tzv. asymptotickou větev obrů V závěru této fáze dojde k několika tzv. tepelným pulzům Vnitřní struktura hvězdy asymptotické větve obrů Planetární mlhovina Kočičí oko s obnaženým bílým trpaslíkem v centru

Větev červených obrů (včetně tzv. veleobrů) V jádru hvězdy se hromadí popel heliových reakcí - uhlík a kyslík Hvězda se znovu nadme, tentokrát ještě více než kdykoli předtím, přesune se na tzv. asymptotickou větev obrů V závěru této fáze dojde k několika tzv. tepelným pulzům Vnitřní struktura hvězdy asymptotické větve obrů Planetární mlhovina Kočičí oko s obnaženým bílým trpaslíkem v centru V případě hvězd s počáteční hmotností od 0,4 do 11 hmotností Slunce se hvězdný obal rozptýlí jako tzv. planetární mlhovina, obnažené husté jádro se mění na bílého trpaslíka

Jak určujeme vzdálenosti, hmotnosti a teploty hvězd? Trigonometrická roční paralaxa - v současnosti dokážeme určit vzdálenosti až do řádu 1000 parseků Cefeidy - proměnné hvězdy se známým vztahem zářivý výkon - perioda, M V (mag) = 2, 80 log P(d) 1, 43 Pomocí cefeid v roce 1923 prokázána vzdálenost galaxie M31 (Edwin Hubble) - určování vzdáleností až do desítek megaparseků Cefeida V1 v galaxii M31, zdroj: NASA Supernova 1994D v galaxii NGC 4526, zdroj: HST

Jak určujeme vzdálenosti, hmotnosti a teploty hvězd? Trigonometrická roční paralaxa - v současnosti dokážeme určit vzdálenosti až do řádu 1000 parseků Cefeidy - proměnné hvězdy se známým vztahem zářivý výkon - perioda, M V (mag) = 2, 80 log P(d) 1, 43 Pomocí cefeid v roce 1923 prokázána vzdálenost galaxie M31 (Edwin Hubble) - určování vzdáleností až do desítek megaparseků Cefeida V1 v galaxii M31, zdroj: NASA Supernova 1994D v galaxii NGC 4526, zdroj: HST Supernovy typu Ia - standardní absolutní hvězdná velikost M V (mag) 19, 3 ± 0, 3, kosmologické vzdálenosti Červený posuv a Hubbleův zákon

Jak určujeme vzdálenosti, hmotnosti a teploty hvězd? Hmotnosti hvězd ve dvojhvězdách (vícenásobných systémech) lze odvodit z oběžné periody pomocí 3. Keplerova zákona, M a 3 /P 2 Hmotnosti osamocených hvězd určíme z jejich teploty a zářivého výkonu (a dalších parametrů), tj. z jejich polohy na Hertzsprungově-Russellově diagramu Spojité spektrum - Planckův zákon Čárová spektra pro různé teploty

Jak určujeme vzdálenosti, hmotnosti a teploty hvězd? Hmotnosti hvězd ve dvojhvězdách (vícenásobných systémech) lze odvodit z oběžné periody pomocí 3. Keplerova zákona, M a 3 /P 2 Hmotnosti osamocených hvězd určíme z jejich teploty a zářivého výkonu (a dalších parametrů), tj. z jejich polohy na Hertzsprungově-Russellově diagramu Spojité spektrum - Planckův zákon Čárová spektra pro různé teploty Hvězdná spojitá i čárová spektra dávájí informaci o teplotě Rozložení spektrálních čar jednotlivých prvků vytváří charakteristický otisk typický pro různé teploty

Závěrečné fáze vývoje hvězd Velká část hvězd končí tedy jako bílý trpaslík - obnažené elektronově degenerované jádro s hustotou až 10 9 kg m 3 Jejich teplota dosahuje až stovek tisíc kelvinů, v časové škále řady miliard let postupně chladnou a vyhasínají Porovnání obvyklé velikosti bílého trpaslíka a naší Země Sirius B, zdroj: HST

Závěrečné fáze vývoje hvězd Velká část hvězd končí tedy jako bílý trpaslík - obnažené elektronově degenerované jádro s hustotou až 10 9 kg m 3 Jejich teplota dosahuje až stovek tisíc kelvinů, v časové škále řady miliard let postupně chladnou a vyhasínají Dalšímu smršt ování brání tlak elektronově degenerované látky Porovnání obvyklé velikosti bílého trpaslíka a naší Země Čím hmotnější bílý trpaslík, tím paradoxně menší Sirius B, zdroj: HST

