joi, 11 septembrie 2008

Referat Nove si supernove

Stelele variabile, novele şi supernovele, constituie un capitol important al astrofizicii. Observarea lor a pus în evidenţă corelaţii importante între anumiţi parametri caracteristici ai acestor obiecte cosmice şi structura internă a Galaxiei, fapt care a condus la obţinerea unor rezultate preţioase cu privire la studiul sistemelor stelare – roiuri şi galaxii. De asemenea, analiza şi interpretarea variaţiilor anumitor parametri fizici conduc la dezlegarea unora dintre cele mai captivante probleme ale astrofizicii contemporane. Prezentarea celor mai imporatnte probleme privind stelele variabile, novele şi supernovele, presupune cunoaşterea principalelor noţiuni de astrofizică şi astronomie stelară.

Strălucirea stelelor este parametrul cel mai accesibil observaţiilor noastre, iar modul spectacular în care aceasta poate să varieze a condus pe astronomi la introducerea noţiunii de stea variabilă.

Novele reprezintă o categorie de stele variabile care se caracterizează printr-o creştere bruscă a luminozităţii şi, prin urmare, o creştere considerabilă a strălucirii corespunzătoare. În astfel de cazuri, luminozitatea creşte cu un factor de ordinul de mărime al sutelor de mii faţă de luminozitatea avută mai înainte, care era puţin variabilă sau chiar constantă.

Observaţiile arată că în timpul apariţiei fenomenului de novă, strălucirea stelei respective creşte cu aproximativ 12 sau 13 magnitudini stelare. Această creştere se produce în mod brusc, circa 2 zile, rămâne aproape constantă în faza de maxim (câteva zile) pentru a reveni apoi la strălucirea avută înainte de erupţie. Descreşterea strălucirii se produce mult mai lent decât creşterea ei; revenirea de la maxim spre minim se realizează în decursul câtorva săptămâni, luni sau chiar ani.

Fără a se cunoaşte cauzele care stau la baza fenomenului de novă pe baza datelor observaţionale ale acestora, ele au fost asemănate cu nişte explozii.

Astăzi se ştie că nu este vorba de o explozie a întregii stele, ci de o erupţie care se produce în straturile ei superficiale. În decursul unei erupţii o novă eliberează o energie de aproximativ 10 la puterea 36 – 10 la puterea 37 J.

Înainte şi după erupţie, novele sunt stele subpitice fierbinţi (pitice ultraviolete) care, în general sunt membre ale unor stele duble strânse. La maximul de strălucire nova are magnitudinea absolută cuprinsă între –6 şi –9, iar în timpul descreşterii strălucirii, în curba de lumină se pot observa diferite oscilaţii.

În general, fiecare novă are caracteristicile sale proprii, care marchează individualitatea stelei respective, totuşi în linii mari novele au trăsături specifice întregului grup de astfel de obiecte.

În timpul declinului, atât curba de lumină, cât şi spectrul corespunzător prezintă o complexitate considerabilă. Datele fotometrice, prin modificările indicilor de culoare, iar datele spectroscopice prin modificarea vitezelor radiale scot în evidenţă faptul că în momentul erupţiei unei nove se produce e ejecţie de masă din straturile superficiale şi nicidecum o exapnsiune a întregii stele. Stratul de materie ejectată se extinde repede şi se manifestă ca o fotosferă întinsă.

Urmărirea observaţională a novelor, pe un interval mai mare de timp, pune în evidenţă faptul că unele dintre aceste erupţii se repetă, adică există nove cu repetiţie. De altfel, se pare că dacă s-ar urmări activitatea unor astfel de obiecte pe un timp mai îndelungat, la toate sau aproape toate, fenomenul de erupţie se repetă.

Scurt istoric privind observarea novelor

Stelele nove erau considerate ca stele noi care “apar” brusc pe bolta cerească acolo unde înainte nu se vedea nici-o stea cu ochiul liber. În acest sens pot fi amintite mai multe obiecte de acest tip care au fost observate de-a lungul secolelor.

La 4 iulie 1054 a fost observată cu ochiul liber apariţia unei nove, adică a fost înregistrată explozia unei stele care pe bolta cerească era situată în apropierea stelei Tauri. Strălucirea acesteia a devenit mai mare decât aceea a planetei Venus şi a fost chiar mai mare decât strălucirea tuturor stelelor vizibile luate la un loc. Ea a fost înregistrată în cronicile chineze şi japoneze şi a fost numită “Steaua musafir”. Apoi, pe măsură ce treceau lunile, această stea a devenit din ce în ce mai slabă până când n-a mai fost vizibilă cu ochiul liber. În locul în care a avut loc explozia respectivă, astăzi se găseşte Nebuloasa Crab. Acest obiect face parte din clasa supernovelor.

Este foarte probabil că începutul studiului novelor coincide cu data de 11 noiembrie 1572, când Tycho Brahe a observat explozia unei stele în Constelaţia Cassiopeea. Această supernovă, a cărei strălucire în timpul exploziei a fost asemănătoare cu aceea a planetei Venus, a putut fi văzută în timpul zilei. După aproape trei luni ea a ajuns la magnitudinea 1, pentru ca în martie 1574 să devină invizibilă pentru ochiul liber.

Fenomenul observat de Tycho Brahe a produs un efect extraordinar asupra modului de gândire al oamenilor constituind unul din cele mai puternice argumente prin care se combătea ideea imuabilităţii sferei cereşti.

