 |
 |
 |
כוכב הוא בד'כ גוף כדורי מוצק או גזי הקשור ע'י כוח הכובד העצמי שלו והפולט אנרגיה עצמית ע'י ראקציה גרעינית או מקור אנרגיה גרוויטציוני. כוכב יפסיק להיות כוכב כאשר הוא יקרין את כל מלאי האנרגיה שלו וכאשר הכוחות הפועלים עליו, כנגד כוח הכובד שלו, לא יתאזנו ואז הוא יתפוצץ. קיומו של כוכב תלוי בשני כוחות הפועלים עליו, הכוח הגרוויטציוני העצמי שלו, הפועל עליו בכוון רדיאלי משפת הכוכב למרכזו, והכוח הנובע מקיום הפרשים בלחץ התרמי של הגז המיונן הפועל על הכוכב בכיוון רדיאלי מהמרכז החוצה. כאשר שני כוחות אלו משתווים, נקבעת צורתו הכדורית ונפחו של הכוכב. אולם, אם כוח הכבידה העצמי של הכוכב גדול מהלחץ הפנימי שלו אזי, הכוכב יתפוצץ, ולחילופין, אם הלחץ התרמי יגבר על כוח הכבידה, הכוכב יתפשט ונפחו יגדל. כוכבים מסיבים, חמים ובהירים 'ימותו' מהר יותר מאחר והראקציה בהם פועלת מהר יותר וכך הם 'יגמרו' מהר יותר את מלאי הדלק שלהם. לעומתם, כוכבים פחות מסיבים וקרים יחיו יותר זמן. אופי דעיכת הכוכב תלוי במסתו. כוכבים בעלי מסה התחלתית הגדולה מ 5 מסות שמש 'ימותו בשקט' והמסיבים יותר יסיימו חייהם בהיתפוצצות
כוכבים מישתנים הם כוכבים שעוצמת אורם אינה אחידה ומשתנה, הסיבות לכך עשויות להיות סיבות פיזיקליות וקשורות במיבנה הכוכב או כתוצאה מליקויים במערכות בהן יש יותר מכוכב אחד כמתואר באיור. בנקודות 1 ו-3 מקבלים את שיא עצמת האור משני הכוכבים. ( שני הכוכבים נראים אליפטיים כתוצאה מהשפעת הכבידה ההדדית שלהם ). בנקודות 1 ו-4 מוסתר אחד משני הכוכבים מעיננו. במקרה המתואר, שני הכוכבים הינם בעלי עצמת הארה שווה, ולפיכך, עקומת האור תראה סימטרית
הערפיליות המאירות ( ערפילית מאירה M42 שבקבוצת אוריון בתמונה למעלה ) הן בין גרמי השמים המרשימים ביותר. מבדילים בין שני סוגי ערפיליות : ערפיליות פליטה מאירות : עננים של גז, בעיקר מימן מיונן, אך יש בהן גם הליום, חמצן, חנקן, ניאון ועוד, המוארים על ידי כוכב חם ובהיר מאוד המצוי בסביבתן. בהיעדר כוכב כזה לא הערפילית לא תיראה. קרינת הכוכב האחראי להארה, ובעיקר החלק העל סגולי של הקרינה אותה הוא פולט, נבלע על ידי האלקטרונים המצויים בגזים המרכיבים את הערפילית. כתוצאה מכך, קופצים האלקטרונים ה'מעוררים' ומתרחקים מהגרעין כשחלקם אף עוזב את האטום. אולם, האלקטרונים מבקשים לחזור אל מסלוליהם בקרבת הגרעין ותוך כדי חזרתם הם פולטים פוטונים באורכי גל שונים. למרות שטווח אורכי הגל הנבלע על ידי האלקטרונים קטן ומצוי בעיקר בתחום העל סגול שאינו נראה לעין, הרי שהפוטונים הנפלטים עם ירידת האלקטרונים חזרה לרמה היסודית, נפלטים באורכי גל שונים ומגוונים, המעניקים לערפילית את טביעות האצבע שלה ומכאן שמן ערפיליות פליטה. ערפיליות מחזירות : מצויות סביב כוכבים מאירים, בעיקר כוכבים כחולים וחמים. חלקיקי האבק המיקרוסקופיים באותן ערפיליות מחזירים אלינו את אור הכוכב המצוי בקרבתן. צבען של הערפיליות תלוי בגודל האופייני של החלקיקים - ככל שהגודל האופייני של חלקיקי האבק והגז בערפילית קטן יותר, הגוון של הערפילית יהיה כחול יותר
