Tähed, nagu inimesed, võivad olla vastsündinud, noored, vanad. Iga hetk ühed tähed surevad ja teised tekivad. Tavaliselt on noorimad neist sarnased Päikesega. Nad on kujunemisjärgus ja esindavad tegelikult prototähti. Astronoomid kutsuvad neid prototüübi järgi T-Tauruse tähtedeks. Oma omaduste järgi – näiteks heledus – on prototähed muutlikud, kuna nende olemasolu pole veel stabiilsesse faasi jõudnud. Paljude nende ümber on suur hulk ainet. T-tüüpi tähtedest lähtuvad võimsad tuulevoolud.
Protositähed: elutsükli algus
Kui aine langeb prototähe pinnale, põleb see kiiresti läbi ja muutub soojuseks. Selle tulemusena tõuseb prototähtede temperatuur pidev alt. Kui see tõuseb nii palju, et tähe keskel vallanduvad tuumareaktsioonid, omandab prototäht tavalise tähe staatuse. Tuumareaktsioonide algusega on tähel pidev energiaallikas, mis toetab tema elutegevust pikka aega. Kui pikk on tähe elutsükkel universumis, sõltub selle algsest suurusest. KuidArvatakse, et Päikese läbimõõduga tähtedel on piisav alt energiat, et mugav alt eksisteerida umbes 10 miljardiks aastaks. Vaatamata sellele juhtub ka seda, et veelgi massiivsemad tähed elavad vaid mõne miljoni aasta. See on tingitud asjaolust, et nad põletavad kütust palju kiiremini.
Tavalise suurusega tähed
Iga staar on hunnik kuuma gaasi. Nende sügavuses toimub tuumaenergia tootmise protsess pidev alt. Kuid mitte kõik tähed pole nagu Päike. Üks peamisi erinevusi on värvis. Tähed pole mitte ainult kollased, vaid ka sinakad, punakad.
Heledus ja heledus
Need erinevad ka selliste omaduste poolest nagu sära ja heledus. See, kui hele Maa pinn alt vaadeldav täht on, ei sõltu mitte ainult selle heledusest, vaid ka kaugusest meie planeedist. Arvestades kaugust Maast, võivad tähed olla täiesti erineva heledusega. See arv ulatub ühest kümnetuhandik Päikese särast heleduseni, mis on võrreldav enam kui miljoni Päikese säraga.
Enamik tähti on selle spektri alumises otsas, olles tuhmid. Päike on paljuski keskmine, tüüpiline täht. Kuid võrreldes teistega on sellel palju suurem heledus. Suurt hulka hämaraid tähti on võimalik jälgida isegi palja silmaga. Põhjus, miks tähed erinevad ereduse poolest, on nende massi tõttu. Värvi, läike ja heleduse muutumise ajas määrab kogusained.
Püüab selgitada tähtede elutsüklit
Inimesed on pikka aega püüdnud tähtede elukäiku jälgida, kuid teadlaste esimesed katsed olid üsna arad. Esimene edusamm oli Lane'i seaduse rakendamine Helmholtzi-Kelvini hüpoteesi gravitatsioonilise kokkutõmbumise kohta. See tõi astronoomiasse uue arusaama: teoreetiliselt peaks tähe temperatuur tõusma (selle väärtus on pöördvõrdeline tähe raadiusega), kuni tiheduse suurenemine aeglustab kokkutõmbumisprotsesse. Siis on energiatarbimine suurem kui tema sissetulek. Sel hetkel hakkab täht kiiresti jahtuma.
Hüpoteesid tähtede elust
Ühe algse hüpoteesi tähe elutsükli kohta pakkus välja astronoom Norman Lockyer. Ta uskus, et tähed tekivad meteoriidist. Samas põhinesid tema hüpoteesi sätted mitte ainult astronoomias kättesaadavatel teoreetilistel järeldustel, vaid ka tähtede spektraalanalüüsi andmetel. Lockyer oli veendunud, et taevakehade evolutsioonis osalevad keemilised elemendid koosnevad elementaarosakestest – "protoelementidest". Erinev alt tänapäevastest neutronitest, prootonitest ja elektronidest pole neil mitte üldine, vaid individuaalne iseloom. Näiteks Lockyeri järgi laguneb vesinik nn "protovesinikuks"; raud muutub "proto-rauaks". Ka teised astronoomid püüdsid tähe elutsüklit kirjeldada, näiteks James Hopwood, Yakov Zeldovich, Fred Hoyle.
Hiiglased ja kääbustähed
Suured tähed on kõige kuumemad ja säravamad. Välimuselt on need tavaliselt valged või sinakad. Kuigi need on oma mõõtmetelt hiiglaslikud, põleb nende sees olev kütus nii kiiresti läbi, et nad kaotavad selle vaid mõne miljoni aastaga.
Väikesed tähed, erinev alt hiiglaslikest, ei ole tavaliselt nii eredad. Neil on punane värv, nad elavad piisav alt kaua - miljardeid aastaid. Kuid taeva heledamate tähtede hulgas on ka punaseid ja oranže tähti. Näiteks on täht Aldebaran - nn "härjasilm", mis asub Sõnni tähtkujus; samuti täht Antares Skorpioni tähtkujus. Miks suudavad need lahedad tähed heleduses konkureerida kuumade tähtedega nagu Sirius?
