V.5.3. Despre stele.

De-a lungul istoriei, stelele au fost importante pentru civilizațiile din întreaga lume, au făcut parte din practicile religioase și au fost folosite pentru navigație și orientarea cerească.

Pentru a studia poziția Soarelui și mișcările planetelor în jurul lui oamenii au grupat stelele în constelații și au creat calendare. Multe dintre denumirile constelațiilor și stelelor utilizate astăzi provin din astronomia greacă.

Stelele sunt una dintre formele de bază ale apariției materiei în Univers. Ele nu sunt distribuite uniform în Univers, ci sunt grupate în mod normal în galaxii împreună cu gazul și praful interstelar. O galaxie tipică poate conține sute de miliarde de stele și există mai mult de 2 ∙ 10¹² galaxii. Se estimează că în general există 10²⁴ stele. Au fost descoperite și stele intergalactice.

Cea mai apropiată stea de Pământ, în afară de Soare, este Proxima Centauri, situată la 4,2 ani-lumină.

Stelele sunt diferite prin strălucire și culoare, apărând galbene, albastre sau roșii, deoarece au mărimi și temperaturi diferite.

Lumina emisă de o stea este caracterizată de magnitudine (măsura strălucirii ei) și luminozitate.

Cu cât o stea este mai strălucitoare, cu atât ea are magnitudinea mai mică. De exemplu, o stea care poate fi văzută cu ochiul liber are magnitudinea 6, pe când o stea, care nu poate fi văzută cu ochiul liber ci numai cu un telescop puternic, are magnitudinea 26. Cele mai strălucitoare stele ajung să aibă chiar valori de magnitudine negative. Steaua cu cea mai mare magnitudine absolută cunoscută este LBV 1806-20, cu o magnitudine de -14,2. Această stea este de cel puțin 5000000 de ori mai luminoasă decât Soarele. Cele mai puțin luminoase stele sunt piticele roșii din roiul NGC 6397.

Culoarea stelelor depinde de temperatura de la suprafața lor, de la roșu intens cu toate nuanțele de portocaliu și galben până la alb și albastru. Cele mai reci stele au culoarea roșie, iar cele mai fierbinți au culoare albastră.

Astfel, o stea albă este mai caldă decât una roșie și mai puțin caldă decât una albastră. Când o stea moare, ea se mărește și culoarea ei tinde spre roșu după care se răcește şi nu mai strălucește.

În funcţie de lungimea de undă la care lumina emisă de stea are cea mai mare intensitate, putem determina culoarea şi temperatura stelei. Radiația stelelor fierbinți albastre are lungime de undă mică, iar a celor roșii are lungime de undă mare. În spectrul luminii albe, pentru ochiul uman, lumina cu lungimea de undă mică este albastră (aprox. 400nm), iar lumina cu lungime de undă mare este roşie (aprox. 700nm).

Astronomii au observat că stelele sunt foarte diferite funcție de cantitatea de hidrogen de la suprafață în ordine de la cea mai puternică O până la cea mai slabă Q. Aceste clasificări au subdiviziuni notate cu numere arabe de la 0 la 9. Astfel A0 este cea mai fierbinte stea din clasa A, iar A9 este cea mai rece. Soarele este în clasa G2.

🔦 Observație

Asemeni culorii stelelor, lumina dată de un bec se măsoară prin temperatura de culoare în Kelvin (K) și reprezintă o caracteristică esențială a sa. De exemplu, lumina caldă a unei lumânări are în jur de 1900 K, un bec cu halogen poate emite o lumină neutră de 3400 K, iar un neon fluorescent de 6500 K are o lumină rece alb-albăstruie.

Nașterea și moartea stelelor

Stelele se formează, ca și Soarele, din transformarea unor centre globulare din interiorul unei nebuloase (nor de praf și gaze) în protostele (prin contracție și încălzire), care încep să strălucească cu sclipiri neregulate.

Nașterea stelelor are loc când temperatura centrului atinge 10 milioane de grade celsius pentru declanșarea reacției de fuziune a hidrogenului.

Dacă nașterea stelelor are loc în mod asemănător cu cea a Soarelui, dispariția lor este diferită în funcție de masa și dimensiunea acestora.

• Stelele de dimensiunea Soarelui, după aproximativ 11 miliarde de ani, și-au consumat o mare parte din hidrogen și se vor transforma în stele gigantice roșii, cu diametrul de 100 de ori mai mare decât cel inițial. În centrul giganticei, heliul se transformă în carbon. Când se termină transformarea heliului în carbon, stelele se contractă devenind pitice albe, cu dimensiunea comparabilă cu a Pământului și foarte dense. Piticele albe se răcesc în timp și se vor transforma în pitice negre, fără strălucire. Până în prezent, nu au fost observate pitice negre, deoarece, conform presupunerii astronomilor, timpul necesar pentru a ajunge o pitică neagră este mult mai lung decât vârsta actuală a Universului.

• Stelele cu masă și dimensiune cu mult mai mare decât Soarele (cu raza de 1000 de ori mai mare decât Soarele) când explodează vor da naștere la o supernovă. Miezul acesteia va evolua fie spre o stea neutronică, fie spre o gaură neagră, în funcție de masa stelei. Stelele neutronice sunt alcătuite din neutroni, sunt mici, au strălucire redusă și emit radiații sub forma unor impulsuri periodice scurte, fiind numite și pulsari. Pulsarii emit unde radio și se rotesc în jurul propriilor axe cu viteze mari. Când miezul rămas în urma exploziei supernovei are densitatea foarte mare, el se va transforma într-o gaură neagră, care are forță gravitațională extrem de mare, încât își atrage și propria lumină, fiind invizibilă. Gaura neagră poate fi detectată de astronomi datorită perturbațiilor produse în jurul lor.

Majoritatea stelelor au vârsta între 1 miliard și 10 miliarde de ani. Unele stele pot avea chiar aproape de 13,8 miliarde de ani (vârsta Universului). Cu cât steaua este mai masivă, cu atât durata de viață este mai scurtă, deoarece ele au o presiune mai mare asupra nucleelor lor, determinându-le să ardă mai rapid hidrogenul. Cele mai masive stele durează în medie câteva milioane de ani, în timp ce stelele cu masă minimă (pitică roșie) își ard combustibilul foarte încet și pot dura zeci până la sute de miliarde de ani.