במעבר בין ענק אדום לננס לבן, מוקפת ליבת הכוכב בערפילית גז שנפלטת ממנו והפולטת קרינה בטמפרטורה גבוהה. ערפילית כדורית זו נקראת ערפילית פלנטרית מאחר וצורתה מזכירה כוכב לכת. מסתה בקירוב חמישית ממסת השמש ובמרכזה מצוי כוכב חם, זהו גרעין הערפילית המהווה את מקור האנרגיה שלה. כאשר גרעין הערפילית מכלה את האנרגיה העצמית שלו, נפלטת ממנו שכבה חיצונית של גז שנהיה דליל עם הזמן ונעלם בחומר הבין כוכבי
נקראת ע'ש הרצשפרונג-ראסל. הציר האופקי מבטא את טמפרטורת הכוכבים וצבעם ואילו הציר האנכי מבטא את האנרגיה שהם פולטים ( או את בהירותם המוחלטת ). מרבית הכוכבים מסתדרים לאורך רצועה הנמתחת מצידה הימני התחתון של הגראף, שם שוכבים כוכבים אדומים עמומים ולצידה השמאלי העליון, שם ממוקמים כוכבים כחולים זוהרים יותר. רצועה זו נקראת הסדרה הראשית. הכוכבים הנמצאים בסדרה הראשית הם כוכבים הנמצאים בשלב הראשון של חייהם, כדוגמת השמש שלנו, כאשר בליבתם בוער המימן והופך להליום בהיתוך התרמו-גרעיני. מיקומו של כוכב על הסדרה הראשית תלוי במסתו. ככל שמסתו גדולה יותר, הוא זקוק לכמות אנרגיה גדולה יותר כדי להמנע מקריסה. לא כל הכוכבים מצויים על הסדרה הראשית. בפינה הימנית העליונה ממוקמים כוכבים קרים שצבעם כתום ואדום, אך עוצמת האור שלהם גדולה מאוד - אלה מכונים ענקים אדומים. מעל אזור הענקים האדומים מצוי אזור העל ענקים, כוכבים גדולים וזוהרים יותר מהענקים האדומים וצבעם נע בין כחול לאדום. כוכבים אלה הם מסיביים מאוד ועתידים לסיים את חייהם בהתפוצצות אדירה המכונה סופר-נובה, שלאחריה נותר עצם קטן שקוטרו אינו עולה על מספר קילומטרים בדמותו של כוכב נויטרונים או חור שחור שאינם מופיעים בדיאגרמה
כאשר המימן שבמרכז הכוכב עולה, נגמרים כל המשאבים האנרגטיים שלו. הליבה, שבעיקרה מכילה הליום, מתחילה לקרוס כתוצאה מכוחות גרוויטצינים והחום שבמרכזה עולה, כתוצאה מכך נוצר חוסר איזון תרמי וגרוויטציוני והחום במרכזה עולה, כתוצאה מכך נוצר חוסר איזון תרמי וגרוויטציוני שגורם לכוכב, חוץ מליבתו, להתנפח לממדי ענק, עשרות ומאות קוטרי שמש. בזמן זה, הטמפרטורה על פני השטח יורדת וצבעו מאדים - נוצר ענק אדום. כוכבים אלה סיימו את שלב הסדרה הראשית בחייהם. עוצמת אורו של הענק האדום שווה לעוצמת ההארה של מאות ועד אלפי שמשות וצבעו אדום כיוון שהוא קר. ענקים אדומים שמסתם אינו עולה על כמה מסות שמש עתידים להשיל את המעטפת החיצונית שלהם בשלב הנקרא ערפילית פלנטרית שבסופו, תיוותר מהם רק הליבה החמה אך הקטנה שצפיפותה עשויה להגיע למאות קילוגרמים לסנטימטר מעוקב, זהו שלב הננס הלבן שבו הכוכב מצוי בתחתיתה השמאלית של הדיאגרמה השמור לכוכבים חמים אך עמומים מאוד
לאחר שכילה הכוכב את כל הגז שבמעטפת, כל שנותר ממנו היא ליבת פחמן המוקפת מעטפת הליום. ננסים לבנים אלו גופים שמסתם נעה בין 0.05 ל 1.5 מסות שמש, אורך רדיוסם מגיע למספר אלפי קילומטרים והם מורכבים בעיקר מפחמן צפוף ודחוס ( במקומותינו מוכר מצב זה של פחמן כיהלום . . . ). כוכב שגמר את כל מלאי הדלק הגרעיני שלו, לא יכול לעמוד תחת כוחות הכבידה העצמיים שלו ואז הכוכב קורס. קריסת הכוכב גורמת לטמפרטורה וללחץ בליבה לעלות, כך, הכוכב נהיה קטן, חם וצפוף - נוצר ננס לבן. אם הננס שייך למערכת בינארית, אזי, יועבר חומר מהכוכב השני לננס הלבן שישמש לו דלק בערה ואז תווצר להבה ענקית - נוצרה נובה. אם הננס הלבן אינו כוכב כפול אז, בדרך כלל, הוא יגמור את חייו כננס שחור
