Tähed (2)

Tähed

Tähed astronoomias on ise valgust kiirgavad plasmast koosnevad taevakehad , mille kiirgusenergia pärineb nende sisemuses aset leidvast tuumasünteesist. Tähtede hulka arvatakse ka tuumasünteesi lõpetanud taevakehad, mis kiirgavad jääksoojuse arvel.
Veel kümmekond aastat tagasi peeti tähti levinumateks taevakehadeks Universumis. Nüüd teame, et kuum gaas , 95% kõigest nähtavast, moodustab vähem kui kümnendiku olemasolevast. Tähtede osa on unikaalne – iga aatom , millest me koosneme, on pärit tähtedest.
Pilt 1

Kaksik- ja mitmiktähed

Kaksiktähed on tähed, mis on omavahel seotud. Kaksiktähtede avastamine langeb ühte esimeste teleskoobiliste vaatlustega 17. sajandil, kuid nende õige tõlgitsus pidi järgnema alles kahe aastasaja pärast. Enne pidi lahendust leidma küsimus, mis kinnistähed üldse on. Teati, et tähed on Maale palju kaugemal kui Päike ja et Päikese suurus on võrreldav tähtede omaga .
William Herschelil õnnestus esmakordselt vaatluste abil tõestada, et on olemas üksteisega füüsiliselt seotud kaksiktähtede paare ; varsti ilmnes , et neis paarides sünnib liikumine üksteise suhtes kinnistes ellipsikujulistes orbiitides ning et seal tähed on seotud tungiga, mis on ilmselt identne raskustungiga.
Kaksiktähed osutusid päikesesüsteemi analoogideks, selle vahega, et seal üks planeet on ka isehelendav päike. Leidub isegi niisuguseid süsteeme, kus kolm ja rohkem päikest on seotud ühte - need on kolmik-ja mitmiktähed. Kaksiktähtedes avastatud liikumised andsid Newtoni gravitatsiooni seadusele hiilgava tõenduse. Just kaksiktähtede uurimised kinnitasid, et gravitatsioon on tõesti ülemaailmaline seadus, maksev kaugemais tähtedevahelises ruumi osades samuti nagu päikesesüsteemis ja maa peal.
19. sajandi teine veerand on tähistatud kaksiktähtede uurimises eriti hoogsa arenguga. Wilhelm Struve vaatlused Tartu observatooriumis tähendasid nii suurt edusammu sel alal, et enne seda tehtud töid pole üldse vaja arvestada. Struve tööd olid põhjapaneva tähtsusega – temaga sai kaksiktähtede uurimine oma alguse. Tema mõõtmised pole praegusel ajal oma tähtsust kaotanud.
Pilt 2 Sirius
Struve tööplaan koosnes kahest osast:

