science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Levenscyclus van een middelgrote ster

De massa van een ster is de enige eigenschap die het lot van het hemelse lichaam bepaalt. Het gedrag bij het levenseinde hangt volledig af van de massa. Voor lichtgewichtsterren komt de dood stil, een rode reus die zijn huid afwerpt om de dimmende witte dwerg achter zich te laten. Maar de finale voor een zwaardere ster kan behoorlijk explosief zijn!

Categorie Definitie

Middelgrote sterren zijn die die te groot zijn om als witte dwergen te eindigen en te klein om zwarte gaten te worden, brengen hun dood door jaar als neutronensterren. Wetenschappers hebben waargenomen dat deze categorie een ondergrens van iets meer dan 1,4 zonsmassa's en een bovengrens in de buurt van 3,2 zonnemassa's heeft. (Een "zonnemassa" is een meeteenheid die ongeveer dezelfde massa heeft als onze zon.)

Protostar

De grootte van een ster wordt bepaald door de hoeveelheid materie die beschikbaar is in de bovenliggende nevel . Deze wolk van stof en gas begint door de zwaartekracht op zichzelf te vallen en vormt een steeds warmere, heldere, dichte massa in het midden: een protoster.

Hoofdreeks

Wanneer de protoster voldoende is warm en dicht begint het proces van waterstoffusie in zijn kern. Fusion produceert voldoende stralingsdruk om de zwaartekracht tegen te gaan; dus zwaartekracht instorting stopt. De protoster is een echte ster geworden in de hoofdreeksfase. De ster zal het grootste deel van zijn levensduur in deze periode van stabiliteit doorbrengen, en gedurende miljoenen jaren licht en warmte genereren via de fusie van waterstof in helium.

Rode reuzenvogel

Wanneer de kern van de ster zonder waterstof, zwaartekracht heeft zijn weg opnieuw - dat wil zeggen, totdat de temperaturen hoog genoeg stijgen om heliumfusie mogelijk te maken, die de uiterlijke druk produceert die nodig is om dingen te stabiliseren. Als er geen helium meer is, begint de cyclus opnieuw. De kern oscilleert aldus tussen toestanden van samendrukking en evenwicht als steeds hogere temperatuur fusiereacties plaatsvinden. Ondertussen zorgt de extreme hitte ervoor dat de buitenste laag van de ster, of 'schil', zich uitbreidt naar een straal die vergelijkbaar is met die van de baan van de aarde. Op zo'n grote afstand van de kern, zal de schaal voldoende afkoelen om rood te worden. De ster is nu een rode reus.

Supernova

Nucleaire reacties houden voor altijd op als de kern van de ster wordt gereduceerd tot ijzer; dat element zal niet samensmelten zonder extra energievoorraden. De gravitationele ineenstorting wordt catastrofaal hervat met een kracht die sterk genoeg is om de kernen van de atomen waaruit de kern bestaat te vernietigen. Dit genereert zoveel energie dat de explosie de lucht domineert voor lichte jaren in alle richtingen. De ster is supernova geworden.

Neutron Star

Ondertussen is wat er van de ster over is gekrompen tot een diameter van niet meer dan een paar kilometer - ongeveer zo groot als een stad. Bij deze dichtheid is de uitgaande druk die wordt gegenereerd door protonen en neutronen die reageren op compressie uiteindelijk voldoende om de zwaartekracht te stoppen. De ster is zo dicht dat, als je een theelepel materiaal naar de aarde zou kunnen brengen, het een biljoen ton zou wegen. Het roteert tot 30 keer per seconde en vertoont een zeer groot magnetisch veld. Het is een neutronenster, de laatste fase van de levenscyclus van een middelgrote ster.