כוכב נויטרונים הוא גוף שמסתו נעה בין 0.1 ל 2.5 מסות שמש ורדיוסו מגיע לכמה קילומטרים, מורכב בעיקר מנויטרונים. כוכב ניוטרונים נוצר, כנראה, מהתפוצצות סופרנובה המסיימת את חייו של כוכב מסיבי בעל מסה התחלתית של 8 מסות שמש לפחות. בגופים אלו קיים שיווי משקל בין כוח המשיכה הפנימי ובין כוחות דחייה קוונטים בין הנויטרונים. ישנם שתי קבוצות של כוכבי נויטרונים : כוכבי נויטרונים הפולטים קרינה אלקטרומגנטית בתחום הרדיו ( פולסרים ) , אלו גופים מבודדים בעלי שדות מגנטיים המסתובבים סביב עצמם ופולטים פולסי גלי רדיו בזווית מסוימת מציר הסיבוב שלהם ובאותו זמן מחזור. הקבוצה השניה הם כוכבי נויטרונים הפולטים קרינה בתחום קרני 'איקס' המצויים במערכות כוכבים כפולות - מערכות בינאריות
נובה פירושה בלטינית - חדש. ישנם מקרים שבהירות הכוכב עולה באופן פתאומי ודועכת תוך זמן קצר, תופעה זו אופיינית במערכת של כוכבים כפולים שבה מתקיים מעבר מסה מכוכב אחד לשני. מאחר והמערכת מסתובבת, זרם החומר המועבר מכוכב אחד לשני שהוא ננס לבן, מסתדר בצורת דיסקה המקיפה את הננס הלבן, אליו מגיע החומר מאחר והוא הכוכב המסיבי במערכת, אל דיסקת הספיחה. בזמן זה נוצרת מעטפת מימן על פני הננס הלבן שמתכווצת ומתחממת עד לטמפרטורות גבוהות המאפשרות ראקציות גרעיניות עד להתרחשות פיצוץ שבעקבותיו נוצר הבזק עז ומסה נפלטת לחלל - נוצרה נובה. יש מספר דרגות של עוצמות נובה מנובות ננסיות המתרחשות אחת למספר שבועות ועוצמתן קטנה יחסית עד לנובות ה'קלאסיות' שמתרחשות, כניראה, אחת לכמה עשרות אלפי שנים ומגדילות את עוצמת ההארה שלהן פי כמה מיליונים
סופר נובה הינה התפוצצות עצומה שמתרחשת בסוף חייו של כוכב שמסתו מעל 8 מסות שמש הקורס קריסה גרוויטציונית. הקריסה נמשכת עד שבשלב מסוים יש התפוצצות. חלקו הפנימי של הכוכב קורס פנימה ויוצר כוכב נויטרונים או חור שחור. חלקו החיצוני של הכוכב מועף החוצה ומקרין כמות אדירה של אנרגיה. האור הנוצר מסופר נובה יכול להגיע לפי מיליארד מאורה של השמש, אפילו יותר מכל אורה של הגלקסיה כולה לפרק זמן קצר. בפיצוץ הסופר נובה נותר כוכב ניוטרונים במרכז הכוכב ואילו בעטפת הכוכב, המועפת בהתפוצצות, נוצרים כל היסודות המוכרים לנו וזאת בפרק זמן של מספר שעות עד מספר ימים. החומר הניזרק מהסופר נובה מעשיר, לפיכך, את התווך הבין כוכבי ביסודות כבדים
מערכת של כוכב כפול, או מערכת בינארית, היא מערכת של זוג כוכבים המסתובבים סביב מרכז המסה המשותף שלהם. ישנן שלוש קבוצות של מערכות בינאריות : מערכת נפרדת - אין מעבר מסה בין הכוכבים. מערכת נפרדת למחצה - קיים מעבר מסה מכוכב אחד לשני. מערכת מגע - שני הכוכבים נמצאים במגע. רוב הכוכבים בשמים הם כוכבים כפולים, רובם קרובים מדי בכדי להראות ישירות בטלסקופ ואנו יודעים על עצם קיומה (של המערכת אודות לשינוי בתדירות הקרינה המגיעה מהם כתוצאה מתנועתם ( אפקט דופלר )
