כיצד לקבוע את מסת הכוכב

כמעט לכל דבר ביקום יש מסה, מאטומים וחלקיקים תת אטומיים (כמו אלה שנחקרו על ידי קולדרדר הגדול הגדול) ל אשכולות ענקיים של גלקסיות. הדברים היחידים שמדענים יודעים עליהם עד כה שאין להם מסה הם פוטונים וגלונים.

חשוב לדעת המיסה, אך חפצים בשמיים רחוקים מדי. איננו יכולים לגעת בהם ואנחנו בהחלט לא יכולים לשקול אותם באמצעים קונבנציונליים. אז, כיצד קובעים אסטרונומים את מסת הדברים בקוסמוס? זה מסובך.

נניח ש א כוכב טיפוסי הוא די מסיבי, בדרך כלל הרבה יותר מכוכב לכת טיפוסי. מדוע אכפת ממסה? מידע זה חשוב לדעת מכיוון הוא חושף רמזים לעברו, ההווה והעתיד האבולוציוניים של כוכב.

אסטרונומים יכולים להשתמש בכמה שיטות עקיפות לקביעת מסת כוכבים. שיטה אחת, הנקראת עדשת כבידה, מודד את מסלול האור המכופף על ידי משיכת הכבידה של עצם סמוך. למרות שכמות הכיפוף קטנה, מדידות מדוקדקות יכולות לחשוף את מסת המשיכה הכבדית של החפץ שעושה את הגרירה.

אסטרונומים נדרשו עד המאה ה -21 להפעיל עדשות כבידה על מדידת המוני הכוכבים. לפני כן, הם היו צריכים להסתמך על מדידות של כוכבים המקיפים מרכז מרכזי המוני, מה שנקרא כוכבים בינאריים. המסה של כוכבים בינאריים (שני כוכבים המקיפים את מרכז הכובד המשותף) למדי למדי אסטרונומים. למעשה, מערכות כוכב מרובות מספקות דוגמא לספרי לימוד כיצד להבין את ההמונים שלהם. זה קצת טכני אבל שווה ללמוד כדי להבין מה אסטרונומים צריכים לעשות.

ראשית, הם מודדים את מסלוליהם של כל הכוכבים במערכת. הם גם שעון את מהירויות המסלול של הכוכבים ואז קובעים כמה זמן לוקח לכוכב נתון לעבור מסלול אחד. זה נקרא "תקופת מסלולו".

לאחר שכל המידע הזה ידוע, אסטרונומים מבצעים בהמשך חישובים כדי לקבוע את המוני הכוכבים. הם יכולים להשתמש במשוואה V_מסלול = SQRT (GM / R) איפה SQRT הוא "שורש ריבועי" א, ז זה כוח המשיכה, M הוא המוני, ו ר הוא רדיוס האובייקט. זה עניין של אלגברה להקניט את המסה על ידי סידור מחדש של המשוואה לפיתרון M.

לכן, מבלי לגעת בכוכב מעולם, אסטרונומים משתמשים במתמטיקה וחוקים פיזיקליים ידועים כדי להבין את המסה שלו. עם זאת, הם לא יכולים לעשות זאת עבור כל כוכב. מדידות אחרות עוזרות להם להבין את המוני הכוכביםלא במערכות בינאריות או מרובות כוכבים. לדוגמה, הם יכולים להשתמש בזוהר וטמפרטורות. כוכבים בעלי תאורות וטמפרטורות שונות יש המונים שונים בהרבה. מידע זה, כשהוא מתווה על גבי גרף, מראה כי ניתן לסדר כוכבים לפי טמפרטורה וזוהר.

