22.2: Makundi ya Nyota

Malengo ya kujifunza

Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

• Eleza jinsi makundi ya nyota yanatusaidia kuelewa hatua za mageuzi ya stellar
• Andika orodha ya aina tofauti za kundinyota za nyota na ueleze jinsi zinavyotofautiana katika idadi ya nyota, muundo, na umri
• Eleza kwa nini kemikali ya makundi ya globular ni tofauti na ile ya makundi ya wazi

Maelezo yaliyotangulia ya mageuzi ya stellar yanategemea mahesabu. Hata hivyo, hakuna nyota inakamilisha maisha yake makuu ya mlolongo au mageuzi yake kwa giant nyekundu haraka kutosha kwetu kuchunguza mabadiliko haya ya kimuundo yanapotokea. Kwa bahati nzuri, asili imetupa njia isiyo ya moja kwa moja ya kupima mahesabu yetu.

Badala ya kuchunguza mageuzi ya nyota moja, tunaweza kuangalia kundi au kundinyota ya nyota. Tunatafuta kundi la nyota ambalo liko karibu sana angani, lililofanyika pamoja kwa mvuto, mara nyingi zikizunguka kituo cha kawaida. Kisha ni busara kudhani kwamba nyota binafsi katika kundi zote sumu kwa karibu wakati mmoja, kutoka wingu moja, na kwa muundo huo. Tunatarajia kwamba nyota hizi zitatofautiana tu kwa wingi. Na raia wao huamua jinsi wanavyopitia haraka kila hatua ya maisha yao.

Kwa kuwa nyota zilizo na raia wa juu zinabadilika kwa haraka zaidi, tunaweza kupata makundi ambayo nyota kubwa tayari zimekamilisha awamu yao kuu ya mlolongo wa mageuzi na kuwa giants nyekundu, wakati nyota za molekuli ya chini katika nguzo hiyo bado ziko kwenye mlolongo mkuu, au hata kama nguzo ni ndogo sana-inayoendelea kabla ya kuu mlolongo mvuto contraction. Tunaweza kuona hatua nyingi za mageuzi ya stellar kati ya wanachama wa nguzo moja, na tunaweza kuona kama mifano yetu inaweza kueleza kwa nini michoro ya H - R ya makundi ya umri tofauti hutazama jinsi wanavyofanya.

Aina tatu za msingi za makundi wanaastronomia wamegundua ni makundi ya globular, makundi ya wazi, na vyama vya stellar. Mali yao ni muhtasari katika Jedwali\(\PageIndex{1}\). Kama tutakavyoona katika sehemu inayofuata ya sura hii, makundi ya globular yana nyota za zamani tu, ambapo makundi ya wazi na vyama vyenye nyota vijana.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Tabia za Makundi ya Nyota

Tabia	Makundi ya Globular	Fungua Makundi	Vyama
Idadi katika Galaxy	150	Maelfu	Maelfu
Eneo katika Galaxy	Halo na bulge ya kati	Disk (na silaha za ond)	Silaha za kiroho
Kipenyo (katika miaka ya mwanga)	50—450	<30	100—500
Misa M jua	10 ^4 —10 ^6	10 ^2 —10 ^3	10 ^2 —10 ^3
Idadi ya nyota	10 ^4 —10 ^6	50—1000	10 ^2-10 ^4
Rangi ya nyota angavu	Nyekundu	Nyekunde au bluu	Bluu
Mwangaza wa nguzo (L Sun)	10 ^4 —10 ^6	10 ^2 —10 ^6	10 ^4 —10 ^7
Miaka ya kawaida	Mabilioni ya miaka	Miaka mia kadhaa milioni, katika kesi ya makundi ya kawaida kubwa, zaidi ya miaka bilioni	Hadi miaka 10 hadi ^7