See on tingitud asjaolust, et kord laienesid nad väga palju ja nende läbimõõt hakkas ületama tohutuid punaseid tähti (supergiandid). Tohutu pindala võimaldab neil tähtedel kiirata suurusjärgu võrra rohkem energiat kui Päike. Ja seda hoolimata asjaolust, et nende temperatuur on palju madalam. Näiteks Orioni tähtkujus asuva Betelgeuse läbimõõt on mitusada korda suurem kui Päikese läbimõõt. Ja tavaliste punaste tähtede läbimõõt pole tavaliselt kümnendikkugi Päikese suurusest. Selliseid tähti nimetatakse kääbusteks. Iga taevakeha võib läbida seda tüüpi tähtede elutsükli – sama täht võib oma elu erinevates osades olla nii punane hiiglane kui ka kääbus.
Reeglina meeldib valgustitele Päikesäilitavad nende olemasolu tänu sees olevale vesinikule. See muutub tähe tuuma tuumas heeliumiks. Päikesel on tohutul hulgal kütust, kuid isegi see pole lõpmatu – viimase viie miljardi aasta jooksul on pool varust ära kasutatud.
Tähekeste eluiga. Tähtede elutsükkel
Pärast vesinikuvarude lõppemist tähe sees toimuvad tõsised muutused. Ülejäänud vesinik hakkab põlema mitte selle südamiku sees, vaid pinnal. Sel juhul lüheneb tähe eluiga järjest rohkem. Tähtede tsükkel, vähem alt enamik neist, selles segmendis läheb üle punase hiiglase staadiumisse. Tähe suurus muutub suuremaks ja selle temperatuur, vastupidi, langeb. Nii ilmub enamik punaseid hiiglasi, aga ka superhiiglasi. See protsess on osa tähtedega toimuvate muutuste üldisest jadast, mida teadlased nimetasid tähtede evolutsiooniks. Tähe elutsükkel hõlmab kõiki selle etappe: lõpuks vananevad ja surevad kõik tähed ning nende eksisteerimise kestuse määrab otseselt kütuse hulk. Suured tähed lõpetavad oma elu tohutu suurejoonelise plahvatusega. Tagasihoidlikumad, vastupidi, surevad, vähenedes järk-järgult valgete kääbuste suuruseks. Siis nad lihts alt kaovad.
Kui kaua elab keskmine staar? Tähe elutsükkel võib kesta vähem kui 1,5 miljonist aastast 1 miljardi aastani või kauemgi. Kõik see, nagu öeldud, sõltub selle koostisest ja suurusest. Tähed nagu Päike elavad 10–16 miljardit aastat. Väga eredad tähednagu Sirius, elavad suhteliselt lühikest aega – vaid paarsada miljonit aastat. Tähe elutsükli diagramm sisaldab järgmisi etappe. See on molekulaarpilv – pilve gravitatsiooniline kokkuvarisemine – supernoova sünd – prototähe evolutsioon – prototähe faasi lõpp. Siis järgnevad etapid: noore tähe staadium - elu keskpaik - küpsus - punase hiiglase staadium - planetaarne udukogu - valge kääbuse staadium. Kaks viimast faasi on iseloomulikud väikestele tähtedele.
Planeetide udukogude olemus
Niisiis, vaatasime lühid alt üle tähe elutsükli. Aga mis on planetaarne udukogu? Tähed eraldavad mõnikord oma välimisi kihte, kui nad muutuvad suurest punasest hiiglasest valgeks kääbuseks, jättes tähe tuuma paljaks. Gaasiümbris hakkab tähe poolt väljastatava energia mõjul helendama. See etapp sai oma nime tänu sellele, et selles kestas olevad helendavad gaasimullid näevad sageli välja nagu kettad planeetide ümber. Kuid tegelikult pole neil planeetidega mingit pistmist. Lastele mõeldud tähtede elutsükkel ei pruugi hõlmata kõiki teaduslikke üksikasju. Kirjeldada saab vaid taevakehade evolutsiooni peamisi faase.
Täheparved
Astronoomidele meeldib uurida täheparvesid. On olemas hüpotees, et kõik valgustid sünnivad täpselt rühmadena, mitte ükshaaval. Kuna samasse parve kuuluvatel tähtedel on sarnased omadused, on nendevahelised erinevused tõesed, mitte aga Maa kaugusest tulenevad. Millised muutusedei langenud nende staaride osakaalu, nad võtavad oma algust samal ajal ja võrdsetel tingimustel. Eriti palju teadmisi saab nende omaduste sõltuvust massist uurides. Lõppude lõpuks on tähtede vanus parvedes ja nende kaugus Maast ligikaudu võrdsed, seega erinevad need ainult selle näitaja poolest. Klastrid pakuvad huvi mitte ainult professionaalsetele astronoomidele – iga amatöör teeb hea meelega ilusat fotot, imetleb nende erakordselt kaunist vaadet planetaariumis.
