If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Защо цефеидите пулсират

Защо цефеидите пулсират. Създадено от Сал Кан.

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.

Видео транскрипция

В последното видео научихме за съществуването на класа звезди цефеиди. Това са супер гиганти до 30 000 пъти по-ярки от Слънцето и с до 20 пъти по-голяма маса. Хубавото при тях е, на първо място, че са толкова големи и ярки, че се виждат на големи разстояния. Още по-хубавото е, че са променливи, пулсиращи. Понеже пулсациите им са свързани с реалната им яркост, човек, виждащ цефеида в далечна галактика, може да определи каква е реалната ѝ яркост, защото може да наблюдава периода ѝ на пулсация. Ако знае каква е реалната ѝ яркост, може спрямо видимата яркост да определи колко e 'побледняла'. Колкото по-бледа е спрямо истинското си състояние, толкова по-далеч се намира. Това е причината да са ценени. В това видео искам да обясня защо цефеидите са променливи, защо пулсират. За да направя това, ще осмислим какво представлява двойно и единично йонизиран хелий. За да припомним – хелий, неутралният хелий, нека го нарисувам, има два протона; два протона, два неутрона и два електрона... очевидно мащабът на рисунката не е точен. Това е неутрален хелий. Ако той е йонизиран единично, то единият от електроните му е изхвърлен. Това се случва в звезди или при много високи температури, тъй като по-лесно се йонизира. Единично йонизиран хелий изглежда така. Ядрото му е същото – два протона, два неутрона. Единият от електроните е избит, така че има само един. Сега общият му заряд е позитивен. Нека го направя в друг цвят. Този хелий вече има заряд. Можем да сложим един плюс тук, но ако нарисуваш само плюс, то това предполага единичен позитивен заряд. Хелият може и да се йонизира двойно, ако средата е достатъчно гореща. Може да е двойно йонизиран, което общо взето означава, че и двата електрона се премахват. Остава само хелиево ядро. Буквално едно подобно ядро. Това тук е двойно йонизиран хелий. Споменах, че за да стане това трябва гореща среда. Трябва да е дори по-гореща, за да може и двата да се избият, този електрон наистина не иска да излезе; извеждането на електрон от нещо вече положително е трудно. Трябват огромни напрежение и температура. Това е по-хладно. Всичко е относително, все пак говорим за вътрешността на звезда. Така че е горещо, на места – повече, на други – по-малко. Предполагам си представяш, че все си е една доста гореща среда по нашите всекидневни стандарти. Другата особеност на двойно йонизирания хелий e, че е по-непрозрачен. По-непрозрачен е, тоест не пропуска, не позволява на светлината да премине; всъщност я абсорбира. По-непрозрачен е, абсорбира светлина. Абсорбира светлина. Иначе казано, абсорбира светлинна енергия, която го прави още по-горещ. Ето нещо за премисляне. Единично йонизираният хелий е по-прозрачен. Това е по-прозрачно. По-прозрачно, тоест светлината преминава през него. Не се нагрява толкова много от фотоните, които минават покрай, през него, или както и да е. Позволява им да преминат; тук фотоните ще нагреят йона. Нека помислим как това води до пулсацията на цефеидите. Нека предположим, че разполагат с достатъчно голямо количество от тези йони. Да си представим бледа цефеида – нека нарисувам бледа цефеида, ще го направя в този не-ярък цвят... ...ето една бледа цефеида. Бледо състояние като това означава, че разполагаме с много двойно йонизиран хелий в звездата, поне във външната ѝ обвивка. Двойно йонизиран хелий. Това не позволява на светлината да премине. Това е бледата част от пулсацията на цефеидата. Понеже този двойно йонизиран хелий е непрозрачен, той абсорбира светлина. Нагорещява се. Понеже се нагорещява звездата се уголемява. Тоест нагорещяването води до енергизиране и звездата ще се уголеми. Тя реално ще се уголеми. Докато това се случва поради нагорещяването на двойно йонизирания хелий, колкото по-далеч се намира нещо от ядрото на звездата, толкова повече ще се охлажда. Това се разширява, защото се е нагорещило, но понеже се е разширило най-външните слоеве са охладнели. Тъй като са по-студени, хелият вече няма да е двойно йонизиран. Ще се отърве от няколко – ще вземе електрон – предполагам, може да се каже, че всеки хелиев атом ще вземе електрон от плазмата и ще стане единично йонизиран. Вече е единично йонизиран хелий. Сега звездата е по-прозрачна, позволява на повече светлина да премине през нея. Това е яркият период на пулсацията. Позволява на повече светлина да премине и става по-ярка. Звездата е ярка. Какво обаче става сега? Понеже светлината не се абсорбира или поне не толкова добре от хелия, както при двойно йонизирания хелий, по-голямата част от светлината или поне една по-голяма част преминава. Хелият не се нагорещява толкова. Няма кинетичната енергия да продължи да 'бута навън', да излиза навън, така че се прибира в звездата. Тоест това се охлажда и се прибира навътре. Какво следва след това прибиране? След него тези хелиеви атоми се приближават до центъра на звездата, до ядрото ѝ, и се нагорещяват отново, защото са близо до него. А когато се нагорещят, отново ще се превърнат в двойно йонизиран хелий. Пак стигнахме до него. Двойно йонизиран е и цикълът се завърта отново – вече е непрозрачен, абсорбира повече светлина, има повече кинетична енергия, разширява се, след това отново се охлажда и става прозрачна и ярка. Това е най-добрата сегашна теория за това защо цефеидите са променливи звезди. Обвързана е с редуването на двойно йонизиран хелий и единично йонизиран хелий във външните слоеве на самата звезда.