Závěrečné fáze vývoje hvězd Velká část hvězd končí tedy jako bílý trpaslík - obnažené elektronově degenerované jádro s hustotou až 10 9 kg m 3 Jejich teplota dosahuje až stovek tisíc kelvinů, v časové škále řady miliard let postupně chladnou a vyhasínají Dalšímu smršt ování brání tlak elektronově degenerované látky Porovnání obvyklé velikosti bílého trpaslíka a naší Země Čím hmotnější bílý trpaslík, tím paradoxně menší Nejznámějším bílým trpaslíkem je Sirius B, objevený v roce 1862, s hmotností 0,98 M, s poloměrem 0, 008 R, okolo Siria A obíhá s periodou cca 50 let Sirius B, zdroj: HST

Závěrečné fáze vývoje hvězd Velká část hvězd končí tedy jako bílý trpaslík - obnažené elektronově degenerované jádro s hustotou až 10 9 kg m 3 Jejich teplota dosahuje až stovek tisíc kelvinů, v časové škále řady miliard let postupně chladnou a vyhasínají Dalšímu smršt ování brání tlak elektronově degenerované látky Porovnání obvyklé velikosti bílého trpaslíka a naší Země Čím hmotnější bílý trpaslík, tím paradoxně menší Nejznámějším bílým trpaslíkem je Sirius B, objevený v roce 1862, s hmotností 0,98 M, s poloměrem 0, 008 R, okolo Siria A obíhá s periodou cca 50 let Málo hmotné hvězdy (od 0,075 do 0,4 M ) skončí nejspíš jako tzv. helioví trpaslíci Sirius B, zdroj: HST

Závěrečné fáze vývoje hmotných hvězd U hvězd s počáteční hmotností vyšší než cca 8 M může dojít k syntéze dalších prvků, zejména 12 C 16 O, 16 O 20 Ne, 20 Ne 24 Mg, až po 32 S Hvězdy s počáteční hmotností vyšší než cca 11 M jsou schopné projít kompletním jaderným vývojem, syntetizují prvky skupiny železa, např. Ni, Co, Fe cibulová struktura vnitřní stavby hmotné hvězdy

Závěrečné fáze vývoje hmotných hvězd U hvězd s počáteční hmotností vyšší než cca 8 M může dojít k syntéze dalších prvků, zejména 12 C 16 O, 16 O 20 Ne, 20 Ne 24 Mg, až po 32 S Hvězdy s počáteční hmotností vyšší než cca 11 M jsou schopné projít kompletním jaderným vývojem, syntetizují prvky skupiny železa, např. Ni, Co, Fe Zde veškeré exotermické jaderné reakce končí, další termojaderná syntéza není možná cibulová struktura vnitřní stavby hmotné hvězdy

Závěrečné fáze vývoje hmotných hvězd U hvězd s počáteční hmotností vyšší než cca 8 M může dojít k syntéze dalších prvků, zejména 12 C 16 O, 16 O 20 Ne, 20 Ne 24 Mg, až po 32 S Hvězdy s počáteční hmotností vyšší než cca 11 M jsou schopné projít kompletním jaderným vývojem, syntetizují prvky skupiny železa, např. Ni, Co, Fe Zde veškeré exotermické jaderné reakce končí, další termojaderná syntéza není možná cibulová struktura vnitřní stavby hmotné hvězdy Následuje další rychlé smršt ování a zahřívání jádra hvězdy železného Zároveň se v jádru hvězdy hromadí železný popel, dokud jeho hmotnost nepřekročí tzv. Chandrasekharovu mez, M Ch 1,44 M

Závěrečné fáze vývoje hmotných hvězd Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) - americký fyzik indického původu, pomocí teorie relativity stanovil tento hmotnostní limit Struktura neutronové hvězdy Pulsar

Závěrečné fáze vývoje hmotných hvězd Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) - americký fyzik indického původu, pomocí teorie relativity stanovil tento hmotnostní limit Při jeho překročení se elektronově degenerované jádro začne gravitačně hroutit Struktura neutronové hvězdy Pulsar

Závěrečné fáze vývoje hmotných hvězd Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) - americký fyzik indického původu, pomocí teorie relativity stanovil tento hmotnostní limit Při jeho překročení se elektronově degenerované jádro začne gravitačně hroutit Hroucení se zastaví se vznikem extrémně husté, tzv. neutronové hvězdy (10 17 10 18 kg m 3 ) Struktura neutronové hvězdy Ve výjimečných případech (M init 50 M ) hvězda kolabuje nade všechny meze, vytvoří černou díru Rychlý gravitační kolaps hvězdy do stadia neutronové hvězdy, případně černé díry exploze supernovy Pulsar

