Avaleht Foorum Ajakiri «Vaatleja» Tähistaevas Maailm Õpik Astronoomia Facebookis Astronoomia Twitteris
None

Septembritaevas 2022, 2. osa: Miira lugu

Alar Puss | 06.09.2022

Miira ja tema muutlikkus

Lõunakaar

Lõunakaar

Septembrikuu loo esimeses osas jõudsime muuhulgas ka Vaala tähtkujju. Seal paistab mõnikord üks sügisöö lõunataeva heledamatest tähtedest nimega Miira (omikron Cet). Just mõnikord, heledusega 2 tähesuurust. Mõnikord ja sealjuures enamasti aga ei paista selles suunas mitte midagi. Tõsi küll, teleskoobiga vaadeldes paistab Miira siiski alati, aga see võib siis olla minimaalselt vaid 10. tähesuuruse nõrk täheke. Seda kentsakat tähte on muidugi ammusest ajast tähele pandud ja ega siingi sarnaselt Algoliga, millest edaspidi ka lähemalt juttu teeme, just hea poisi staatust pole saadud. Muutlikkuse mõõdetud periood on suhteliselt pikk, 332 päeva, seega ligi kuu aega vähem kui Maa aasta.

Vaal

Vaal

Tänavu oli Miira maksimum juulis ning kuna heleduse langus on perioodi jooksul aeglasem kui tõus, peaks Miira vähemalt septembri alguses siiski, kuigi kehvasti, veel leitav olema, kuid üha enam nõrgenevana. Võib kinnitada, et vähemalt ööl vastu 4. septembrit on kaunis kahvatu Miira omalt poolt ära nähtud. Kui vaatleja pole Miirat tänavu juulilõpu või augustikuu hommikutaevas eriti jälgima sattunud ja/või asukohta meelde jätnud, on ülesanne juba väga raske, kuid huviline võib proovida igaks juhuks ise veenduda, kas ja kui kaua Miira praegu öösiti näha on. Ka Miira heleduse muutlikkuse rütmilisuses võib esineda taustamuutlikkusi. Selles on aga ilmselt kergem veenduda, et tähekaardiga võrreldes ei paista taeva reaalses pildis Miira osutatud asukohas midagi erilist näha olevat… Seega tuleb kindlasti tõdeda, et enamjaolt kogu tänavuse sügise ja talve vältel Miira leitav ei ole, kuigi vastav taevaala paistab hästi.

Kahjuks on mitmel järgneval aastal asi hoopis hull: Miira maksimum klapitub ajale, kui Vaala tähtkuju on nähtamatu ja Vaala nähtavaks saades on Miira heledus vastavalt languses ja kokkuvõttes ei tulegi vaatlusest midagi välja. Alles 2026. aasta veebruari ja märtsikuu alguse õhtupimeduses tasub Miirat edelataevast otsida Nii et kiirustage, seltsimehed unetud, vabandust, astronoomid!

Esimesed kindlad teated Miira muutliku heleduse uurimise kohta pärinevad aastast 1596 Saksamaalt, kui Miira vaatlusi teostas David Fabricius. Tööd on selles vallas tehtud muidugi edaspidigi ning eks teiselt poolt ole ka teoreetilised astronoomiateadmised jõudsalt arenenud.

Miira muutlikkuse põhjus ei seisne tema kaksikluses, kuigi naaber, valge kääbus, on Miiral olemas. Miira on omaenda arengus suhteliselt lühiajalises alastaadiumis punaste hiidtähtede hulgas. Klassikaline Hertzprung-Russeli diagramm ei erista punaste hiidude klassis alamklasse, mida tuntakse „lihtsalt punaste hiidude” ja „asümptootiliste punaste hiidudena”. Hästi avaldub see erinevus aga kerasparvede liikmeskondi „esile võttes”. Kerasparvede tähed on reeglina väga vanad, nn eelmise põlvkonna tähed, kus on metalliliste elementide ehk mitte-vesiniku-heeliumi madalam sisaldus. Sellisel juhul eristuvad eriti selgesti kaks mainitud hiidude klassi. Kui täht on jõudnud oma arengus omakorda asümptootilise jada lõpufaasi, saabki temast midagi taolist nagu Miira ehk siis miriid.

Miira ei ole küll ühegi kerasparve liige, kuid ega ei peagi olema. Selline efekt avaldub mujal olevate tähtede puhul ka, kui tähe algmass seda lubab. Muuhulgas juhtub kunagi nii ka Päikesega.

