חלק זה של אזור יצירת הכוכבים הצעיר NGC 2014 מציג כוכבים רבים כחולים יותר, מסיביים יותר ובעלי חיים קצרים בהרבה מהשמש שלנו. עם זאת, הכוכבים הקלושים יותר, האדומים יותר והפחות זוהרים הם רבים יותר, מה שגורם לנו לתהות מה באמת "אופייני" לכוכב.
מאז ומתמיד, תהינו, "האם השמש היא רק כוכב טיפוסי?"
מההתחלה המוקדמת ביותר שלהם ועד להיקף הסופי שלהם לפני שהם נמוגים, כוכבים דמויי שמש יגדלו מגודלם הנוכחי לגודל של ענק אדום (בערך בקוטר של מסלול כדור הארץ) ועד לקוטר של בערך 5 שנות אור, בדרך כלל. הערפיליות הפלנטריות הגדולות ביותר הידועות יכולות להגיע לגודל כפול בקירוב, עד לקוטר של 10 שנות אור, אבל כל זה לא אומר בהכרח שהשמש היא כוכב ממוצע טיפוסי.
במאה ה-16, כריסטיאן הויגנס העריך את המרחק לסיריוס, בהנחה שמדובר בכוכב מרוחק דמוי שמש.
סיריוס A ו-B, כוכב כחול ובהיר יותר מהשמש שלנו וכוכב ננס לבן, בהתאמה, כפי שצולמו על ידי טלסקופ החלל האבל. סיריוס A הוא הכוכב הבהיר ביותר בשמיים, אך ההערכות המוקדמות של המרחק שלו היו נמוכות, מכיוון שהן לא לקחו בחשבון את העובדה שסיריוס בהיר בערך פי 20 מהשמש שלנו.
התוצאה שלו, 0.4 שנות אור, לא הסבירה הבדלי כוכבים מהותיים.
מערכת הסיווג הספקטרלית (המודרנית) של מורגן-קינן, כשמעליה מוצג טווח הטמפרטורות של כל סוגי הכוכבים, בקלווין. הרוב המכריע (80%) של הכוכבים כיום הם כוכבים מסוג M, כאשר רק 1 ל-800 הוא כוכב מסוג O או מסוג B המסיביים מספיק לסופרנובה של פיצוץ קריסת ליבה. השמש שלנו היא כוכב מסוג G, חסרת חשיבות אך בהירה יותר מכל הכוכבים מלבד 5% מהכוכבים. רק כמחצית מכל הכוכבים קיימים בבידוד; החצי השני קשור במערכות מרובות כוכבים.
כוכבים מגיעים עם מגוון תכונות: מסה, צבע, טמפרטורה, יינון, מתכתיות, גיל וכו'.
חלק זה של צילום האבל של Arp 143 מציג את הכוכבים החדשים (בכחול) שנוצרו כתוצאה מהפשטת גז (gas stripping), חימום וזעזוע בחלל שבין שני חברי הגלקסיה העיקריים. כוכבים נוצרו ברחבי היקום במהלך 13.6 מיליארד השנים האחרונות בערך, אבל אלה ששרדו היום לא נוצרו באופן זהה או באותם תנאים לאורך כל ההיסטוריה הקוסמית.
למרות שהשמש אינה חריגה קוסמית ייחודית, היא גם לא בדיוק טיפוסית.
במהלך 50 ימים, עם סך של יותר מ-2 מיליון שניות של זמן צפייה כולל (שווה ערך ל-23 ימים שלמים), נבנה השדה העמוק האקסטרים של האבל (XDF) מחלק מהתמונה הקודמת של השדה האולטרה-עמוק של האבל. שילוב של אור מאולטרה סגול דרך אור נראה ועד לגבול האינפרא אדום של האבל, ה-XDF ייצג את המבט העמוק ביותר של האנושות על הקוסמוס: שיא שנשמר עד שנשבר על ידי טלסקופ החלל ג'יימס וב (JWST). בתיבה האדומה, שבה לא נראות גלקסיות על ידי האבל, סקר ה-JADES של ג'יימס וב חשף את הגלקסיה הרחוקה ביותר עד כה JADES-GS-z13-0. באקסטרפולציה של מעבר למה שאנו רואים למה שאנו יודעים ומצפים שחייב להתקיים, אנו מסיקים שיש בסך הכל כ-2 סקסטיליון כוכבים בתוך היקום הנצפה.