השמים משתנים במשך הלילה בגלל סבוב כדור הארץ סביב צירו, כמו כן, השמים משתנים מלילה ללילה בגלל סבוב כדור הארץ סביב השמש. כל לילה הכוכבים מופיעים מעט מערבה מהלילה הקודם וזורחים כארבע דקות מוקדם יותר, כך שלפי חשוב פשוט, השמיים יהיו זהים כעבור שנה באותה השעה. מסלול השמש בחלל נקרא מסלול המילקה. קבוצות הכוכבים המצויות על משור המילקה בשמים הן גלגל המזלות - הזודיאק המחולקת ל 12 קבוצות. בדרך כלל, הכוכבים משתייכים לקבוצות שיוצרות צורות מוכרות שנוצרות על ידי הכוכבים בקווים דימיוניים בשמיים. קיימות כ 88 קבוצות כוכבים שנקראו על שמות של חיות ודמויות מיתולוגיות. זיהוי קבוצות הכוכבים בשמים משמש כסימן דרך ומקל על זיהוי מקומם של אובייקטים בחלל כגון כוכבי לכת, ערפיליות וגלקסיות. מרבית הקבוצות המוכרות היום נושאות את השמות שניתנו להם ע'י היוונים, החל מהמאה השש עשרה, ניתווספו קבוצות כוכבים, בעיקר בשמים הדרומיים, שלא היו מוכרים ליוונים וחלקן נושאות שמות של מכשירים שהיו בזמנו מודרנים כגון, מיקרוסקופ, טלסקופ וכדומה
מאחר וכוכבים נולדים בקבוצות, הם נוטים להשאר בקבוצות גם בהמשך התפתחותם, אלא אם כן הם יתפזרו כתוצאה מכוחות משיכה של כוכבים או קבוצות כוכבים אחרות. קבוצות כוכבים מכילות מספר קטן של כוכבים הנעים במסלולים קפלריים סביב מרכז המסה המשותף שלהם. למעשה, מערכת בינארית היא תת קבוצה של צביר כוכבים. צביר כוכבים פתוח מכיל בין עשרות למאות כוכבים שלא יוצרים צורה גאומטרית, לרוב אלו כוכבים בעלי מסה גבוהה. צביר כוכבים כדורי מכיל כמאות אלפי כוכבים שצורתם כדורית, וצפיפותו גדלה ככל שמתקרבים למרכזו, לרוב אלו כוכבים בעלי מסה קטנה
כוכב מסיבי מאוד יכול להמשיך את קריסתו משלב כוכב הנויטרונים עד למצב של חור שחור. חורים שחורים הם גופים שנוצרים במקרים שבהם כוח הגרוויטציה כה גדול עד שאין שום כוח שיכול לעוצרו, מסה אדירה שהתכווצה לגודל סינגולרי - גודל מתמטי שרדיוסו שואף לאפס. מתורת היחסות הכללית של איינשטיין, כל גוף גורם למרחב זמן להתעקם סביבו וככל שמסתו גדולה יותר, העקמומיות סביבו תהיה גדולה יותר. חור שחור, בגלל צפיפותו האינסופית, יוצר חור במרחב זמן
האזור שממנו שום חומר, כולל האור שמהירותו היא המהירות המקסימלית ביקום, לא יוכל להימלט מהחור השחור נקרא אופק הארועים ורדיוסו נקרא רדיוס שוורצילד. שום חומר שנכנס לתחום אופק הארועים לא יוכל להמלט מהחור השחור ובתחום זה חוקי הפיזיקה הפועלים עליו אינם ידועים או, לפחות, לא מוכרים לנו. למרות ששום אינפורמציה לא יכולה להיפלט מהחור השחור ניתן, בכול זאת, לזהותו בשני מקרים : במקרה והחור השחור הוא יחידה ממערכת בינארית, אזי נתן לצפות בחומר העובר מהכוכב השני במערכת אל החור השחור או על ידי תצפית בקרינה הנפלטת מהחומר ה'נופל' אל תוך החור השחור ותוך כדי כך מתחמם וכך הוא פולט אנרגיה לפני הגיעו לתחום אופק הארועים
אם כן, מה קורה 'מצידו השני' של החור השחור ? כאמור, לא נוכל לדעת בוודאות את התשובה לכך מאחר ושום אינפורמציה לא מגיעה אלינו מתוך החור השחור, אולם, קיימות מספר סברות לגבי ' צידו האחר' של החור השחור. אחת הסברות טוענת שהחור השחור יוצר מעין חור תולעת המקשר אותנו לחלק אחר ביקום שלנו - סברה זו נקראת גשר איינשטיין-רוזן. אפשרויות אחרות יוצרות מעבר מהיקום שלנו ליקום מקביל או מעבר לנקודה אחרת בזמן ובמרחב ביקום שלנו. אולם, כדי לעבור דרך חור תולעת יצטרך ה'נוסע' ( כמובן, אם הצליח להשרד בהכנסו לחור השחור ) לנוע במהירות גבוהה ממהירות האור וזאת בהנחה שחור התולעת יהיה פתוח לזמן שיספיק למעבר דרכו. צידו השני של החור השחור יהיה חור לבן מאחר ובניגוד לחור השחור, החור הלבן יפלוט את כל החומר, שנשאב על ידי החור השחור למרחב ולכן יהיה נתן ' טוב מאוד' להבחין בו
|
|
|