Makundi ya Globular

Makundi ya globular yalipewa jina hili kwa sababu ni karibu mifumo ya pande zote ya kawaida ya mamia ya maelfu ya nyota. Nguzo kubwa zaidi ya globular katika Galaxy yetu ni Omega Centauri, ambayo iko karibu miaka ya mwanga wa 16,000 na ina nyota milioni kadhaa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Kumbuka kuwa nyota zenye mkali zaidi katika nguzo hii, ambazo ni giant nyekundu ambazo tayari zimekamilisha awamu kuu ya mlolongo wa mageuzi yao, ni rangi nyekundu-machungwa. Nyota hizi zina joto la kawaida la uso karibu na 4000 K. Kama tutakavyoona, makundi ya globular ni miongoni mwa sehemu za kale kabisa za galaxi yetu ya Milky Way.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\) Omega Centauri. (a) Iko karibu miaka ya nuru 16,000 mbali, Omega Centauri ni nguzo kubwa zaidi ya globular katika Galaxy yetu. Ina nyota milioni kadhaa. (b) Picha hii, iliyochukuliwa na darubini ya Hubble Space, inakaribia karibu na kituo cha Omega Centauri. Picha ni karibu na miaka 6.3 ya mwanga. Nyota nyingi zaidi katika picha, ambazo ni rangi ya njano-nyeupe, ni nyota kuu za mlolongo zinazofanana na Jua letu. Nyota angavu zaidi ni magimba mekuNDU ambayo yameanza kutolea nje mafuta yao ya hidrojeni na yamepanuka hadi takriban mara 100 kipenyo cha Jua letu. Nyota za buluu zimeanza fusion ya heliamu.

Itakuwa nini kuishi ndani ya nguzo ya globular? Katika maeneo mengi ya kati, nyota zingekuwa karibu mara milioni karibu zaidi kuliko katika jirani yetu wenyewe. Ikiwa Dunia ilizunguka nyota moja ya ndani katika kikundi cha globular, nyota zilizo karibu zitakuwa miezi nyepesi, si miaka ya nuru, mbali. Bado zingeonekana kama nuru za nuru, lakini zingekuwa nyepesi kuliko nyota zozote tunazoziona katika anga letu wenyewe. Njia ya Milky pengine ingekuwa vigumu kuona kupitia haze angavu ya mwanga wa nyota zinazozalishwa na nguzo.

Karibu makundi 150 ya globular yanajulikana katika Galaxy yetu. Wengi wao wako katika halo ya mviringo (au wingu) inayozunguka diski ya gorofa inayotengenezwa na nyota nyingi za Galaxy yetu. Makundi yote ya globular ni mbali sana na Jua, na baadhi hupatikana katika umbali wa miaka ya mwanga 60,000 au zaidi kutoka kwenye diski kuu ya Milky Way. Vipenyo vya makundi ya nyota ya globular huanzia miaka 50 ya mwanga hadi zaidi ya miaka 450 ya mwanga.

Fungua Makundi

Makundi ya wazi yanapatikana kwenye diski ya Galaxy. Wana umri wa miaka mbalimbali, baadhi ya zamani, au hata wakubwa kuliko, Jua letu. Makundi madogo zaidi ya wazi bado yanahusishwa na suala la interstellar ambalo waliunda. Makundi ya wazi ni ndogo kuliko makundi ya globular, kwa kawaida kuwa na kipenyo cha chini ya miaka 30 ya mwanga, na kwa kawaida huwa na kadhaa kadhaa hadi mamia kadhaa ya nyota (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Nyota katika kundinyota wazi kwa kawaida zinaonekana zimetenganishwa vizuri, hata katika mikoa ya kati, inayoeleza kwa nini zinaitwa “wazi.” Galaxy yetu ina maelfu ya makundi ya wazi, lakini tunaweza kuona sehemu ndogo tu. Vumbi vya interstellar, ambavyo pia hujilimbikizia kwenye diski, hupunguza mwanga wa makundi ya mbali zaidi kiasi kwamba hayatambui.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\) Jewel Box (NGC 4755). Nguzo hii ya wazi ya nyota changa angavu iko karibu miaka ya nuru 6400 mbali na Jua. Kumbuka tofauti katika rangi kati ya supergiant njano mkali na moto bluu kuu mlolongo nyota. Jina linatokana na maelezo ya karne ya kumi na tisa ya John Herschel kama “casket ya mawe ya thamani ya rangi tofauti.”

Ingawa nyota za mtu binafsi katika nguzo zilizo wazi zinaweza kuishi kwa mabilioni ya miaka, kwa kawaida hubakia pamoja kama nguzo kwa miaka milioni chache tu, au zaidi, miaka milioni mia chache. Kuna sababu kadhaa za hili. Katika kundinyota ndogo zilizo wazi, kasi ya wastani ya nyota za mwanachama ndani ya nguzo inaweza kuwa kubwa kuliko kasi ya kutoroka kwa nguzo, ¹ na nyota zitaweza “kuenea” polepole kutoka kwenye nguzo. Kukutana karibu na nyota wanachama pia kuongeza kasi ya mmoja wa wanachama zaidi ya kasi ya kutoroka. Kila baada ya miaka milioni mia chache au hivyo, nguzo inaweza kuwa na mkutano wa karibu na wingu kubwa la Masi, na nguvu ya mvuto inayotumiwa na wingu inaweza kuvunja nguzo mbali.