עם בערך שני סקסטיליון (~2 × 10 בחזקת 21) כוכבים בתוך היקום הנצפה, איך אנחנו משווים?
קצב היווצרות הכוכבים ביקום כפונקציה של הסחה לאדום, שהיא עצמה פונקציה של הזמן הקוסמי (cosmic time). הקצב הכולל, (משמאל) נגזר מתצפיות אולטרה סגול ואינפרא אדום כאחד, והוא עקבי להפליא לאורך זמן ומרחב. שימו לב שהיווצרות כוכבים, כיום, היא רק אחוזים בודדים ממה שהייתה בשיאה, ושהרוב המכריע של הכוכבים נוצרו ב-4-5 מיליארד השנים הראשונות של ההיסטוריה הקוסמית שלנו. רק כ-15% מכל הכוכבים, לכל היותר, נוצרו במהלך 4.6 מיליארד השנים האחרונות.
רוב הכוכבים הקיימים היום נוצרו לפני זמן רב: ~11 מיליארד שנים בעבר.
הצצה זו אל הכוכבים המצויים באזור הצפוף ביותר של ערפילית אוריון, בסמוך ללב צביר הטרפז (Trapezium Cluster), מראה הצצה מודרנית לתוך אזור יצירת כוכבים של שביל החלב. עם זאת, תכונות היווצרות כוכבים משתנות לאורך זמן קוסמי, מגלקסיה לגלקסיה, ברדיוסים שונים מהמרכז הגלקסי וכו'. יש להתחשב בכל התכונות הללו ועוד כדי להשוות את השמש עם כלל אוכלוסיית הכוכבים ביקום.
השמש שלנו, שנולדה לפני 4.6 מיליארד שנים, קטנה מ-85% מכלל הכוכבים.
מספר הגלקסיות הדומות לשביל החלב של ימינו הן רבות לאורך הזמן הקוסמי, לאחר שגדלה במסה ובעלת מבנה מפותח יותר כיום. גלקסיות צעירות יותר הן מטבען קטנות יותר, כחולות יותר, כאוטיות יותר, עשירות יותר בגז, ובעלות צפיפות נמוכה יותר של יסודות כבדים מאשר מקבילותיהן המודרניות, וההיסטוריה של היווצרות הכוכבים שלהן מתפתחת עם הזמן. רוב הכוכבים ביקום נוצרו באופן לא פרופורציונלי לפני זמן רב, ויחסית לא לאחרונה.
רוב הכוכבים הם ננסים אדומים: קרירים, בעלי מסה נמוכה ואורך חיים מאד ארוך.
תמונה זו מציגה את מערכת הכוכבים הקרובה ביותר לכדור הארץ: מערכת אלפא קנטאורי. הכוכב הבהיר לכיוון שמאל של התמונה הוא גם אלפא קנטאורי A וגם אלפא קנטאורי B, שלא ניתן להפריד אותם לשני כוכבים ברוב הטלסקופים המודרניים, בעוד פרוקסימה קנטאורי חיוור מאד, ומוקף באדום. זוהי כיום מערכת הכוכבים הקרובה ביותר לכדור הארץ; פרוקסימה קנטאורי הוא ננס אדום, כמו ~75-80% מכל הכוכבים, אבל הוא שונה מאוד מכוכב פחות נפוץ כמו השמש או אלפא קנטאורי A.
השמש שלנו, כוכב מסוג G, מסיבית יותר מ-95% מהכוכבים.
נוף האבל זה של צביר כדורי טרזן 5 (Terzan 5), במרחק של רק 22,000 שנות אור בשביל החלב שלנו, חושף את ליבתו הבוהקת וכוכבים במגוון רחב של צבעים ומסות. הכוכבים בתוך טרזן 5, כמו בתוך צבירים כדוריים רבים (אך לא בכולם), מצביעים על שתי אוכלוסיות עצמאיות של כוכבים בתוכם, האחת נוצרה כמה מיליארדי שנים מוקדם מהשנייה. אולי סוף סוף תהיה לנו דרך להסביר את התכונות הללו הודות לגלקסיית ספרקלר (Sparkler galaxy) שנראתה על ידי ג'יימס וב.
רוב הכוכבים פחותים משלנו במתכתיות: קמצוץ של היסודות הכבדים קיימים.