kaksiktähtede avastamine ja nende kataloogi koostamine

avastatud kaksiktähtede täpne mõõtmine.
Struve järglased jätkasid kaksiktähtede uurimist ja kataloogi täiendamist. Nüüdiseks on kataloogis juba 20 000 kaksiktähe paari. Mõned uurijad on veendunud, et mitmikuid on vähemalt 90% ja üksikud on vaid planeedisüsteemi päikesed, mitmiktähest lahtipääsenud jooksikud või ühtesulandunud kunagised kaksikud. Tähtede seas on üksikuid suhteliselt niisama palju kui inimeste seas on kaksikuid.
Kuna kaksikuid on palju, tuleb neid klassifitseerida. Olemas on visuaalsed kaksikud, spektraalsed kaksikud, varjutusmuutlikud kaksikud ja lähiskaksikud.
Visuaalsed kaksikud
Palja silmaga nähtavate tähtede hulgast on umbes 20 protsenti tuntud kui visuaalsed kaksik- või mitmiktähed. Pea kõik heledad tähed on visuaalsed kaksikud või mitmikud .
Visuaalsete kaksiktähtede komponendid on teleskoobis nähtavad kahe lähestikuse tähena, mis võivad liikuda teineteise suhtes kas orbitaalselt või paralleelselt. Nende komponendid tiirlevad ümber ühise masskeksme. Kui komponentide vaheline kaugus on küllalt suur ja kaugus meieni suhteliselt väike, võime teleskoobis näha mõlemat tähte eraldi.
Visuaalsete kaksiktähtede orbiidid on suuremalt osalt suure ekstsentrisusega ehk piklikud ellipsid.
Pilt 3 Visuaalse kaksiktähe näiv orbiit
Spektraalsed kaksikud
Spektraalseid kaksiktähti avastatakse spektrijoonte perioodiliste nihete ja eba- harilike kolorimeetriliste tunnuste järgi.
Teleskoobis paistab spektraalne kaksik vaid ühe tähena. Kattuvad ka mõlema komponendi spektrid. Kui tähed liiguvad meie suhtes ühesuguse kiirusega või vaatesihiga, siis nende spektrijooned ühtivad.
Spektraalsete kaksiktähtede orbiidid on keskmiselt vähem piklikud kui visuaalsete omad. Ringisarnaseid esineb nende hulgas sagedamini kui visuaalsete kaksiktähtede hulgas, kuid ikkagi palju vähem kui päikesesüsteemis. Keskmine spektraalsete kaksiktähtede orbiitide ekstsentrisus on umbes nagu Merkuuril või Pluutol.
Varjutusmuutlikud kaksikud
Varjutusmuutlikeks nimetatakse kaksikuid, mis on nähtavad ühe tähena ja mille heledus perioodiliselt muutub, sest nende komponendid varjutavad aegajalt teineteist. Varjutusmuutlikud tähed ei ole muutlikud tähed.
Keskajal märgati, et mõningate tähtede heledus aegajalt muutub. Inglise amatöörastronoom Goodricke seletas peagi nähtuse põhjuse, et mingil perioodil suur tume keha tähe ümber varjutab teda.
Lähiskaksikud
Kompaktseid süsteeme, milles komponentidevaheline kaugus on suhteliselt väike või puudub üldse nimetatakse lähiskaksikuteks. Lähiskaksikud ei saa rahulikult omaette evolutsioneeruda, vaid kummagi tähe arengukäik mõjutab suuremal või väiksemal määral tema lähedane naaber. Üks täht võib ka olulise osa oma massist anda partnerile, mille tagajärjel selle evolutsioon aeglustub, partneri oma aga kiireneb .

Muutlikud tähed

Muutlikud tähed on laiemas mõttes igasugused tegeliku või näiva heledusmuutlikkusega tähed. Näiv muutlikkus on iseloomulik kaksiktähtedele. Muutlikud tähed on tähed, millede heledus märgatavalt muutub aja jooksul, harilikult perioodiliselt - kindla ajavahemiku järele muutudes heledamaks, siis jälle nõrgemaks. Üldiselt eristatakse pulseerivaid ja eruptiivseid mitmikäthti. Kiiresti evolutsioonist tuleneva pöördumatu muutlikkusega tähti nimetatakse mitteratsionaalseiks tähtedeks.
Pulseerivad mitmikäthed võivad olla perioodilised või korrapäratud. Tuntumad pulseerivad mitmiktähed on rangelt korrapärase keskpikaperioodiga tsefeiidid ja lühiperioodilised Lyare tüüpi tähed. Ülilühiperioodilistest pulseerivaist mitmiktähtedest on tuntum Scuti. Selle tähe muutlikkust tekitab pinnalainetus.
Eruptiivseid mitmiktähti iseloomustab heleduse purskeline muutumine, mis viitab plahvatuslikele protsessidele. Tuntumad on noovad , supernoovad, sähvatusmuutlikud tähed ning sümbiootilised tähed.
Üks paremini uuritud liik perioodilisi muutlikke on tsefeiidid. Neis tähis muutuvuse periood on täpselt määratav ja on sama püsiv suurus, nagu on seda orbiidiliikumise perioodid, nii et juba ammu võis maksvusele pääseda oletus , et siin on tegemist kindlate mehaaniliste seaduste järele toimuva korrapärase nähtega. Tsefeiidid asuvad meist 5000 korda kaugemal kui lähim täht. Tänu sellele annavad nad ettekujutlust kaugusi teiste galaktikateni.
7