fra lodne tåker til kompakte objekter
DESCRIPTION
Fra lodne tåker til kompakte objekter. Stjerneutvikling. Innhold. HR diagram Stjerneutvikling (Stjernehimmel). Stjerner. Styres av kampen mellom Gravitasjonen som trekker innover Trykk som presser utover Dannes av skyer av gass og støv som trekkes sammen av gravitasjon - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Stjerneutvikling 1
Fra lodne tåker til kompakte objekter
Stjerneutvikling
Stjerneutvikling 2
Innhold
• HR diagram
• Stjerneutvikling
• (Stjernehimmel)
Stjerneutvikling 3
Stjerner
• Styres av kampen mellom – Gravitasjonen som trekker innover– Trykk som presser utover
• Dannes av skyer av gass og støv som trekkes sammen av gravitasjon
• Holdes oppe av trykk fra gass og stråling
Stjerneutvikling 4
Tidlige stadier
Stjerneutvikling 5
Tidlige stadier
Stjerneutvikling 7
Kommende stjerner
Stjerneutvikling 8
Stjernefabrikk
Stjerneutvikling 9
Stjernedannelse og HR diagrammet
Kilde: Universe, Kaufmann
Stjerneutvikling 11
HovedseriestjernerL
um
inos
itet
(L
)
106
102
1
10-2
10-4
104
Ab
solu
tt
mag
nit
ud
e
-10
0
+5
+10
+15
-5
SpektralklasseO5 M8B0 F0A0 G0 K0 M0
Overflate temperatur (K)25 000 8000 6000 5000 4000 300010 000
Regulus
Sola
Barnards stjerne
VegaSirius A
Altair
Eksempler:
–Sola
–Sirius A
–Vega
–Altair
–Regulus
Stjerneutvikling 12
Hovedserie stjerner
Stjerneutvikling 13
Prosessen som gir stjernene lys
• Stjernene lyser fordi de er varme
• Stjernene er varme fordi de produserer energi ved hjelp av fusjonsprosesser
Stjerneutvikling 14
Energiproduksjonen i hovedseriestjerner
• 4H He + energi
• m4H>mHe
• E=mc2
• Energien gir stjernene varme og skaper et strålingstrykk
Stjerneutvikling 15
Energiproduksjonen i hovedseriestjerner
• Proton-Proton prosessen (små til middels stjerner)
H2HeHeHe
HeHH
eHHH
11
42
32
32
32
11
21
21
11
11
energiHeH4 42
11
Stjerneutvikling 16
Energiproduksjonen i hovedseriestjerner
• CNO-prosessen (massive stjerner)
HeCHN
NO
OHN
NHC
CN
NHC
42
126
11
157
157
158
158
11
147
147
11
136
136
137
137
11
126
e
e
HeNHO
OF
FHO
OHN
42
147
11
178
178
179
179
11
168
168
11
157
e
Stjerneutvikling 17
Livet som hovedseriestjerne
Masse M
Overflate temperatur
K
Spektral klasse
Lystyrke L
Levetid 1 000 000 år
25 35 000 O 80 000 3
15 30 000 B 10 000 15
3 11 000 A 60 500
1,5 7 000 F 5 3 000
1 6 000 G 1 10 000
0,75 5 000 K 0,5 15 000
0,50 4 000 M 0,03 200 000
Stjerneutvikling 18
Bevegelser i HR diagrammet
Stjerneutvikling 19
Etter hovedserien
Antares
Lu
min
osit
et (
L)
106
102
1
10-2
10-4
104
Ab
solu
tt m
agn
itu
de
-10
0
+5
+10
+15
-5
SpektralklasseO5 M8B0 F0A0 G0 K0 M0
Overflate temperatur (K)25 000 8000 6000 5000 4000 300010 000
Procyon A
Aldebaran
MiraPollux
Rigel DenebBetelgeuse
ArcturusEksempler
–Aldebaran
–Rigel
–Betelgeuse
Stjerneutvikling 20
Simulering i HR diagrammet
Stjerneutvikling 21
To åpne stjernehoper
NGC 188
M67
Stjerneutvikling 22
Energiproduksjon etter hovedserien
• Fusjon av H i skall utenfor kjerna, fusjon av tyngre elementer i kjerna
• Heliumfusjon: Trippel CeH3 12
642
• Karbonfusjon
HeNeCC
nMgCC
HNaCC
42
2010
126
126
10
2312
126
126
11
2311
126
126
Stjerneutvikling 23
Gamle løk-stjerner
Jordas bane
C-O kjerneHe fusjonerende skallSovende H fusjonerende skall
Stjerneutvikling 24
Energiproduksjon i kjerneprosesser
Stjerneutvikling 25
Fusjon i skallHHe CNeOSi
Fe kjerne
Gamle løk-stjerner
Jupiters bane
Stjerneutvikling 26
Betelgeuse
Stjerneutvikling 27
De siste stadiene
• Hvordan stjerner ”dør”
• Hvordan grunnstoffer tyngre enn jern dannes
• Og hvordan grunnstoffer kommer ut i verdensrommet
Stjerneutvikling 28
Middels massive stjerner
Stjerneutvikling 29
Planetarisk tåke
Stjerneutvikling 30
Etter planetarisk tåke
Stjerneutvikling 31
Hvite dvergstjerner
• Masse som sola, radius som jorda
• Lyser fordi den er varm, avkjøles gradvis
• Sentrum består av kompakt krystallisert karbon(kjerner)
• Holdes oppe av trykket fra elektronene
Stjerneutvikling 32
Hvite dvergstjernerL
um
inos
itet
(L
)
106
102
1
10-2
10-4
104
Ab
solu
tt
mag
nit
ud
e
-10
0
+5
+10
+15
-5
SpektralklasseO5 M8B0 F0A0 G0 K0 M0
Overflate temperatur (K)25 000 8000 6000 5000 4000 300010 000
Sirius B
Procyon B
Eksempler
–Sirius B
–Procyon B
Stjerneutvikling 33
Hvite dvergstjerner
Stjerneutvikling 34
Solas skjebne
• Som rød kjempe vil solas ytre lag være omtrent like langt ute som jordbanen
• Sola vil etter en tid som rød kjempe, bli en hvit dverg.
