Tähdet: Väri, koostumus ja massa

Me Maassa näemme tähdet peittämässä yötaivasta pieninä loistavina valopisteinä. Mutta oikeasti ne ovat äärimmäisen kuumia, suuria kaasupalloja, jotka tuottavat uskomattomia määriä energiaa. Tämä energia säteilee tähdistä niin kirkkaana valona, että näemme sen hyvin hyvin kaukaa. Katso ylös! Näet itse, että jotkut tähdet ovat paljon kirkkaampia kuin toiset.

Tarkoittaako tämä, että kirkkaammat tähdet säteilevät enemmän valoa? Hmm, katsotaampa... Katso lamppua huoneessasi ja katuvaloa katusi päässä. Katuvalo varmasti säteilee enemmän valoa, mutta silti pieni lamppu näyttää kirkkaammalta. Koska lamppu on lähempänä sinua.

Jos puhuisimme tähdistä sen sijaan, kutsuisimme sitä NÄENNÄISEKSI MAGNITUDIKSI, koska se kertoo, kuinka kirkkaana ne näkyvät meille Maahan. Aurinko, esimerkiksi, näyttää loistavan paljon kirkkaammin kuin Pohjantähti - Polaris. Auringon näennäinen magnitudi on isompi. Mutta Polaris säteilee yli kaksi tuhatta kertaa enemmän energiaa! Tähden säteilemän todellinen energiamäärä tunnetaan tähden LUMINOSITEETTINA.

Joten, se miten kirkkaalta tähti näyttää Maasta, sen näennäinen magnitudi, riippuu siitä paljonko energiaa se säteilee - sen luminositeetista - ja myös etäisyydestä Maahan. Luminositeetti liittyy myös lämpötilaan: kuumemmat tähdet säteilevät enemmän energiaa, joten ne ovat kirkkaampia. Mutta mistä tiedämme, kuinka kuuma tähti on? Jos sytytät tulitikun, liekki lähimpänä tulitikkua, missä lämpötila on korkein, on sininen mutta kauempana, kun se viilenee, se hohtaa oranssina tai punaisena. Sama pätee tähtiin - niiden säteilemä valo on eri värejä - sinisestä valkoiseen, keltaiseen, oranssiin ja punaiseen.

Väri, jonka näemme, riippuu pinnan lämpötilasta. Joskus näet eron vain katsomalla niitä! Kuitenkin tutkijat, kuten tähtitieteilijät, käyttävät erityisiä työkaluja analysoidakseen tähtien säteilemää valoa tarkemmin. Yksi tällainen laite, spektrografi, toimii hieman kuin prisma. Se halkaisee valon eri värien ja viivojen muotoon - spektriin.

Jokaisella alkuaineella on niiden ominainen spektri. Vertaamalla näitä ominaisia kuvioita tähden säteilemän valon spektrin kanssa, tutkijat voivat tunnistaa, mistä alkuaineista tähti muodostuu - sen KOOSTUMUKSEN. Ensimmäinen tieteilijä, joka ymmärsi Auringon ja muiden tähtien koostumuksen, oli Cecilia Payne. Kiitos tälle menetelmälle ja Cecilia Paynen löydöksille, tiedämme, että suurin osa tähdistä koostuu pääosin vedystä ja heliumista, ja pienestä osuudesta muita alkuaineita. Menetelmät kuten spektroskopia auttavat meitä selvittämään paljon tietoa tähdistä, mutta muiden tähtien kuin Auringon massa oli kauan mysteeri.

Mysteeri ratkesi, kun tähtitieteilijät huomasivat, että joskus kaksi tähteä kiertävät toisiaan, muodostaen KAKSOISTÄHTIJÄRJESTELMIÄ. Tutkimalla aikaa, joka tähdillä kestää yhden kierroksen tekemiseen, ja kiertoradan kokoa, tähtitieteilijät pystyivät vihdoin laskemaan näiden tähtien massan. He päättivät verrata niitä Aurinkoon ja tällä tavoin Auringon massasta tuli standardimittayksikkö muiden tähtien massan esittämiseen. Osa tähdistä voi olla vähemmän kuin 0,1 Auringon massaa kun taas suurin valtava tähti, jonka tiedämme universumissa, on yli 265 kertaa painavampi kuin Aurinko! Ensisilmäyksellä tähdet saattavat näyttää identtisiltä, mutta nyt tiedät, miten erilaisia ne voivat olla.

Ja kuka tietää, kuinka paljon enemmän on vielä löydettävänä...?