Stjärnor: Färg, sammansättning och massa

Vi på jorden upplever stjärnorna som täcker natthimlen som små lysande punkter av ljus. Men faktum är att de är enorma klot av extremt heta gaser, som producerar otroliga mängder energi. Den här energin strålar ut från stjärnorna som ljus så starkt att vi kan se det på väldigt, väldigt långt håll. Titta upp! Du kan själv se att vissa stjärnor lyser mycket starkare än andra.

Betyder det att de starkare stjärnorna strålar ut mer ljus? Hm, få se nu ... Titta på en glödlampa i ditt rum och en gatlykta vid slutet av gatan. Gatlyktan utstrålar säkert mer ljus men ändå verkar den lilla glödlampan starkare. Det är för att glödlampan är mycket närmre dig.

Om vi pratade om stjärnor istället, skulle vi kalla det SKENBAR MAGNITUD eftersom det beskriver hur starkt lysande de verkar för oss på jorden. Solen, till exempel, verkar lysa mycket starkare än Polstjärnan – Polaris. Solens skenbara magnitud är större. Men Polaris utstrålar mer än två tusen gånger mer energi än solen! Mängden energi som en stjärna faktiskt utstrålar är stjärnans LUMINOSITET.

Så, hur ljus en stjärna ser ut från jorden – dess skenbara magnitud – beror dels på hur mycket energi den utstrålar – dess luminositet – och dels på dess avstånd från jorden. Luminositet är också relaterad till temperatur – varmare stjärnor utstrålar mer energi så de är ljusare. Men hur vet vi hur varm en stjärna är? Om du tänder en tändsticka blir flamman, närmast tändstickan där temperaturen är högst, blå men längre bort, när den svalnar, kommer den att lysa orange eller röd. Detsamma gäller för stjärnor – ljuset de utstrålar är olika färger – från blått och vitt, till gult, orange och rött.

Färgen vi ser är beroende av deras yttemperatur. Ibland kan du upptäcka skillnaderna bara genom att titta på dem! Men vetenskapsmän som astronomer använder specialinstrument för att analysera ljuset som stjärnorna utstrålar mer noggrant. Ett sådant instrument, en spektrograf, fungerar lite som en prisma. Den delar ljuset i ett mönster av olika färger och linjer – ett spektrum.

Alla ämnen har också sitt eget karaktäristiska spektrum. Genom att jämföra de här karaktäristiska mönstren med ljusspektrumet stjärnan utstrålar, kan forskare identifiera vilka grundämnen stjärnan är gjord av – dess SAMMANSÄTTNING. Den första vetenskapsman som förstod sammansättningen av solen och andra stjärnor var Cecilia Payne. Tack vare denna metod och Cecilia Paynes slutsatser vet vi att majoriteten av stjärnorna består mestadels av väte och helium, och en bråkdel av andra ämnen. Metoder som spektroskopi hjälper oss att ta reda på mycket om stjärnor, men massan av andra stjärnor förutom solens förblev ett mysterium under en lång tid.

Mysteriet löstes när astronomer upptäckte att två stjärnor ibland kretsar runt varandra och bildar BINÄRA SYSTEM. Genom att studera tiden det tar för stjärnorna att slutföra ett varv, och storleken på banan, kunde astronomerna äntligen beräkna massan för var och en av dessa stjärnor. De bestämde sig för att jämföra dem med solen och på det sättet blev solmassa en standardiserad måttenhet för att uttrycka andra stjärnors massa. Några stjärnor kan vara mindre än 0,1 solmassor medan den mest massiva stjärna som är känd i universum är mer än 265 gånger tyngre än solen! Vid första anblicken kanske alla stjärnor verkar identiska, men nu vet du hur olika de kan vara.

Och vem vet hur mycket mer det finns att upptäcka ... ?