Кіріспе

Атмосферасында оттегіден көп көміртек бар жұлдыз. Көміртек жұлдызы (C типті жұлдыз) әдетте асимптотикалық алып тармақ жұлдызы, жарқыраған қызыл алып жұлдыз, және оның атмосферасында оттегіден көп көміртек болады. Бұл екі элемент жұлдыздың жоғарғы қабаттарында бірігіп, көміртек оксидін түзетіп, атмосферадағы оттегінің көп бөлігін жұтып қояды. Соның нәтижесінде көміртек атомдары басқа көміртек қосылыстарын жасауға мүмкіндік алады, бұл жұлдызға "көгілдір" атмосфера мен керемет рубин қызыл түс береді. Карлик және супергигант көміртек жұлдыздары да бар, ал ең көп кездесетін алып жұлдыздарды олардан ажырату үшін кейде классикалық көміртек жұлдыздары деп атайды. Көптеген жұлдыздарда (мысалы, Күнде) атмосфера көміртекке қарағанда оттегіге бай. Көміртек жұлдыздарының сипаттамаларын көрсетпейтін, бірақ көміртек оксиді түзілетіндей салқын жұлдыздар оттегіге бай жұлдыздар деп аталады. Көміртек жұлдыздарының өте ерекше спектральдық қасиеттері бар, оларды алғаш рет 1860 жылдары Анджело Сеччи олардың спектрлері арқылы анықтады, бұл астрономиялық спектроскопияның даму кезеңі болатын.

Спектра

Карбон жұлдыздарының анықтамасы бойынша, олардың спектрінде C2 молекуласынан басым "Сван" жолақтары байқалады. CH, CN (цианоген), C3 және SiC2 сияқты көптеген басқа көміртек қосылыстары да жоғары концентрацияда болуы мүмкін. Көміртек жұлдыздың ядросында түзіліп, жоғарғы қабаттарына тарайды, осылайша қабаттардың құрамын күрт өзгертеді. Көміртектен өзге, барий, техноций және цирконий сияқты S-процесі элементтері қабық жарқылында пайда болып, бетке "көтеріледі". Астрономдар карбон жұлдыздарын спектрлік жіктеуді жасағанда, олардың спектрлерін жұлдыздардың тиімді температурасына сәйкес келтіруге елеулі қиындықтар тап болды. Мәселе атмосферадағы көміртек мөлшерінің көп болуында еді, ол әдетте жұлдыз температурасын анықтау үшін қолданылатын сіңіру сызықтарын жасыратын. Карбон жұлдыздары миллиметрлік және субмиллиметрлік толқын ұзындығында молекулалық сызықтардың бай спектрін көрсетеді. CW Leonis карбон жұлдызында 50-ден астам әртүрлі жұлдыздық айналасындағы молекулалар анықталған. Бұл жұлдыз көбінесе жаңа жұлдыздық молекулаларды іздеу үшін пайдаланылады.

Секи

Көміртек жұлдыздары 1860 жылдары-ақ ашылған, олар кезде спектрлік жіктемеге негіз салушы Анджело Секчи көміртек жұлдыздары үшін Secchi-дің IV класын жасады, бірақ 1890 жылдардың соңында бұл жұлдыздар N класына жатқызылды.

Гарвард

Осы жаңа Гарвард классификациясын пайдалану арқылы N класы кейінірек, спектрдегі ерекше көміртек жолақтарын бөлісетін, азырақ қызыл жұлдыздар үшін R класымен толықтырылды. Бұл R-N схемасын дәстүрлі спектрлермен салыстыру, RN тізбегінің жұлдыз температурасына қатысты шамамен c:a G7-ден M10-ға дейін параллель бағаны көрсетті. MK типі R0R3R5R8NaNb гигантқа тең. G7–G8 K1–K2 ~K2–K3 K5–M0 ~M2–M3 M3–M4 Teff 4300 3900 ~3700 3450——

Морган-Кинен С жүйесі

Кейінгі N кластары M типтерімен толық сәйкес келмейді, себебі Гарвард классификациясы температураға ғана емес, көміртегінің көптігіне де ішінара негізделген; сондықтан осы типтегі көміртегі жұлдыздарының жіктелуі толық емес екені ерте түсінілді. Оның орнына температура мен көміртегінің мөлшерін ескеретін жаңа C класты екі санмен белгіленетін жұлдыз классы құрылды. Y Canum Venaticorum үшін өлшенген спектр C54 деп анықталды, мұнда 5 температураға байланысты белгілерді, ал 4 – спектрдегі C2 Swan жолақтарының қарқындылығын көрсетеді. (C54 көбінесе C5,4 деп те жазылады). Бұл Морган-Кинан C жүйесіндегі жіктелім 1960 жылдан 1993 жылға дейін бұрынғы R N жіктелімдерін ығыстырды. MK типі C0C1C2C3C4C5C6C7 алыпқа тең. G4–G6G7–G8G9–K0K1–K2K3–K4K5–M0M1–M2M3–M4Teff450043004100390036503450——

