1 / 30

Stjerners udvikling

Stjerners udvikling. Jesper Rasmussen Astronomisk Observatorium. Stjerneudvikling: Oversigt. Generel introduktion om astronomi. Stjerneudvikling: Fødsel, liv og død: - Stjerne- (og planet)dannelse - Stjerners struktur - Det stille liv på hovedserien

alika
Download Presentation

Stjerners udvikling

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Stjerners udvikling Jesper Rasmussen Astronomisk Observatorium

  2. Stjerneudvikling: Oversigt • Generel introduktion om astronomi • Stjerneudvikling: Fødsel, liv og død: - Stjerne- (og planet)dannelse - Stjerners struktur - Det stille liv på hovedserien - Stjerners voldsomme død, slutprodukter

  3. Hvad er astronomi? • Læren om verdensrummet • Planeter, stjerner, galakser • Analyse af lys fra de forskellige objekter • Billeder gennem forskellige filtre • Spektre • Dannelse af teorier om fysikken bag observationerne

  4. Venus Mars Jorden Jupiter Saturn Neptun Planeter

  5. Lette stjerner Tunge stjerner Stjerner Stjerner dannes i tætte gas og støvskyer Stjerner forbrænder brint i kernen, Hvorefter de vokser og eksploderer

  6. Galakser

  7. Stjerneudvikling - hvorfor vigtigt? Stjernemodeller kan bruges til undersøgelse af • Solsystemets dannelse • Afstande i Mælkevejen og til nære galakser • Stjerners aldre Universets alder • Universets kemiske udvikling

  8. Stjernedannelse: Grundlag Stjerner dannes af interstellart gas og støv. Gas: Neutralt brint (H I områder, T~100 K). Omkring meget varme stjerner: HII-områder (emissionståger) Støv: I skyer, som bl.a. mørke tåger og Bok-globuler (10-20 K). Reflektionståger. Gas+støv findes i kæmpemolekylskyer af bl.a. H2 (~10 K)

  9. Stjernedannelse: Processen - fra H2-gas (10-21 g/cm3) til stjerne (1 g/cm3): • Sammentrækning og fragmentation af molekylsky. Sammentrækning af ”klumperne” i molekylskyen • Indre dele opvarmes (pot. energi  varmeenergi): Protostjerne er dannet. • Kernereaktioner starter (T-Tauri fase). • Kernereaktioner dominerer: Hovedseriestjerne. • Udviklingen bestemt af stjernens masse – kan følges i et Hertzsprung-Russell diagram

  10. Stjernedannelse: Eksempel • Eksempel på område med stjernedannelse: • Ørnetågen (M16) – ”Pillars of Creation”. • Søjler af kold H2-gas og støv • I toppen af søjlerne: ”Fingre” med nydannede stjerner, som afdækkes af intens UV-stråling fra andre unge stjerner.

  11. Planetdannelse – en naturlig følge? Dannes planeter som naturlig følge af stjernedannelse? Mange unge stjerner omgivet af skive af gas og støv. Mere end 100 ”extrasolare” planeter nu opdaget. Detektionsmetoder  mange af planeterne er tunge og med små omløbstider – ”hot Jupiters”.

  12. Hertzsprung-Russell diagrammet

  13. H-R diagrammet - 2 H-R diagrammet i praksis: 23000 nære stjerner.

  14. H-R diagrammer for stjernehobe Åben hob, 50 mio år. Kuglehob (47 Tuc).

  15. Fusionskemi – stjernernes brændstof Princip: Lette kerner tunge kerner. Resultat: E=mc2 T < 20 mio K (M1.5Msol): 1H + 1H4He, via 2H, 3H. Krav: Termisk (kinetisk) energi > Coulomb-frastødning  T > 20 mio K (M1.5Msol):12C + 1H 12C + 4He, via N,O T > 100 mio K: He  C (…  Fe for høje T). Tungere grundstoffer dannes i supernovaer ved indfangning.

  16. Struktur af hovedseriestjerne - 1 På hovedserien er stjernen stabil og i hydrostatisk ligevægt: Trykkraft = tyngdekraft Stjernens struktur bestemmes af dens Masse og kemiske sammensætning

  17. Struktur af hovedseriestjerne - 2 Solens struktur: Kerne: 15 mio K, 160 g/cm3 Strålingszone. Udgør ~85% af radius. Konvektionszone (som i kogende vand) Fotosfære (”overflade”)

  18. Solens overflade: Konvektion Billede+film fra Swedish Solar Telescope

  19. Tre faser i Solens liv Hovedserie Efter hovedserie Rød kæmpe

  20. Rød superkæmpe: Eksempel Eksempel på rød superkæmpe (og det første direkte billede af en anden stjernes overflade): Betelgeuse Bliver til en supernova…

  21. Afsluttende faser M < 3Msol : Evt. pulsation planetarisk tåge + hvid dværg M > 3Msol : Supernova + neutronstjerne el. sort hul Tiloversbleven kerne: M < 1.4Msol: Hvid dværg 1.4 < M <~1.7: Neutronstjerne M > ~1.7Msol: Sort hul

  22. Hvide dværge Består af He eller C. Ingen fusion = energiudvikling Radius = ~5000 km Holdes oppe af kvantemekanisk tryk af elektroner. Køler langsomt  sort dværg Røntgenbillede af hvid dværg: Sirius B (og A) set med Chandra.

  23. Neutronstjerner Ingen fusion= energiudvikling Holdes ”oppe” af kvantemekanisk tryk af neutroner. Radius: ~10 km. Kan rotere flere hundrede gange pr sek…

  24. Sorte huller Undvigelseshastighed: Ekin = Epot  r < 2GM/c2 v > c : Sort hul. Radius > ~5-10 km

  25. hovedseriestjerner masseoverførsel heliumstjerne supernova sort hul røntgenkilde Indfangning af sort hul supernova sort hul (radio pulsar) Dannelsen af sorte huller neutronstjerne

  26. Sorte huller - 2

  27. Fra fødsel til død Mange faser i ét billede: • Bok globuler • Søjler (som i M16)… • …og proto-planeter (”proplyds”) • Hob af unge massive gstjerner • Superkæmpe  supernova

  28. Ringen sluttes… Komprimering af interstellart stof  stjernedannelse. Mulige processer: Chokbølger fra supernova-eksplosioner (Solsystemet?) ( + kollisioner mellem molekylskyer, ekspanderende HII områder, vekselvirkn. mellem galakser…) Hubble-billede af Vela supernova-resten.

  29. Stjerneudvikling – perspektiv 1 Stjerners liv på hovedserien relativt velforstået. • Stjernedannelse: Masser af ubesvarede spørgsmål: • - tidlige faser. • - planetdannelse naturlig konsekvens? • Stjerners død: • - mekanismer bag og forløb af supernovaer • - hvordan opstår sorte huller? Besvarelse kræver: Observationer + detaljerede computermodeller

  30. Stjerneudvikling – perspektiv 2 Fremtidige observationer af stjerne/planet-dannelse (i infrarøde bølgelængder): NASA: Spitzer (2003) ESA: Herschel (2007) Darwin (~ 2015) Film (Spitzer-teleskopet): Stjernedannelsesområde m/støv - fra optisk til infrarødt

More Related