Populacje gwiazd
Droga Mleczna składa się z wielu pokoleń gwiazd (tzw. populacje), które formowały się od jej początków, aż do obecnej chwili. Każde pokolenie gwiazd kończąc swój żywot, wzbogaca przestrzeń w tzw. metale. Jak wiadomo, metalami w astronomii określamy pierwiastki o liczbie atomowej większej od 2 (czyli cięższe od helu. Nawet jeśli mowa o tlenie lub węglu, które z punktu widzenia chemika są typowymi niemetalami, to astronom określi te pierwiastki jako metale).
Tak więc każda kolejna generacja gwiazd jest bogatsza w metale od poprzedniej. Najstarsze gwiazdy są ubogie metale. Najmłodsze- najobfitsze. Tezę tą potwierdza również analiza widm spektroskopowych poszczególnych gwiazd (w widmie widać ewentualną zawartość metali).
PODZIAŁ NA POPULACJE
Gwiazdy I populacji. Są to gwiazdy młode, o znacznym udziale pierwiastków metalicznych (2- 4%). Znajdują się one w płaszczyźnie dysku galaktycznego. Gwiazdy I populacji formują ramiona spiralne Galaktyki, a także tworzą gromady otwarte oraz asocjacje gwiazd.
Do gwiazd I populacji należy również nasza Dzienna Gwiazda.
Gwiazdy II populacji. Są to stare gwiazdy, powstałe w czasie, gdy stężenie atomów metali w obłokach molekularnych było bardzo niskie. Tak więc udział atomów o liczbach atomowych większych od 2 nie przekracza u tej grupy gwiazd jednego procenta. Gwiazdy II populacji są zlokalizowane w jądrze Galaktyki oraz tworzą wokół niej rozległe halo. Wchodzą również w skład starych gromad kulistych.
Między obiema populacjami gwiazd nie ma wyraźnej granicy. Niekiedy, w celu uściślenia stosowanych pojęć stosuje się dokładniejszy podział:
I populacja: młoda, średnia i stara.
II populacja: pośrednia oraz skrajna.
III POPULACJA GWIAZD
Naukowcy zastanawiają się, jak mogłyby wyglądać prastare gwiazdy, utworzone jeszcze przed uformowaniem się galaktyk. Literatura podaje, że prawdopodobnie musiały one mieć w swoim składzie wyłącznie wodór i hel, ewentualnie śladowe ilości litu (pierwiastka o Z=3). Dlaczego jak dotąd nie zaobserwowano jeszcze żadnej gwiazdy III populacji? Hipoteza sugeruje, że były one bardzo masywne i szybko zakończyły swój żywot jako supernowe. Dlatego nie dotrwały do czasów obecnych.
Najstarsze gwiazdy prawdopodobnie miały znaczący wpływ na proces jonizacji ośrodka międzygalaktycznego.
NAJSTARSZE ZNANE
Najstarszą znaną gwiazdą (2014) jest obiekt o numerach katalogowych SMSS 0313-6708. Znajduje się w konstelacji Węża Wodnego i jest oddalona od Ziemi o ogromną odległość ok. 6.000 l.ś. Temperatura jej powierzchni to nieco ponad 5100 K. Gwiazda ta zaliczana jest do bardzo wczesnej II populacji. Uczeni podejrzewają, że powstała bezpośrednio po eksplozji gwiazd populacji III. Analiza widma spektralnego SMSS 0313-6708 wykazuje bardzo niską (ale nie zerową) zawartość metali. Jasność wizualna tej gwiazdy to zaledwie 14,7 mag.
ZMIENNE TYPU RR LYRAE
Gwiazdy zmienne typu RR Lyrae to bardzo stare gwiazdy II populacji. Ich wiek przekracza wartość dziesięciu miliardów lat. Są one obecne w starych gromadach kulistych zlokalizowanych w halo Drogi Mlecznej. Ich cechą szczególną są wahania jasności z okresem ok. jednej doby. Dzięki tym własnością, zmienne RR Lyr stały się przydatne do bardzo dokładnych pomiarów odległości (tzw. świece standardowe).
Gwiazdy zlokalizowane w środku Galaktyki posiadają zbliżone, parametry orbit, które są dość regularne. Wyjątek stanowią gwiazdy typu RR Lyrae. Ich ruchy są mniej uporządkowane, znacznie bardziej chaotyczne od reszty gwiazd. Może ot świadczyć o ich powstaniu z dala od centrum Drogi Mlecznej. Tym wyróżniają się od reszty gwiazd z centrum.
MASY POWSTAJĄCYCH GWIAZD
Kiedy u początków istnienia Drogi Mlecznej stężenie metali było bliskie zeru, formujące się pierwsze gwiazdy miały względnie wysokie masy wyjściowe, Stopniowy wzrost udziału metali w materii umożliwił powstawanie gwiazd o mniejszych masach. Stąd II populacja zawiera wyższy odsetek gwiazd mniej masywnych. A jeszcze wyższy populacja I (najmłodsza).
Hipotetyczne gwiazdy III populacji, jako najbardziej masywne najszybciej ulegały ewolucji. Ich czas życia był bardzo krótki (jak na skalę kosmiczną) i oscylował wokół wartości 1 miliona lat.
Źródło:
- R. Kosarzycki, strona internetowa „Puls Kosmosu”, artykuł pt.: „Kosmiczne latarnie odkrywają przed nami centrum Drogi Mlecznej”, kwiecień 2016.
- Raiter: „Gorące gwiazdy we wczesnym Wszechświecie” Urania 3/2011
302 views