Hlavní typy supernov Supernovy typu II : Gravitačně kolabující velmi hmotné hvězdy, pád vnějších vrstev rychlostí vyšší než 10 4 km s 1 Supernova typu II, SN 1987A, zdroj: D. Arnett Supernova typu Ia, SN 1006, zdroj: HST

Hlavní typy supernov Supernovy typu II : Gravitačně kolabující velmi hmotné hvězdy, pád vnějších vrstev rychlostí vyšší než 10 4 km s 1 Mohutná odražená rázová vlna počátek vlastní exploze supernovy, její ohromná energie zároveň dotuje syntézu jader těžších než železo Supernova typu II, SN 1987A, zdroj: D. Arnett Supernova typu Ia, SN 1006, zdroj: HST

Hlavní typy supernov Supernovy typu II : Gravitačně kolabující velmi hmotné hvězdy, pád vnějších vrstev rychlostí vyšší než 10 4 km s 1 Mohutná odražená rázová vlna počátek vlastní exploze supernovy, její ohromná energie zároveň dotuje syntézu jader těžších než železo Hlavním motorem exploze obrovská teplota (10 11 K), neutrinová exploze E ν = 10 46 J, E kin = 10 44 J, E rad = 10 42-10 43 J, radioaktivní ohřev Supernova typu II, SN 1987A, zdroj: D. Arnett Supernova typu Ia, SN 1006, zdroj: HST

Hlavní typy supernov Supernovy typu II : Gravitačně kolabující velmi hmotné hvězdy, pád vnějších vrstev rychlostí vyšší než 10 4 km s 1 Mohutná odražená rázová vlna počátek vlastní exploze supernovy, její ohromná energie zároveň dotuje syntézu jader těžších než železo Hlavním motorem exploze obrovská teplota (10 11 K), neutrinová exploze E ν = 10 46 J, E kin = 10 44 J, E rad = 10 42-10 43 J, radioaktivní ohřev Supernova typu II, SN 1987A, zdroj: D. Arnett Supernovy typu Ia : Termonuleárně explodující C-O bílý trpaslík v podvojném systému Téměř totožné světelné křivky standardní svíčky Supernova typu Ia, SN 1006, zdroj: HST

Hlavní typy supernov Supernovy typu II : Gravitačně kolabující velmi hmotné hvězdy, pád vnějších vrstev rychlostí vyšší než 10 4 km s 1 Mohutná odražená rázová vlna počátek vlastní exploze supernovy, její ohromná energie zároveň dotuje syntézu jader těžších než železo Hlavním motorem exploze obrovská teplota (10 11 K), neutrinová exploze E ν = 10 46 J, E kin = 10 44 J, E rad = 10 42-10 43 J, radioaktivní ohřev Supernova typu II, SN 1987A, zdroj: D. Arnett Supernovy typu Ia : Termonuleárně explodující C-O bílý trpaslík v podvojném systému Téměř totožné světelné křivky standardní svíčky Nejvíce obohacují mezihvězdnou látku nejen o prvky skupiny železa, ale i o uhlík a kyslík Supernova typu Ia, SN 1006, zdroj: HST

Hlavní typy supernov Supernovy typu Ia : Látka postupně přetéká z normální hvězdy hlavní posloupnosti na bílého trpaslíka, vytváří mohutný akreční disk Po překročení hmotnostní Chandrasekharovy meze u bílého trpaslíka dochází k explozi Animace exploze SNIa, zdroj: NASA Video otevřete kliknutím na následující odkaz: onea.mp4

Zbytky po supernovách Mlhovinné zbytky, pozorovatelné několik tisíc let Pulsary rychle rotující neutronové hvězdy, záření směrované magnetickým polem Světelné echo - pozorováno u SN 1987A, SN 1993J, SN 1998bu Krabí mlhovina, zdroj: HST Světelné echo, zdroj: HST

Zbytky po supernovách Mlhovinné zbytky, pozorovatelné několik tisíc let Pulsary rychle rotující neutronové hvězdy, záření směrované magnetickým polem Světelné echo - pozorováno u SN 1987A, SN 1993J, SN 1998bu Chemický vývoj galaxií a vesmíru vůbec Krabí mlhovina, zdroj: HST Impulz k tvorbě nových hvězd Světelné echo, zdroj: HST

Zbytky po supernovách Mlhovinné zbytky, pozorovatelné několik tisíc let Pulsary rychle rotující neutronové hvězdy, záření směrované magnetickým polem Světelné echo - pozorováno u SN 1987A, SN 1993J, SN 1998bu Chemický vývoj galaxií a vesmíru vůbec Krabí mlhovina, zdroj: HST Impulz k tvorbě nových hvězd Záblesky gama záření (kolapsary?) Geminga Světelné echo, zdroj: HST

Děkuji za pozornost