Астрофизикалық механизмдер

Көміртек жұлдыздары бірнеше астрофизикалық механизмдермен түсіндірілуі мүмкін. Классикалық көміртек жұлдыздары массасы бойынша классикалық емес жұлдыздардан ерекшеленеді, классикалық көміртек жұлдыздары көбінесе ауыр болады. Классикалық көміртек жұлдыздарында, қазіргі спектрлік типтерге жататын C R және C N, көміртегінің көп болуы гелийдің қосылуының нәтижесі деп саналады, атап айтқанда жұлдыздың ішіндегі үш еселенген альфа процесі, гиганттар өмірінің соңына жақын асимптотикалық гигант тармағында (AGB) жетеді. Бұл қосылу өнімдері көміртек және басқа да өнімдер пайда болғаннан кейін конвекция эпизодтары (сонымен аталған үшінші көтерілу) арқылы жұлдыздың бетіне жеткізілді. Әдетте, осы типтегі AGB көміртек жұлдызы сутегін сутегінің жанасу қабатында қосады, бірақ 10⁴–10⁵ жылдық аралықтағы эпизодтарда жұлдыз гелийді қабықта жағуға өтеді, ал сутегінің қосылуы уақытша тоқтатылады. Бұл кезеңде жұлдыздың жарқырауы артады, жұлдыздың ішкі бөлігінен материал (әсіресе көміртек) жоғары көтеріледі. Жарқырауы артып, жұлдыз кеңейеді, гелийдің қосылуы тоқтатылып, сутегі қабатының жанасуы қайта басталады. Бұл гелийдің жарқырауы кезінде жұлдыздың массасы айтарлықтай төмендейді, ал көптеген гелий жарқырауларынан кейін AGB жұлдызы ыстық ақ жұлдызға айналады және оның атмосферасы планеталық тұмандық үшін материалға айналады. C J және C H типтеріне жататын көміртек жұлдыздарының классикалық емес түрлері екі жұлдыз жүйесі деп есептеледі, онда бір жұлдыз алып жұлдыз (немесе кейде қызыл ергежейлі) болып көрінеді, ал екіншісі ақ жұлдыз. Қазіргі алып жұлдыз, өзінің серігінен (яғни, қазір ақ жұлдыз болып табылатын жұлдыздан) негізгі тізбектегі жұлдыз болған кезде көміртекке бай материалды сіңірген. Бұл жұлдыздық эволюция кезеңі салыстырмалы түрде қысқа, және мұндай жұлдыздардың көпшілігі ақ жұлдыз ретінде аяқталады. Бұл жүйелер масса алмасу оқиғасынан кейін салыстырмалы түрде ұзақ уақыттан кейін байқалады, сондықтан қазіргі қызыл алыпта байқалған артық көміртек сол жұлдыздың ішінде пайда болған жоқ. Сондықтан классикалық емес көміртек жұлдыздарымен байланысы белгісіз. Кіші көміртек жұлдыздарының атмосферасында көміртек байыту механизмі ретінде CNO циклінің теңгерімсіздігі және ядролық гелий жарқырауы сияқты басқа да сенімсіз теориялар да ұсынылған.

Басқа сипаттамалар

Көбінесе классикалық көміртек жұлдыздары – ұзақ периодты өзгермелі жұлдыздардың түрлеріне жатады.

Көміртек жұлдыздарын бақылау

Түнгі көрудің қызыл түске сезімтал болмауы және қызыл сезімтал көздің тағаншаларының жұлдыздардың жарығына баяу бейімделуі салдарынан, қызыл өзгермелі жұлдыздардың, әсіресе көміртек жұлдыздарының шамасын анықтаумен айналысатын астрономдар, байқалатын жұлдыздың шамасын дұрыс бағаламау үшін Пуркинье эффектісін қалай ескеруді білуі керек.

Жұлдыздар арасындағы шаңның пайда болуы

Төмен беттік гравитациясының арқасында, көміртек жұлдызының жалпы массасының жартысына дейін (немесе одан да көп) күшті жұлдыздық желдер арқылы жоғалуы мүмкін. Сондықтан жұлдыздың қалдықтары, графитке ұқсас көміртегіге бай "шаң" жұлдызаралық шаңның құрамына енеді. Осы шаң келесі буын жұлдыздар мен олардың планеталық жүйелерін жасау үшін қажетті шикізатты қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады деп саналады. Көміртек жұлдызының айналасындағы материал оны мөлдір жарықтың барлығын сіңіретіндей етіп жауып тастауы мүмкін.

Стандартты шамдар ретінде пайдалану

[[Файл:LMCCarbonStarPDF. png|thumb|right|Жақын инфрақызыл сәулеленуі бойынша LMC көміртек жұлдыздарының салыстырмалы санының гистограммасы. Медиана қызыл түспен белгіленген. Ripoche және авторлар (2020) еңбегінен алынған. Жеке көміртек жұлдыздарының барлығы бірдей сәулеленуге ие болмаса да, көміртек жұлдыздарының үлкен тобының сәулеленуінің ықтималдық тығыздық функциясы (PDF) ұқсас галактикаларда шамамен бірдей медианалық мәнге ие болады. Осы функцияның медианалық мәні галактикаға дейінгі қашықтықты анықтау үшін стандартты шам ретінде қолданылуы мүмкін. PDF пішіні галактикадағы AGB жұлдыздарының орташа металдық құрамына байланысты өзгеруі мүмкін, сондықтан бұл қашықтық индикаторын басқа тәсілдермен қашықтығы белгілі бірнеше жақын галактикаларды пайдаланып калибрлеу маңызды.