Sarkanie milži: definīcija, īpašības un mūsu Saules nākotne

Sarkanie milži: uzzini definīciju, īpašības un kā mūsu Saule pēc ~5 miljardiem gadu kļūs par sarkano milzi — piemēri, sekas un laika rāmji.

Sarkanā milze ir milzu zvaigzne, kas ir evolūcijas stadijā pēc galvenās secības (vai, ja zvaigzne ir ļoti masīva, tās attīstības posmā pirms supernovas). Parasti šādas zvaigznes sākotnējā masa var būt no aptuveni pusotras vai dažiem desmitiem daļām no Saules masas līdz apmēram 8 Saules masām (smagākas zvaigznes attīstās par sarkaniem supermilžiem). Sarkanos milžus raksturo liels izmērs, zema virsmas temperatūra un sarkanīgi—oranža krāsa, kas rodas no salīdzinoši zemām temperatūrām (parasti aptuveni 2 500–5 000 K). Daudzu sarkano milžu iekšienē varētu ievietot daudz desmitu vai simtus tādu Sauļu kā mūsu Saule; daži no tās var būt pat simtiem reižu spožāki nekā Saule. Kā piemēri minami Aldebarāns, Arktūrs un Mira; Betelgeize ir īpašs piemērs — tā ir ļoti masīva un to parasti sauc par sarkano supermilzi, kas differē no tipiska sarkanā milža ar savu masu un galīgo likteni.

Izcelsme un evolūcija

Zvaigzne kļūst par sarkano milzi, kad tās kodolā izsīkst ūdeņraža degšanas process galvenās secības režīmā un kodolā sākas degšana no cietošā slāņa vai ārējos slāņos. Zemākas un vidēji masīvas zvaigznes (aptuveni līdz 8 Saules masām) pēc galvenās secības pāriet submilža un tad sarkanā milža stadijā. Kodolā var sākties helija degšana (dažreiz ar tā dēvēto "helija sprādzienu" zemu masu zvaigznēm), bet ārējie slāņi izplešas un atdziest, kā rezultātā zvaigzne kļūst ļoti liela un sarkanīga. Vēlākās stadijās masīvākām zvaigznēm var notikt turpmāka kodolu sadalīšanās un tās var kļūt par sarkaniem supermilžiem.

Fizikālās īpašības

• Temperatūra: apmēram 2 500–5 000 K, tāpēc to spektrs ir sarkans vai oranžs;
• Spīdums: var būt no dažiem desmitiem līdz vairākiem tūkstošiem reižu spožāks nekā Saule;
• Izmērs: rādiuss var sasniegt desmitiem līdz vairākiem simtiem Saules rādiusu;
• Virsmas gravitācija: zema, kas veicina spēcīgu zvaigžņu vēju un materiāla izkliedēšanos;
• Spektri: dominē K un M spektrālās klases, bieži redzamas molekulāras joslas (piem., TiO);
• Konvekcija un "dredž‑apaļi" procesi: dziļas konvekcijas zonas var ceļot kodola procesos radītās smagākas ķīmiskās sastāvdaļas virszemē.

Mainība, masa zudumi un noslēguma stadijas

Daudzi sarkanie milži ir mainīgi — to spožums un spektrs mainās pulsāciju dēļ. Piemēram, Mira ir zināms pulsa tips, kur luminositāte mainās ar noteiktu periodu. Svarīga sarkano milžu iezīme ir spēcīga masa zuduma fāze: vēji un pulsācijas izkliedē materiālu apkārt zvaigznei, veidojot putekļu un gāzu apvalku. Vidēja masas zvaigznēm šis procesš beidzas ar planetāro miglāju izveidi un kodola pārvēršanos baltajā pundurī. Masīvākām zvaigznēm var sekot supernovas eksplozija.

Ķīmiskā nozīme

Sarkanie milži un īpaši to vēlīnās stadijas (piem., AGB zvaigznes) ir nozīmīgi smago elementu ražošanā. Procesi, kas pazīstami kā s‑process (lēnais neitronu pievienošanās), rada smagākus atomus, kuri vēlāk tiek izkliedēti telpā ar zvaigžņu vējiem — tā tiek bagātināta galaktikas ķīmiskā sastāva un nodrošināti materiāli nākamajām zvaigžņu un planētu paaudzēm.

Novērošana un HR diagramma

Sarkanās milžus novēro HR (Hērča‑Rasela) diagrammas augšējā labajā daļā — tie ir spilgti un auksti. To spektrālās līnijas un molekulāras joslas palīdz noteikt virsmas temperatūru, ķīmisko sastāvu un izmaiņas atmosfērā. Liela izmēra dēļ tie reizēm ir viegli redzami nakts debesīs ar neapbruņotu aci.

Mūsu Saules nākotne

Pašlaik mūsu Saule atrodas galvenās secības stadijā, taču zinātnieki paredz, ka pēc aptuveni pieciem miljardiem gadu tā izies no galvenās secības un kļūs par sarkano milzi. Saules ārējie slāņi izpleksies un spīdums un izmērs pieaugs — aplēses rāda, ka tās rādiuss var kļūt par desmitiem līdz pāris simtiem reižu lielāks nekā tagad, kas var radīt milzīgu palielinājumu diametrā. Tā paplašināšanās noteikti aprijīs Merkuru un Venēru, un Zemes liktenis ir sarežģītāks — daļu pētnieku modeļi liecina, ka Zeme var tikt ierauta zvaigznes ārējos slāņos, bet citi norāda, ka Saules masa zuduma rezultātā orbīta var attālināties pietiekami, lai Zeme nenonāktu tieši iekšienē. Tomēr apstākļi atmosfērai un dzīvībai uz Zemes noteikti kļūs nelabvēlīgi vēl daudz agrākā fāzē.

Noslēdzot, sarkanie milži ir svarīgs posms zvaigžņu dzīvē, kas ietekmē gan zvaigžņu evolūciju, gan galaktikas ķīmisko attīstību. Tie ir redzami piemēri kosmiskajam procesam, kurā vieglie elementi pārstrādājas par smagākiem un vēlāk atgriežas telpā, veicinot jaunu sistēmu rašanos.

Meklēt pēc burta