כוכבים מאסיביים באמת הם מהלוהטים ביקום. כוכבים בהמונים קטנים יותר, כמו השמש, קרירים יותר מאחיהם הענקיים. הגרף של טמפרטורות הכוכב, הצבעים והבהירות נקרא תרשים של הרצפסונג-ראסל, ובהגדרה, הוא מראה גם את מסת הכוכב, תלוי היכן הוא נמצא בתרשים. אם הוא שוכן לאורך עקומה ארוכה ורזה הנקראת רצף עיקריאז אסטרונומים יודעים שהמסה שלו לא תהיה ענקית וגם לא תהיה קטנה. הכוכבים הגדולים והמאסה הקטנים ביותר נופלים מחוץ לרצף הראשי.

לאסטרונומים יש ידיעה טובה כיצד כוכבים נולדים, חיים ומתים. רצף זה של חיים ומוות נקרא "אבולוציה מהממת". החיזוי הגדול ביותר להתפתחות של כוכב הוא ה- המיסה שהיא נולדת איתה, "המסה הראשונית" שלה. כוכבים בעלי מסה נמוכה הם בדרך כלל קרירים ועמומים יותר מאשר המסה הגבוהה שלהם עמיתיהם. לכן, פשוט על ידי התבוננות בצבע הכוכב, הטמפרטורה והמקום בו הוא "גר" בתרשים הרצספרונג-ראסל, אסטרונומים יכולים לקבל מושג טוב על מסת הכוכב. השוואות של כוכבים דומים בעלי מסה ידועה (כמו בינארים המוזכרים לעיל) נותנים לאסטרונומים מושג טוב עד כמה כוכב נתון הוא מסיבי, גם אם אינו בינארי.

כמובן שכוכבים לא שומרים על אותה המסה כל חייהם. הם מאבדים את זה ככל שהם מתבגרים. הם צורכים בהדרגה את הדלק הגרעיני שלהם, ובסופו של דבר הם חווים פרקי ענק של אובדן המונים בבית סוף חייהם. אם הם כוכבים כמו השמש, הם מפוצצים אותה בעדינות ויוצרים ערפיליות פלנטריות (בדרך כלל). אם הם הרבה יותר מאסיביים מהשמש, הם מתים באירועי סופרנובה, שם הליבות קורסות ואז מתרחבות כלפי חוץ בפיצוץ קטסטרופלי. זה מפוצץ הרבה מהחומר שלהם לחלל.

על ידי התבוננות בסוגי הכוכבים שמתים כמו השמש או מתים בסופרנובות, אסטרונומים יכולים להסיק מה יעשו כוכבים אחרים. הם מכירים את ההמונים שלהם, הם יודעים כיצד כוכבים אחרים עם המונים דומים מתפתחים ומתים, וכך הם יכולים להפוך כמה יפה למדי תחזיות טובות, המבוססות על תצפיות על צבע, טמפרטורה והיבטים אחרים שעוזרים להם להבין את אלה המונים.

יש הרבה יותר מהצפייה בכוכבים מאשר איסוף נתונים. המידע שמקבלים אסטרונומים מקופל למודלים מדויקים מאוד המסייעים להם לחזות בדיוק מה כוכבים בדרך החלב וברחבי היקום יעשו כפי שהם נולדים, מתים ומתים, כולם על סמך שלהם המונים. בסופו של דבר, מידע זה עוזר גם לאנשים להבין יותר על כוכבים, במיוחד השמש שלנו.

• מסת הכוכב היא מנבא חשוב למאפיינים רבים אחרים, כולל כמה זמן הוא יחיה.
• אסטרונומים משתמשים בשיטות עקיפות כדי לקבוע את המוני הכוכבים מכיוון שהם לא יכולים לגעת בהם ישירות.
• בדרך כלל, כוכבים מסיביים יותר חיים תקופות חיים קצרות יותר מאשר הכוכבים הפחות מאסיביים. הסיבה לכך היא שהם צורכים את הדלק הגרעיני שלהם הרבה יותר מהר.
• כוכבים כמו השמש שלנו הם מסה בינונית ויסתיימו בצורה שונה בהרבה מכוכבים מאסיביים שיפוצצו את עצמם לאחר כמה עשרות מיליוני שנים.