מפה מקודדת צבע זו מציגה את שפע היסודות הכבדים של יותר מ-6 מיליון כוכבים בתוך שביל החלב. כוכבים באדום, כתום וצהוב כולם עשירים מספיק ביסודות כבדים כדי שיהיו להם כוכבי לכת; לכוכבים ירוקים וסיאן יהיו רק לעתים רחוקות כוכבי לכת, ולכוכבים המקודדים בכחול או בסגול לא יהיו כוכבי לכת בכלל סביבם. שימו לב שלמישור המרכזי של הדיסק הגלקטי, המשתרע כל הדרך לתוך הליבה הגלקטית, יש פוטנציאל לכוכבי לכת סלעיים שעשויים לאפשר חיים.
לשמש שלנו יש עושר גדול יותר מ-93% מכל הכוכבים.
תרשימים אלה מציגים את צפיפות קצב היווצרות הכוכבים המשוערת כפונקציה של ההסחה לאדום והמתכתיות של הכוכבים שנוצרים. למרות שקיימות אי ודאויות משמעותיות, ניתן להסיק בבטחה שבין כ-3% ל-20% בלבד מכל הכוכבים יש תכולת יסודות כבדים שגדולה או שווה לזו של השמש שלנו, כאשר רוב ההערכות נופלות בין 4 ל-10% בלבד.
רק מחצית מכל הכוכבים הם "בודדים" כמו השמש שלנו; החצי השני קיים בתוך מערכות מרובות כוכבים.
למרות שכוכבי לכת במערכות משולשות נמצאו בעבר לפני השנים האחרונות, רובם מסתובבים קרוב לכוכב בודד או במסלולי ביניים סביב בינארי מרכזי, כשהכוכב השלישי רחוק הרבה יותר. GW Orionis היא המערכת המועמדת הראשונה שיש לה כוכב לכת המקיף את כל שלושת הכוכבים בבת אחת. כ-35% מכלל הכוכבים נמצאים במערכות בינאריות ועוד 10% נמצאים במערכות משולשות; רק כמחצית מהכוכבים הם יחידים כמו השמש שלנו.
גם אנחנו בדרך כלל לא זוהרים.
כאשר אזור יצירת כוכבים הופך כל כך גדול עד שהוא משתרע על פני גלקסיה שלמה, הגלקסיה הזו הופכת לגלקסית כוכבים מתפרצים (starburst galaxy). כאן מוצגת ה-Henize 2-10 כשהיא מתפתחת לקראת המצב הזה, עם כוכבים צעירים במקומות רבים וחממות כוכבים (stellar nurseries) פעילות במקומות רבים ברחבי הגלקסיה. אם היינו סופרים את מספר הכוכבים בתוך הגלקסיה ומכפילים את המספר הזה ביחס האור למסה של השמש, היינו ממעיטים בערך הפלאקס (Flux) הכולל ביחס של 3 ל-1.
יחס עוצמת הארה-מסה הכולל של כוכבים הוא פי שלושה משלנו.
ננסים חומים, בין כ-0.013-0.080 מסות שמש, יתיכו דאוטריום+דאוטריום להליום-3 או טריטיום, יישארו באותו גודל משוער כמו צדק אך ישיגו מסות גדולות בהרבה. הננסים האדומים גדולים רק מעט יותר, אך אפילו הכוכב דמוי השמש המוצג כאן אינו מוצג כאן בקנה מידה; קוטרו יהיה בערך פי 7 מקוטר של כוכב בעל מסה נמוכה. כוכבים יכולים להיות עד פי 2000 מקוטר השמש שלנו בתוך היקום הזה.
נורמלי, ככל הנראה, מקיף טווח עצום.
כוכב וולף-ראייה זה ידוע בשם WR 31a, ממוקם במרחק של כ-30,000 שנות אור בקבוצת הכוכבים שדרית. הערפילית החיצונית פולטת מימן והליום, בעוד הכוכב המרכזי בוער במעל 100,000 K. בעתיד הקרוב יחסית, כוכב זה יתפוצץ בסופרנובה, ויעשיר את המדיום הבין-כוכבי שמסביב ביסודות חדשים וכבדים. למרות שכוכבים כאלה הם מועטים במספרם, הם חשובים להפליא, וכאשר הם מתים בסופרנובות מקריסת הליבה, הם ייצרו זרם אדיר של ניטרינו.
מקור:
コメント