Raudonoji milžinė: apibrėžimas, pavyzdžiai ir Saulės ateitis

Sužinokite, kas yra raudonoji milžinė, garsiausi pavyzdžiai (Betelgeizė, Arktūras) ir kaip po ~5 mlrd. metų mūsų Saulė taps milžiniška – faktai, pavyzdžiai ir prognozės.

Raudonoji milžinė – tai žvaigždė milžinė, kurios masė dažniausiai būna nuo maždaug pusės iki kelių (iki ~8–10) kartų didesnė už mūsų Saulės masę. Tokios žvaigždės savo paviršiaus temperatūra yra palyginti žema (dažniausiai apie 2 500–4 500 K), todėl jos atrodo raudonos arba oranžinės spalvos ir turi didelį spindulį – kartais keliasdešimt ar kelis šimtus kartų didesnį už Saulės. Dėl didelės srities jos spinduliuoja daug šviesos: raudonosios milžinės gali būti šimtus ar tūkstančius kartų šviesesnės už Saulę. Daugelio raudonųjų milžinių viduje tilptų tūkstančiai tokių saulių kaip mūsų. Pavyzdžiai: Aldebaranas, Arktūras, Betelgeizė ir Mira.

Kas sukelia raudonosios milžinės fazę?

Raudonosios milžinės stadija yra natūralus žvaigždės evoliucijos etapas, atsirandantis po to, kai žvaigždė išeikvoja didžiąją dalį branduolio vandenilio kurui. Kai centrinis vandenilis išsenka, branduolys susitraukia ir įkaista, o aplink jį prasideda vandenilio degimas sluoksniuose (t. y. „sraigštinė“ arba apvalkalinė degimo zona). Išsiplėtęs išorinis sluoksnis atšąla ir žvaigždė tampa dydžiu ir spalva panaši į raudoną milžinę. Žemesnės masės žvaigždėms (mažiau nei maždaug 2–2,3 Saulės masės) įvyksta vadinamasis heliuminis sprogimas (helium flash) – staigus branduolio helio užsidegimas, po kurio seka stabilus helio degimas branduolyje. Didesnėms žvaigždėms helis užsidega pamažu be sprogimo.

Raudonosios milžinės savybės

• Spindulys: gali būti nuo keliolikos iki kelių šimtų Saulės spindulių.
• Temperatūra: paviršiaus temperatūra paprastai žemesnė nei pagrindinės sekos žvaigždžių (dažniausiai ~2 500–4 500 K), todėl spalva raudona/oranžinė.
• Ryškumas: dėl didelio spindulio bendras švytėjimas gerokai padidėja – dažnai šimtai ar tūkstančiai Saulės šviesumų.
• Kintamumas ir vėjai: daug raudonųjų milžinių pasižymi stipriais žvaigždžių vėjais ir masės netekimu; dalis jų yra kintamosios žvaigždės (pvz., Mira tipas), kurių šviesumas periodiškai keičiasi.

Skirtumas tarp raudonosios milžinės ir raudonojo supermilžino

Terminas „raudonoji milžinė“ dažniausiai taikomas žvaigždėms vidutinės ir mažesnės masės, kurios pereina į išsiplėtusią, šaltą etapą. Žymiai masyvesnės žvaigždės, kurios tampa labai didelės ir raudonos, vadinamos raudonaisiais supermilžinais (pvz., Betelgeizė yra raudonasis supermilžinas). Raudonieji supermilžinai dažnai baigia savo gyvenimą sprogimu – supernova, o raudonosios milžinės paprastai baigia kaip planetarinės dulkelės ir baltojo nykštuko likučiai.

Saulės ateitis

Dabar mūsų Saulė yra pagrindinės sekos žvaigždė, kurioje energija gaminama centro vandenilio branduolyje. Tačiau, kaip nurodo mokslininkai, maždaug po 5 milijardų metų Saulė išeikvos centrinį vandenilį ir pradės plėstis į raudonąją milžinę. Jos spindulys gali padidėti maždaug 100–200 kartų arba daugiau (vertės skaičiuojamos su tam tikra netikrumo juosta). Tokia išsiplėtusi Saulė turėtų smarkiai padidinti spinduliuojamą šviesą ir šilumą: ji galėtų praryti Merkurijų ir Venerą, o Žemės likimas nėra visiškai aiškus – kai kurie modeliai rodo, kad Žemė bus praryta, kiti – kad dėl Saulės masės netekimo orbita išsiplės ir Žemė liks aplinkui, bet labai išvytinta ir nebevystanti gyvybės. Be to, prieš pat galutinį žvaigždės nykimą Solariniu mastu klimatas ir sąlygos Mūsų sistemoje taps neįmanomos gyvybei.

Po raudonosios milžinės stadijos Saulė pereis per AGB (asimptotinės gigantinės šakos) fazę, intensyviai neteks masės per stiprius vėjais, išmes išorinius sluoksnius ir susidarys planetarinė migla. Galiausiai liks baltojo nykštuko pavidalo branduolys (maždaug 0,5–0,7 Saulės masės).

Ką stebime ir kodėl tai svarbu

Studijuodami raudonąsias milžines, astronomai geriau supranta žvaigždžių evoliuciją, cheminį elementų sintezę (pvz., anglies ir kitų sunkiųjų elementų susidarymą helio degimo etapuose) bei galimybes, kaip žvaigždžių išmetami elementai prisideda prie naujų planetų ir gyvybės ingredientų formavimosi. Kai kurios raudonosios milžinės, kaip Mira, yra svarbios kintamųjų žvaigždžių tyrimams, o kiti, pavyzdžiui, Aldebaranas ir Arktūras, yra ryškios žvaigždės mūsų naktiniame danguje ir dažnai minimos tiek moksle, tiek kultūroje.

Paieška pagal raidę