Stjerneutvikling 35
Krabbetåka
• Stoff slynget ut under supernova observert i 1054
Stjerneutvikling 36
Supernova
• Produserer grunnstoffer tyngre enn Fe• Bringer grunnstoffene tilbake til
verdensrommet
Stjerneutvikling 37
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra **
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf
Grunnstoffer oppsummering
Stjerneutvikling 38
Hyppigst forekommende grunnstoffer i jordskorpen
• Oksygen 48,3 (Vektprosent)
• Silisium 27,7• Aluminium 8,4• Jern 5,0• Kalsium 3,4• Magnesium 2,4• Natrium 2,2• Kalium 1,7• Titan 0,5• Hydrogen 0,1
Stjerneutvikling 39
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra **
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf
Hyppigst forekommende i jordskorpen
Stjerneutvikling 40
Essensielle grunnstoffer for planter• Makroelementer
– Nitrogen– Kalium– Kalsium– Magnesium– Fosfor– Svovel
• Mikroelementer (sporelementer)– Jern– Bor– mangan, – Sink– Kobber– Molybden – Klor– Nikkel
Oksygen, hydrogen og karbon tilføres i form av vann og karbondioksid
Stjerneutvikling 41
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra **
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf
Nødvendig for plantene
Stjerneutvikling 42
Etter supernova
• Det meste eller hele stjerna slynges ut i verdensrommet
• Rest etter supernova:– Nøytronstjerne– Sort hull
Stjerneutvikling 43
Nøytronstjerner
• Mellom 1,4 og 3 solmasser
• Radius ca 30 km
• Består i all hovedsak av nøytroner
• Holdes oppe av trykket fra nøytronene
Stjerneutvikling 44
Sorte hull
• Gravitasjonen vinner• Ingen fast overflate
• Schwarzschild radius – avstanden hvor ikke engang lyset slipper unna
• Sorte hull kan sees via påvirkinger på stjerner og støv/gasskyer rundt – Røntgenstråling– Stjerners bevegelse
Stjerneutvikling 45
Cygnus X-1
Stjerneutvikling 46
Masse på tur inn i et sort hull
Stjerneutvikling 47
Galaksens sentrum
Animasjon: http://www.youtube.com/watch?v=duoHtJpo4GY
Stjerneutvikling 48
HestehodetåkaEmisjonståke
OriontåkaStjernefabrikk
BetelgeuseRød superkjempe
Til PleiadeneUng åpen stjernehop
Til SiriusHovedseriestjerne med hvit dverg i bane
RigelBlå superkjempe
Til ProcyonStjerne med hvit dverg i bane
Til Tyrens horn og KrabbetåkaSupernovarest med nøytronstjerne
3 OrionisHovedseriestjerne
Stjerneutvikling 49
Skumrings-trekanten
Cygnus X1Sort hull som spiser en stjerne
RingtåkaPlanetarisk tåke
Stjerneutvikling 50
Stjernehjul5
10
15
5
1015
2025
510152025
5 1015
2025
5
10
1520
25
510
1520
255
1015
2025
510 15 20 25
25
5
10
1520
510
1520
25
510
1520
25
2025
5101520
25
KA
SIO
PEIA
KA
RL
SVO
GN
A
PE
GA
SU
SLILLE BJØRN
ORION
TYREN
ANDROMEDA
SKUMRINGS
TREKANTEN
Rigel
Betelgeuse
Sirius
Aldebaran
Regulus
Capella
Polstjerna
ArcturusS
pica
Vega
Altair
Deneb
Procyon
LØ
VE
N
Ringtåka
Cygnus X-1
Krabbetåka
PLEIA
DENE
HestehodetåkaOriontåka