Bir Yıldızın Kütlesi Nasıl Belirlenir

Neredeyse evrendeki her şeyin kütlesi vardıratomlardan ve atom altı parçacıklardan ( Büyük Hadron Çarpıştırıcısı) için dev gökada kümeleri. Bilim adamlarının şu ana kadar kitlesiz olduğunu bildikleri tek şey fotonlar ve gluonları içerir.

Kütle bilmek önemlidir, ancak gökyüzündeki nesneler çok uzaktır. Onlara dokunamayız ve onları kesinlikle geleneksel yöntemlerle tartamayız. Peki, gökbilimciler evrendeki şeylerin kütlesini nasıl belirler? Karmaşık.

Varsayalım ki tipik yıldız oldukça büyüktür, genellikle tipik bir gezegenden çok daha fazladır. Neden kütlesini önemsiyorsun? Bu bilgiyi bilmek önemlidir çünkü bir yıldızın evrimsel geçmişi, bugünü ve geleceği hakkında ipuçları verir..

Gökbilimciler yıldız kütlesini belirlemek için birkaç dolaylı yöntem kullanabilirler. Bir yöntem denir

Gök kütlelerini 21. yüzyıla kadar yıldız kütlelerini ölçmek için yerçekimi mercekleri uygulamak gerekiyordu. Bundan önce, ikili yıldızlar olarak adlandırılan ortak bir kütle merkezinin etrafında dönen yıldızların ölçümlerine güvenmek zorundaydılar. Kütlesi ikili yıldızlar (ortak bir ağırlık merkezinin etrafında dönen iki yıldız) gökbilimcilerin ölçmesi oldukça kolaydır. Aslında, çoklu yıldız sistemleri, kütlelerinin nasıl çözüleceğine dair bir ders kitabı örneği sağlar. Biraz teknik ama gökbilimcilerin ne yapması gerektiğini anlamak için çalışmaya değer.

İlk olarak, sistemdeki tüm yıldızların yörüngelerini ölçer. Ayrıca yıldızların yörünge hızlarını da ölçer ve sonra belirli bir yıldızın bir yörüngeden geçmesinin ne kadar sürdüğünü belirlerler. Buna "yörünge dönemi" denir.

Tüm bu bilgiler bilindikten sonra, gökbilimciler yıldızların kütlelerini belirlemek için bazı hesaplamalar yaparlar. V denklemini kullanabilirler_yörünge = SQRT (GM / R) burada SQRT "karekök" a, G, yerçekimi, M kitle ve R, nesnenin yarıçapıdır. Çözmek için denklemi yeniden düzenleyerek kütleyi kızdırmak bir cebir meselesidir. M.

Yani, bir yıldıza hiç dokunmadan, gökbilimciler kütlesini bulmak için matematik ve bilinen fiziksel yasaları kullanırlar. Ancak bunu her yıldız için yapamazlar. Diğer ölçümler yıldızların kütlelerini anlamalarına yardımcı olurdeğil ikili veya çoklu yıldız sistemlerinde. Örneğin, parlaklık ve sıcaklık kullanabilirler. Farklı parlaklık ve sıcaklıktaki yıldızlar çok farklı kütlelere sahiptir. Bu bilgi, bir grafik üzerine çizildiğinde, yıldızların sıcaklık ve parlaklık ile düzenlenebileceğini gösterir.

Gerçekten büyük yıldızlar evrendeki en sıcak yıldızlar arasında. Güneş gibi daha az kütleli yıldızlar, dev kardeşlerinden daha serindir. Yıldız sıcaklıklarının, renklerinin ve parlaklıklarının grafiğine Hertzsprung-Russell Diyagramıve tanım gereği, grafikte nerede bulunduğuna bağlı olarak bir yıldızın kütlesini de gösterir. Uzun, kıvrımlı bir eğri boyunca uzanırsa Ana sıragökbilimciler, kitlesinin devasa ya da küçük olmayacağını bilirler. En büyük kütle ve en küçük kütle yıldızları Ana Sıra'nın dışında kalır.

Gökbilimciler, yıldızların nasıl doğduğuna, yaşadığına ve öldüğüne iyi bakarlar. Bu yaşam ve ölüm dizisine "yıldızların evrimi" denir. Bir yıldızın nasıl gelişeceğinin en büyük öngörüsü onun kütlesi, "başlangıç ​​kütlesi". Düşük kütleli yıldızlar genellikle yüksek kütlelerinden daha serin ve daha sönüktür muadilleri. Yani, sadece bir yıldızın rengine, sıcaklığına ve Hertzsprung-Russell diyagramında "yaşadığı" yere bakarak, gökbilimciler bir yıldızın kütlesi hakkında iyi bir fikir edinebilirler. Bilinen kütleli benzer yıldızların (yukarıda belirtilen ikili dosyalar gibi) karşılaştırılması, gökbilimcilere, bir ikili olmasa bile, belirli bir yıldızın ne kadar büyük olduğu hakkında iyi bir fikir verir.

Tabii ki, yıldızlar tüm yaşamları boyunca aynı kütleyi tutmazlar. Yaşlandıkça kaybederler. Yavaş yavaş nükleer yakıtlarını tüketiyorlar ve sonunda, hayatlarının sonu. Eğer Güneş gibi yıldızlarsa, onu nazikçe havaya uçururlar ve gezegenimsi bulutsular oluştururlar (genellikle). Güneş'ten çok daha büyüklerse, çekirdeklerin çöktüğü ve daha sonra felaketli bir patlamada dışa doğru genişlediği süpernova olaylarında ölürler. Bu, malzemelerinin çoğunu uzaya patlatır.

Gökbilimciler Güneş gibi ölen ya da süpernovada ölen yıldız türlerini gözlemleyerek diğer yıldızların ne yapacağını çıkarabilirler. Kitlelerini biliyorlar, benzer kitlelere sahip diğer yıldızların nasıl geliştiğini ve öldüğünü biliyorlar ve böylece güzel renk, sıcaklık ve diğer yönleri gözlemlemelerine dayanan iyi tahminler kitleler.

Yıldızları gözlemlemek, veri toplamaktan çok daha fazlasıdır. Gökbilimcilerin elde ettikleri bilgiler, tam olarak neyi tam olarak tahmin etmelerine yardımcı olan çok doğru modellere katlanmıştır. Samanyolu'ndaki ve evrendeki yıldızlar doğdukları, yaşlandıkları ve öldükleri gibi, kitleler. Sonunda, bu bilgi insanların yıldızlar, özellikle de Güneşimiz hakkında daha fazla anlamalarına yardımcı olur.

• Bir yıldızın kütlesi, ne kadar yaşayacağı da dahil olmak üzere diğer birçok özellik için önemli bir yordayıcıdır.
• Gökbilimciler, yıldızlara doğrudan dokunamadıkları için kitleleri belirlemek için dolaylı yöntemler kullanırlar.
• Tipik olarak, daha büyük kütleli yıldızlar, daha az kütleli olanlardan daha kısa ömürler yaşarlar. Çünkü nükleer yakıtlarını çok daha hızlı tüketiyorlar.
• Güneşimiz gibi yıldızlar orta-kütlelidir ve on milyonlarca yıl sonra kendilerini havaya uçuracak olan dev yıldızlardan çok farklı bir şekilde sona erecektir.