Päikese tulevikust võrdluses Miira ja mõnede teisega

1. Vesiniku kihtpõlemise staadium

Päikesega peaks asi kujunema umbes nii. Praegu on Päikese läbimõõt pool kraadi. Saades umbes 5 miljardi aasta pärast punaseks, umbes M0-M1 spektriklassi hiiuks heledusklassiga III, on ta Maalt vaadates (mitte absoluutselt täpse hinnangu järgi, seda ei olegi) umbes Orioni tähtkuju suurune, tubli paarkümne või enamagi kraadise läbimõõduga. Siis toimub Päikese sees vesiniku kihtpõlemine (tegelikult termotuumapõlemine, edaspidi TD-reaktsioonid). Heeliumist koosnevas tuumas TD-reaktsioone ei toimu.

Kaksikud

Kaksikud

„Lihtsalt punaste hiidude” M-spektriklassi head heledat esindajat öises taevas polegi nagu pakkuda. Punaseid hiide (ka siin mitte jutuks olevaid ülihiide) on ju absoluutarvestuses üldse päris vähe, kuigi need kaugele paistavad. Püüaks siiski ära märkida Kaksikute tähtkujus oleva tähe Propos (eeta Gem). Täht on Maa taevas küll vaid 3. tähesuuruse esindaja, kuid klassilt on ta M3 III, nii et see klapib küll, kui ka muid, peenemaid omadusi arvestada. Palja silma jaoks on olemas siiski ka mõni teine, veidi (kuid mitte eriti) heledamgi M-klassi hiid, kuid need kipuvad hoolikamal uurimisel olema pigem asümptootilised juhtumid. Sellest veidi edaspidi.

Sõnn

Sõnn

Jäär

Jäär

K-spektriklassi aga esindab siin hea näitena Sõnni tähtkuju heledaim täht Aldebaran, mis septembrikuus paistab hommikupoole ööd idataevas. Teise „tavalise” K-hiiu näitena peaks sobima Proposest tähesuuruse jagu heledam, Jäära tähtkuju heledaim täht Hamal. Tasub märkida, et juba 2. tähesuurusest alates ei kipu tähtede erinev värvus silmaga vaadates eristuma, kuna heledust napib. Propos, mida me septembris samuti hommikupoole ööd Kaksikute tähtkujus näha saame (juhiseks on juuresolev joonis), on lisaks veel taevas huvitava koha peal: täht paikneb selle punkti ligidal, kus asub Päike suvisel pööripäeval. Sealsamas lähedal asub ka hajusparv M35. Tähefüüsikust astronoomi jaoks on sealkandis, suvepunkti lähedal, juhtumisi muudki huvitavat, aga piirdugem sellega.

2. Heeliumi TD-reaktsioonid tähe tuumas

Karjane

Karjane

.

Edaspidi, kui tuumas leiavad aset heeliumi TD-reaktsioonid, muutub Päike pinnalt kuumemaks ja heleduselt ning ruumalalt väiksemaks K-klassi oranziks hiidtäheks (ka seda erisust klassikaline HR diagramm ei näita). Maa taevas esinevad siinkohal heade heledate näidetena oranžid, 1. suurusjärgu K-klassi kuumemas otsas olevad hiidtähed Arktuurus Karjasest ja Polluks Kaksikutest (vt Kaksikute tähtkuju joonist). Arktuurus paistab septembriõhtutel madalas läänetaevas, Polluks aga hommikupoole ööd idataevas. Võib ehk märkida, et varem liigitati sellesse gruppi mõnikord ka Aldebaran.

Jutuksolevat tüüpi, tuumas heeliumi TD-reaktsioonidega III heledusklassi hiidtähti võib leida ka G-spektriklassis. Kuid septembriööl kirdetaevas särava Jõulutähe ehk Kapella komponendid, olemuselt hiidude paar G-klassis, arvatakse seal olevat teisel põhjusel. Olles alles päris külmaks hiiuks saamise arenguteel, hilisest (vt allpool) B-klassist lähtudes, on need tähed olemuselt midagi sellist, mida veidi väiksemate algmasside korral tunneb klassikaline HR diagramm allhiidudena (IV heledusklass). Päike muutub enne heleduselt hiiuks saamist samuti allhiiuks, meie täht liigub siis peajadast (V heledusklass) eemaldudes ajapikku G-spektriklassist K-klassi, hoides heledust üsna konstantsena. Kuskil hilises K-spektriklassis hakkab koos mõõtmetega kiiresti paisuma ka Päikese heledus ning punane hiid ongi valmis!

Kerasparvede ja ka HR-diagrammil esineva hõreda allkääbuste jada (VI heledusklass) liikmete juhul võivad metallivaesed tähed heeliumist tuuma TD-reaktsioonide arengufaasis äsjamainitust veelgi kuumemaks ja pisemaks muutuda, sattudes siis veelgi (astronoomide kõnekeeles) varasematesse spektriklassidesse, olles tuntud kui horisontaalse jada tähed.

