Egy hatalmas csillag halála

• Április 29, 2024

A hatalmas csillagok ugyanúgy születnek, mint a kisebb csillagok, mint a Nap. A gravitáció összeomlik egy gázfelhőn, amíg elég sűrű és meleg ahhoz, hogy elinduljon hidrogén égés. Ez a nukleáris fúzió hidrogén atomokból hélium atomok előállításához. A nukleáris reakciókból származó energia kifelé irányuló erő kiegyensúlyozza a gravitációs vonzást. Egy olyan csillagnak, mint a Nap, nem fogy ki az üzemanyag milliárd éven át, de egy hatalmas csillag fényesen ég, és az idő töredékében átjut az üzemanyagába.

Csillagok nukleoszintézise
Amikor egy csillag kifogy a hidrogén üzemanyagból, a mag összehúzódik. Ez hőt termel, talán elegendő a hélium elégetéséhez. Ez történik napsütéses csillagokban, valamint olyan csillagokban, mint a Nap. Bár a mag összehúzódik, a külső rétegek bővülnek. A napfényes csillagok beleduzzadnak piros óriások és hatalmas csillagok piros supergiants.

De amikor a hélium kimerül, a csillagok beolvadása véget ér, amelyek tömege a Nap tömegének 0,5-8-szorosa. Mivel fúzió nélkül nincs külső erő a gravitáció korlátozására, a csillag összeomlik a fehér törpe.

És a nagy tömegű csillagok - mi történik velük? Mivel tömegesek, melegebbek. A hélium-fúzió szént és oxigént termel, és egy hatalmas csillag ezeket a nehezebb atomokat megolvaszthatja, hogy még nehezebb atomokat képezzen. Több ilyen cikluson mennek keresztül, amíg a csillag a szilíciumot vasba olvadja és vasmaggal végződik. A könnyebb elemek nehezebbé történő összeolvadásának folyamata az úgynevezett csillagok nukleoszintézise.

Ha a csillagnak van vasmaga, akkor ez a vége. A vas nem olvasztható el, hogy energiát szabadítson fel. A gravitáció végül nyer. Semmi sem állítja meg, a csillag a leglátványosabb módon összeomlik.

Egy kicsit az atomokról
A történet folytatása előtt fel kell jegyeznünk néhány tényt az atomokról.

• Egy atom rendelkezik a sejtmag készült protonok (pozitív töltéssel) és neutronok (amelyek semlegesek).


• A mag körül keringő felhő található elektronok negatív töltésekkel.


• A mag több ezerszer kisebb, mint az egész atom.


• Annak ellenére, hogy az elektronok tizenévesek a protonokhoz és a neutronokhoz képest, keringőjükük nagy.


• A rendes anyag atomokból készül, amelyek többnyire üres tér - szilárdnak tűnik, mert az elektronok olyan gyorsan mozognak.

De mi lenne, ha el tudnánk tölteni az elektronokat a magba, és megszabadulni az egész térről?

A csillag összeomlik
Annyira sok anyag van az összeomló csillagban, hogy a mag nem végződik fehér törpként. Annyira hevesen összeomlik, hogy atomjainak elektronjai a magba tolódnak. Ott reagálnak a protonokkal, hogy neutronokat és neutrínók. (A neutrinók rendkívül kicsi, szubatomi részecskék, elektromos töltés nélkül és szinte tömeg nélkül.) A mag ma neutronokból készül és hihetetlenül sűrű. Mindez egy másodperc töredékében történik - sokkal rövidebb idő alatt, mint ahhoz, hogy ezt a bekezdést elolvassuk.

A mag oly sűrűvé válik, hogy ellenálljon minden további összeomlásnak, és az az anyag, amely nagy sebességgel esik be, eltalálja és lepattan. Az ütközés felszabadítja az összes neutrinót. Elviszik az energiát a mag összeomlásából, és az összes beáramló anyagot több milliárd fokra felmelegítik. A neutronmagot kivéve minden millió kilométer / óra sebességgel kiszárad. Lökéshullám áthatol a táguló törmeléken, és a könnyebb elemeket nehezebbekké olvadják be, beleértve a nagyon nehéz elemeket is, mint például az arany és az urán. Ez történik az első tizenöt percben.

A robbanást a szupernóva, és olyan erős, hogy egy ideig olyan fényes, mint egy egész galaxis.

Semleges csillag
Ha az összeomlott csillag magja a Nap tömegének 1,5 és 3-szorosa, akkor a lesz neutron csillag. Noha tömege nagy, ne feledje, hogy atomjai összeomlottak, tehát sugara csak körülbelül 10 km. Ennek ellenére egy teáskanálnyi súlya milliárd tonna lenne. A csillag nem tud tovább összeomlani, mert a szorosan csomagolt neutronok kifelé irányuló erőt hívnak neutrondegenerációs nyomás.

Egy gyorsan forgó neutroncsillag a pulzár. Ahogy forog, elektromágneses sugárzás impulzusokat bocsát ki. Ha minden irányba fordul, rádiófrekvenciás impulzus érzékelhető. Egy milliszekundum impulzus olyan gyorsan forog, hogy csak egy milliszekundum van az impulzusok között. A fejléckép pulzusa milliszekundumos pulzár, de egyedülálló módon gamma-sugárzást bocsát ki.

Fekete lyukak
Ha a mag tömege nagyobb, mint a Nap tömegének háromszorosa, akkor még a degenerációs nyomás sem tudja megállítani az összeomlást. Az eredmény a fekete lyuk. Valójában ez nem egy lyuk a térben, hanem az erősen koncentrált tömeg gravitációja elforgatja a teret. Súlya annyira erős, hogy az onnan való meneküléshez szükséges sebesség nagyobb, mint a fénysebesség, tehát még a fény sem tud menekülni.Noha nem látunk fekete lyukakat, néha észlelhetjük ezek gravitációs hatásait más tárgyakra.

Supernova maradvány
Egy hatalmas csillag magja neutroncsillagnak vagy fekete lyuknak felel meg, de ott van az anyag többi része is, az anyag a robbanás során a csillagból kitűnt. A gáz és por tágulási héját, amelyet egy ütési hullám ösztönöz, a-nak nevezzük szupernóva maradvány. A nehéz elemek nukleoszintézise ott történt, és haladva gazdagítja a csillagok közötti teret ezekkel a nehéz elemekkel. Ezenkívül a lökéshullám új csillagképződést válthat ki, és az új csillagok részesülnek a hátrahagyott nehéz elemekből.

Video Utasításokat: Egy csillag halála (Április 2024).