Diagrame HR

Realizate pentru prima dată de către astronomul danez Einar Hertzsprung și de astronomul american Henry Norris Russel, independent în 1911/1913, diagramele HR sunt grafice având drept coordonate strălucirea (luminozitatea) pe axa Y versus culoarea (magnitudinea) pe axa X.

Un grafic luminozitate-temperatură (unde temperatura crește spre stânga i.e. cu cât ne apropiem de axă) este un exemplu standard al unei diagrame HR.

Diagrama HR pentru cele mai apropiate stele de Pământ © University of Oregon

Banda diagonală poartă numele de secvența principală (SP) și conține 90% din stele. Fiecare stea intră în această secvență principală imediat după ce este creată, adică după ce își începe procesul de ardere al hidrogenului din nucleu, și evoluează pe aceasta de-a lungul existenței sale.

Cum citim o diagramă HR?

 

© University of Oregon

Cele mai masive stele din secvența principală sunt plasate în colțul din stânga, sus, iar stelele cu cea mai mică masă în colțul din dreapta, jos, după cum arată diagrama de mai sus.

© University of Oregon

În afara secvenței principale, stelele situate în partea stângă jos sunt mici și fierbinți – pitici albe, pe când stelele din partea dreaptă sus sunt mari și reci – gigante și supergigante roșii.

O diagramă HR este ca o hartă a evoluței unei stele. Aceasta își începe existența în secvența principală, pe care o părăsește atunci când evoluează sub forma unei gigante/supergigante roșii în momentul în care este pe punctul de a-și termina combustibilul, pentru ca apoi să ajungă la un sfârșit și să ia forma unei pitici albe (sau stele neutronice/găuri negre, totul depinzând de masa ei inițială).

 

Pollux – caracteristici

Pollux a fost odată o stea de tip A, aflată în secvența principală. Dar între timp, ea și-a epuizat hidrogenul din nucleu în urma reacțiilor de fuziune atomică și a devenit o stea gigantă, clasificată în categoria stelară “K0 III b“. Prin “KO“ înțelegem că steaua este mai rece decât Soarele, “III“  ne conduce spre luminozitate, indicând cantitatea de energie emisă în funcție de masa stelei, iar prin “b“, aflăm că Pollux are o luminozitate inferioară mediei stelelor din clasa sa. Printr-o comparație cu Soarele, Pollux are o masă de două ori mai mare, o rază de aproape nouă ori cât raza Soarelui, o luminozitate de 46 de ori mai puternică și este de 31 de ori mai strălucitoare decât acesta în lumina vizibilă.

Temperatura acestei stele este de aproximativ 4,666 K, ceea ce o determină să aibă o culoare portocalie, specifică tuturor stelelor de tip K. Informații despre câmpul magnetic al stelei au fost obținute prin analizarea de radiații X emise de aceasta. Măsurând aceste emisii de raze X, s-a determinat că Pollux are un câmp magnetic foarte slab, fiind printre cele mai slabe câmpuri magnetice ale unei stele detectate vreodată. În acest mod, s-a ajuns la concluzia că Pollux a fost în trecut o stea de tip A, având un câmp magnetic mult mai puternic.

În 2006, oamenii de știință au descoperit că Pollux este orbitată de o planetă  uriașă pe care au numit-o Pollux b. Aceasta are masa de  2.9 ori mai mare decât cea a lui Jupiter și o perioadă de revoluție de 590 de zile (1,6 ani).

Saturn – descoperind atmosfera unui gigant

Atmosfera lui Saturn formează suprafaţa vizibilă  a acestei planete – o pătură de nori galbeni-deschis, cu benzi de diferite nunţe pale, paralele cu ecuatorul planetei. Stratul de nori superior are o temperatură de -140⁰ C, iar pe măsură ce înălţimea scade, scade şi temperatura.

Se crede că Saturn are trei straturi de nori – cel superior, vizibil, format din cristale de gheaţă de amoniac, sub care se află un strat de hidrosulfură de amoniu şi un strat interior, format din particule de gheaţă de apă.