Märkusena tuleb lisada, et astronoomias on kasutusel muuhulgas ka sellised mõisted nagu varane ja hiline spektriklass.
Varased spektriklassid on HR-diagrammil kuumemas, hilisemad aga külmemas osas. „Eriti varased” on seega kõige kuumemad O-klassitähed, „kõige hilisemad” aga kõige jahedamad M-klassi tähed,

3. Kaksik-kihtpõlemise staadium

Jättes nüüd, nagu tegelikult juba varemgi, mõne detailse detaili, sh vesiniku kihtpõlemise vahepealsed katkemised, lähemalt käsitlemata, saab Päikesest edaspidi asümptootilise jada hiid, olles selle staadiumi lõpupoole veel suurem ja ka punasem kui enne. Nüüd toimub punases hiius kaksik-kihtpõlemise staadium, kus tuum koosneb süsinikust ja hapnikust, selle ümber aga, TD-reaktsioonidena, toimub heeliumi kihtpõlemine (nii tekivadki süsinik ja hapnik), selle ümber teises kihis käib omakorda vesiniku kihtpõlemine heeliumiks.

Heeliumi TD-reaktsioonid osutuvad maakeeli öeldes väga pirtsakateks, väga kergesti kord intensiivistudes, siis jälle „maha käies”, osutudes mõnigi kord päris perioodiliseks. See rütmilisus kandub aegapidi tähe pinnani välja, põhjustades pulsatsioone, tähe pind paisub ja tõmbub kokku. Samuti on vaja arvestada tähe välise atmosfääri keemilise koostise perioodilise muutlikkusega. Nendest asjaoludest kokku tulenebki ka tähe heleduse muutlikkus.
Selline siis ongi vastava muutlike tähtede klassi, miriidide prototüüp Miira.

Teinegi asümptootilise punase hiiu näide asub Vaalas, suunalt mitte kaugel Miirast (vt Vaala joonist eespool). Kui vaadata Vaala idapoolset sabaosa, mis nagu ka Kalade otsmised osad, on lestakala kujuga, siis „saba” heledaim ja vasakpoolseim täht, Menkar (alfa Cet), peaks olema samuti asümptootilise jada esindaja, kuigi päris miriidide esindaja ta (veel) oma muutlikkusega ei ole.

Andromeeda

Andromeeda

Veel üks sama tähetüübi harva ettetulev heledapoolne esindaja kuulub Andromeeda tähtkujju. Juba eelnevalt, septembrikuu loo esimeses osas mainitud Mirach on teatud tunnuste järgi samuti M-klassi asümptootiline punane hiid. Päris miriidid nad veel ka ei ole, ka spektriklassid pole kummalgi neist just veel M-klassi hilisemas osas (muutudes sinna sattudes siis samuti muutlikuks), kuid tingimata ei peagi olema.

Kui Päikesest saab asümptootiline punane hiid ja selle käigus omakorda miriid ehk Miira-taoline, on veelgi raskem ette öelda, kui suureks ta just saab. Üks ja mitte lõplik hinnang on selline, et varasemast veelgi punasem Päike, olles lõpuks paisunud isegi hiliseks (vt eestpoolt) M- hiiuks, ulatub umbkaudu Maani välja. Maa ehk siiski Päikese sisse ei aurustu.

Sellest hoolimata, juba Päikese „Orioniks muutudes” on Maal liiga palav, et hakkama saada, asümptootilise hiiu arenguni jõudes veelgi enam. Päike paistab siis kaugelt eemalt hinnates punane, olles seega justkui kaunis jahe, kuid tegelikult on see ju põletav külmus, mitu tuhat kraadi. Siis võib tõesti meil ahjud välja lõhkuda ja elektrijaamad kinni panna, vastav nüüdisaegne juhtivate ringkondade „rohesoe” soovitus on küll valel ajal antud! Veelgi enam – inimkonnal tuleb aegsasti Maalt lahkuda! Kuu ei sobi, liiga lähedal. Merkuur, arvatavasti ka Veenus, aurustuvad Päikese sisse, Marss – on siis vist ka liiga Päikese lähedal… Võib-olla ehk mõne hiidplaneedi mingi kaaslane või koguni mõne teise lähema tähe mingi planeet… Võib-olla selleks ajaks on see mõeldav, miljardeid aastaid peaks ju olema aega atra seada ja aru pidada (kui aru ikka piisavalt on…). Ei tohi muidugi unustada, et 5 ja enama miljardi aasta pärast on ka paljud teised praegu tuntud tähed hoopis uute parameetritega ja asukohadki on märksa muutunud.

Märksõnad: , ,