Makundi kadhaa ya wazi yanaonekana kwa jicho lisilosaidiwa. Maarufu kati yao ni Pleiades (Kielelezo\(20.3.5\) katika Sehemu ya 20.3), ambayo inaonekana kama kundi ndogo la nyota sita (baadhi ya watu wanaweza kuona hata zaidi ya sita, na wakati mwingine Pleiades huitwa Sisters Saba). Kundi hili linapangwa kama kijiko kidogo cha kuzamisha na huonekana katika kundinyota ya Taurus, ng'ombe. Jozi nzuri ya binoculars inaonyesha nyota kadhaa katika nguzo, na darubini inaonyesha mamia. (Kampuni ya gari, Subaru, inachukua jina lake kutoka kwa neno la Kijapani kwa nguzo hii; unaweza kuona kundi la nyota kwenye alama ya Subaru.)

Hyades ni nguzo nyingine maarufu ya wazi katika Taurus. Kwa jicho la uchi, linaonekana kama kundi la V la nyota zenye kukata tamaa zinazoashiria uso wa ng'ombe. Darubini zinaonyesha kwamba Hyades kweli ina nyota zaidi ya 200.

Mashirika ya Stellar

Ushirikiano ni kundi la nyota changa sana, kwa kawaida zenye nyota za moto 5 hadi 50, zenye mwangaza O na B zilizotawanyika juu ya eneo la angani zenye kipenyo cha miaka ya nuru 100—500. Kwa mfano, nyota nyingi katika nyota ya Orion huunda moja ya vyama vya karibu vya stellar. Vyama pia vina mamia hadi maelfu ya nyota za chini, lakini hizi hazizidi sana na hazionekani. Uwepo wa nyota za moto, zenye kuangaza zinaonyesha kuwa malezi ya nyota katika chama imetokea katika miaka milioni iliyopita au hivyo. Kwa kuwa nyota O zinapitia maisha yao yote katika kipindi cha miaka milioni tu, hazingekuwa bado karibu isipokuwa uundaji wa nyota umefanyika hivi karibuni. Kwa hivyo haishangazi kwamba vyama vinapatikana katika mikoa yenye matajiri katika gesi na vumbi vinavyotakiwa kuunda nyota mpya. Ni kama jengo jipya ambalo linazungukwa na baadhi ya vifaa vya ujenzi vilivyotumiwa kuijenga na mazingira bado yanaonyesha ishara za ujenzi. Kwa upande mwingine, kwa sababu vyama, kama makundi ya kawaida ya wazi, hulala katika mikoa inayotumiwa na suala la vumbi la interstellar, wengi hufichwa kutoka kwa mtazamo wetu.

Dhana muhimu na Muhtasari

Makundi ya nyota yanatoa mojawapo ya vipimo bora vya mahesabu yetu ya kile kinachotokea wakati nyota za umri. Nyota katika nguzo iliyotolewa ziliundwa kwa wakati mmoja na zina muundo sawa, hivyo zinatofautiana hasa kwa wingi, na hivyo, katika hatua yao ya maisha. Kuna aina tatu za makundi ya nyota: globular, wazi, na vyama. Makundi ya globular yana kipenyo cha miaka ya nuru 50—450, yana mamia ya maelfu ya nyota, na husambazwa katika halo karibu na Galaxy. Makundi ya wazi huwa na mamia ya nyota, ziko katika ndege ya Galaxy, na zina kipenyo chini ya miaka 30 ya mwanga. Mashirika yanapatikana katika mikoa ya gesi na vumbi na yana nyota ndogo sana.

maelezo ya chini

¹ Escape kasi ni kasi inahitajika kushinda mvuto wa kitu fulani au kundi la vitu. Makombora tunayotuma kutoka duniani, kwa mfano, yanapaswa kusafiri kwa kasi zaidi kuliko kasi ya kutoroka ya sayari yetu ili kuweza kufikia ulimwengu mwingine.

faharasa

ushirika

kikundi kikubwa cha nyota vijana ambazo aina za spectral, mwendo, na nafasi mbinguni zinaonyesha asili ya kawaida

nguzo ya globular

mojawapo ya kundinyota kubwa za nyota 150 (kila mmoja ikiwa na mamia ya maelfu ya nyota) ambazo zinaunda halo ya mviringo karibu na kituo cha galaxi yetu

nguzo ya wazi

kikundi kikubwa cha nyota, kilicho na wachache kadhaa hadi wanachama elfu chache, ziko kwenye silaha za ond au diski ya Galaxy yetu; wakati mwingine hujulikana kama nguzo ya galactic