Atmosfera superioară absoarbe lumină ultraviolet de la Soare (1% din cea primită de Pământ). Astfel, temperatura creşte şi se formează un strat subţire de ceaţă asemănătoare smogului. Acesta este stratul care dă planetei un aspect difuz.

Saturn radiază de două ori mai multă energie decât primeşte de la Soare.Căldura suplimentară este generată de picăturile de heliu din stratul metalic al planetei, care transformă energia cinetică în energie termică. Aceasta este transportată prin atmosfera inferioară şi, împreună cu rotaţia planetei, produce vânturile de pe Saturn.

 

Structura lui Saturn

Cu o masă de 95 de ori mai mare decât a Pământului, Saturn este format mai ales din cele mai simple elemente, hidrogen şi heliu, aflate în stare gazoasă şi lichidă.

Stratul exterior al planetei este format din atmosferă gazoasă. În interior, presiunea şi temperatura cresc odată cu adâncimea, iar moleculele de hidrogen şi heliu sunt comprimate până când devin lichide. La adâncimi mari, atomii îşi pierd electronii şi se comportă ca un metal lichid. Curenţii electrici din această regiune generează un câmp magnetic cu intensitatea egală cu 71% din intensitatea câmpului magnetic al Pământului.

Cum este clima pe Jupiter ?

Din cauza încălzirii interne, Jupiter nu are anotimpuri, temperatura fiind constantă – aproape aceeaşi atât în regiunile polare, cât şi în cele ecuatoriale. Aerul cald care se ridică şi aerul rece care coboară în atmosferă produc vânturi care circulă în jurul planetei spre est şi spre vest, datorită rotaţiei  acesteia.
Viteza vânturilor se modifică în funcţie de latitudine, dar are cele mai mari valori în regiunea ecuatorială, peste 400 km/h.

Căldura solară şi infraroşie, vântul şi rotaţia planetei produc regiuni de turbulenţă, adică furtuni gigantice. Cele mai mici dintre acestea sunt comparabile cu cele mai mari uragane de pe Pământ. Durata lor variază de la câteva zile, la câţiva ani.

Cea mai vizibilă structură de pe Jupiter este Mare Pată Roşie, o furtună enormă, cu presiune ridicată, observată prima dată pe Pământ acum 340 de ani (foto – stânga jos).

Jupiter – Date generale

Distanţa medie faţă de Soare: 778, 3 milioane km
Temperatura la suprafaţa norilor: -110⁰ C
Diametru: 142 984 km
Volum (Pământ = 1): 1 321
Număr de sateliţi: 63
Perioadă de rotaţie: 9,93 ore
Perioadă de revoluţie  (lungimea unui an): 11,86 ani tereştri
Masă (Pământ = 1): 318
Gravitaţia la suprafaţa norilor:  2,53
Observare: este o planetă strălucitoare, uşor de observat. Chiar la cea mai slabă magnitudine a sa, Jupiter străluceşte mai puternic decât Sirius, cea mai strălucitoare stea. Se vede cel mai bine la opoziţie, o dată la 13 luni.

Jupiter: Structura

Deşi masa lui Jupiter este de 318 ori mai mare decât a Pământului, dimensiunea ei face ca densitatea planetei să fie foarte scăzută. Structura planetei seamănă mai mult cu a Soarelui, decât cu a oricărei alte planete din Sistemul Solar.

În partea exterioară, unde temperatura este de –110⁰ C, se află hidrogen şi heliu în formă gazoasă. Mai aproape de centru, presiunea, densitatea şi temperatura cresc, iar starea în care se află cele două gaze se modifică. La aproximativ 7 000 km, unde temperatura ≈ 2 000⁰ C, hidrogenul se află în stare lichidă. La 14 000 km, temperatura ajunge la 5 000⁰ C, hidrogenul devine compact şi se transformă în hidrogen metalic, comportându-se ca un metal topit. La 60 000 km se găseşte un nucleu solid, format din rocă, metal şi compuşi de hidrogen.

Nucleul este mic faţă de dimensiunea uriaşă a lui Jupiter, dar are o masă de aproximativ 10 ori mai mare decât a Pământului.