Modrá smyčka je fází vývoje středně hmotných hvězd, v jejichž jádrech dochází ke spalování helia . V tomto okamžiku se povrch hvězdy nejprve zahřeje a poté znovu ochladí a hvězda popisuje smyčku v Hertzsprung-Russellově diagramu . Výsledkem je, že takové hvězdy mohou procházet pásem nestability a být pozorovány jako klasické cefeidy . Tato fáze evoluce následuje po větvi rudého obra a končí přechodem do asymptotické obří větve .
Zatímco hvězda je na modré smyčce, má částečně konvektivní a zpočátku převážně heliové jádro a také obal složený převážně z vodíku . V jádře hoří helium a v jádru se hromadí uhlík a kyslík a na rozhraní mezi jádrem a obalem se helium syntetizuje z vodíku ve vrstveném zdroji, primárně prostřednictvím cyklu CNO [1] [2] . Počáteční hmotnosti hvězd dopadajících na modrou smyčku leží v rozmezí od 2,3 M ⊙ do 10-12 M ⊙ , což je způsobeno vývojem hvězd (viz níže ) [3] .
Pobyt hvězdy na větvi rudého obra končí nástupem jaderného spalování helia ve středu hvězdy. Jak přesně se to stane, závisí na hmotnosti hvězdy: hvězdy menší než 2,3 M ⊙ mají héliový záblesk , v důsledku čehož se hvězda rychle přepne do horizontální větve nebo červené hvězdokupy a u hvězd s větší hmotností helium spalování začíná postupně , což způsobí, že hvězda vstoupí do modré smyčky [4] [5] [6] .
Po opuštění větve rudého obra se svítivost hvězdy snižuje. Když je hvězda v modré smyčce, povrch hvězdy se nejprve zahřeje a hvězda zmodrá, poté se znovu ochladí a hvězda zčervená; V tomto případě se svítivost může měnit zpravidla v malém rozsahu. Na Hertzsprungově-Russellově diagramu tedy hvězda popisuje smyčku, která určuje název tohoto stupně [4] [5] .
Velikost smyčky v diagramu – tedy změna teploty hvězdy během jejího pobytu – výrazně roste s hmotností hvězdy. Taková tendence nastává pro hmotnostní rozsah do 10–12 M ⊙ a u hvězd s vyšší hmotností modrá smyčka mizí, protože hoření hélia v nich začíná krátce po opuštění hlavní posloupnosti , kdy teplota hvězda je dostatečně vysoká. Závislost velikosti a tvaru modré smyčky na chemickém složení hvězdy je složitá, ale obecně platí, že čím větší je podíl hélia a čím nižší je metalicita , tím je modrá smyčka rozsáhlejší. V některých případech se na hvězdě mohou objevit sekundární modré smyčky [3] .
Čas, který hvězdy stráví na modré smyčce, je asi 20 % času, který stráví v hlavní posloupnosti – například pro hvězdu 5 M ⊙ je toto období 22 milionů let a pro hvězdu 10 M ⊙ jsou to 4 miliony . Vezmeme-li v úvahu skutečnost, že reakce zahrnující helium uvolňují řádově méně energie na jednotku hmotnosti než reakce zahrnující vodík a samotná hvězda je v této fázi mnohem jasnější než v hlavní posloupnosti, je to poměrně dlouhá doba. Takové trvání tohoto stupně je dosaženo díky tomu, že hvězdy na něm produkují značnou část energie díky spalování vodíku, často dokonce více než díky spalování helia [4] .
Postupem času se helium v jádře vyčerpá. Od určité chvíle pokračují reakce s její účastí pouze ve slupce jádra, které se stalo inertním, v důsledku čehož se hvězda začíná rozpínat a přechází do asymptotické obří větve [5] [7] .
Pohyb hvězd asymptotické větve obrů zažívajících tepelné pulsace podél diagramu se někdy také nazývá modré smyčky, ačkoli takové hvězdy mají různé parametry a strukturu [8] .
Ve fázi modré smyčky mohou hvězdy spadat do pásma nestability - oblasti Hertzsprung-Russellova diagramu, ve které jsou hvězdy nestabilní vůči pulzacím. Takové hvězdy jsou pozorovány jako klasické cefeidy . Pokud je modrá smyčka dostatečně dlouhá, pak hvězda překročí pás nestability z nízkých do vysokých teplot a pak zase zpět a dvakrát vstoupí do fáze cefeid. S menším rozsahem hvězda, pokud se stane cefeidou, tak pouze jednou: nedosáhne vysokoteplotní hranice pásma nestability [5] [9] .
I když se hvězdy mohou stát cefeidami i v jiných fázích evoluce, například podobři , modrá smyčka se od ostatních fází liší delším trváním. To vede k tomu, že pravděpodobnost pozorování cefeid v této fázi je maximální [9] .
| hvězdy | |
|---|---|
| Klasifikace | |
| Subhvězdné objekty | |
| Vývoj | |
| Nukleosyntéza | |
| Struktura | |
| Vlastnosti | |
| Související pojmy | |
| Hvězdné seznamy |
|