În constelaţia Lebăda (Cygnus) a fost observată o stea de magnitudine 3 care a explodat în anul 1600. Această “novă” a devenit de magnitudinea 5 în anul 1715 şi a rămas astfel, fiind cunoscută sub denumirea P Cygni, care este reprezentanta unei categorii de stele variabile cu înveliş în expansiune.

O altă supernovă a fost observată de Kepler (Steaua lui Kepler). Ea a explodat în anul 1604 în Constelaţia Ophiuchus şi a avut la maxim o strălucire asemănătoare cu aceea a lui Jupiter, pentru ca mai târziu, să devină invizibilă.

La început novele şi supernovele formau o singură categorie de obiecte cunoscute sub numele de stele noi. Mai târziu, datorită diferenţei de luminozitate în timpul maximei de strălucire, astronomii le-au clasificat în două grupe distincte: nove şi supernove.

O novă de magnitudine 3 a fost descoperită în anul 1669 în Constelaţia Vulpecula. Aceasta a avut un maxim secundar în anul 1671, iar în 1672 a devenit invizibilă.

Pe la începutul anului 1848, observaţiile de nove erau efectuate izolat şi cu totul întâmplător ; abia după acest an se întreprinde un plan în vederea cercetării sistematice a unor astfel de obiecte.
În anul 1860 au fost observate novele V 841 Ophiuchi şi T Scorpii, iar în 1876 este descoperită nova T Coronae Borealis, primul obiect de acest fel observat vizual şi spectroscopic.

În 1876 este observată nova Q Cygni. În 1885 se observă prima supernovă extragalactică S Andromedae, iar în 1891 se efectuează primele observaţii fotografice ale novei T Aurigae. În prima jumătate a secolului al XX-lea au fost observate cinci stele ale căror străluciri au crescut până la magnitudinea 1 sau mai mult.

O stea novă poate fi notată prin cuvântul “novă”, urmat de numele la cazul genitiv al constelaţiei în care a avut loc apariţia respectivă, după care se scrie anul în care s-a efectuat observaţia.

Printre novele descoperite în secolul nostru, un loc deosebit îl ocupă Nova Aquilae 1918, a cărei strălucire a crescut cu 13 magnitudini.
Nova Herculis 1934 care aparţine unei stele duble strânse în care componentele respective se eclipsează reciproc cu o perioadă de 4h şi 39 minute.

CLASIFICAREA NOVELOR

După modul de variaţie a strălucirii se pot deosebi următoarele tipuri de nove:

Nove ordinare, a căror strălucire creşte cu 12-13 magnitudini într-un interval de timp cu câteva ore sau chiar zile. Caracteristicile acestei clase de nove sunt asemănătoare cu cele ale novei tipice Nova Aquilae 1918. Această stea era cunoscută ca o stea ordinară de clasă spectrală A până în anul 1918, când strălucirea ei a crescut cu aproximativ 13 magnitudini. De pe o serie de fotografii efectuate timp de aproape zece ani, s-a pus în evidenţă existenţa unui strat care se îndepărta în toate direcţiile în raport cu steaua centrală.

Din măsurătorile efectuate pe aceste plăci s-a dedus că stratul respectiv se deplasează cu o secundă de arc pe an, iar luminozitatea stelei în timpul erupţiei a crescut de la +5 la –8 magnitudini. După ce a atins strălucirea maximă, luminozitatea novei a scăzut brusc de-a lungul unei curbe aproape exponenţiale.

Din datele înregistrate se constată că strălucirea unei nove ordinare descreşte destul de rapid în primele zile care urmează după faza maximă, pe urmă declinul este mult mai lent, iar după câţiva ani nova revine la strălucirea avută înainte de erupţie. În primele opt zile după maxim strălucirea stelei Nova Aquilae 1918 scade cu 3 magnitudini.

Faptul că în timpul erupţiei unei nove se produce o ejecţie “radială” de materie gazoasă se deduce nu numai din masurătorile efectuate pe placa fotografică, ci şi din variaţiile observate în spectrul corespunzător. Astfel, de exemplu, la Nova Aquilae 1918 s-a observat un înveliş verzui care înconjura steaua. În anul 1940 învelişul respectiv avea o expansiune radiala de două secunde de arc pe an.
Nove rapide si nove lente. Deşi curbele de lumină ale novelor sunt foarte asemănătoare in privinţa caracteristicilor generale, totuşi aceste obiecte se pot impărţi in două categorii : nove rapide şi nove lente, după cum este mai scurt sau mai lung intervalul de timp în care o novă trece printre prin toate fazele, de la prenovă până la postnovă. Novele rapide îşi modifică strălucirea într-un interval de timp de câteva luni sau cel mult câţiva ani.

Creşterea spre maxim are loc în câteva ore sau zile. După maxim, strălucirea scade lin şi abia după câteva zile ajunge la 3 magnitudini sub maxim, iar pe urmă descreşterea strălucirii poate fi însoţită şi de anumite fluctuaţii. Exemple de astfel de stele sunt: Nova Aquilae 1918 şi Nova Herculis 1934.

Novele lente îşi pot desfăşura faza de creştere a strălucirii mult mai încet, această fază putând să dureze câteva luni. Întreg tabloul de variaţie a strălucirii poate dura ani sau chiar secole. În general aceste nove sunt cu circa 1 sau 2 magnitudini mai puţin strălucitoare la maxim decât novele rapide. Curbele de lumină ale novelor lente prezintă o scădere a strălucirii care poate fi însoţită de mai multe fluctuaţii cu amplitudini de ordinul a 1 sau 2 magnitudini. Printre aceste stele amintim Nova Aquilae 1936 şi Nova RS Ophiuchi ale căror curbe de lumină au o serie de neregularităţi.

Niciun comentariu: