science >> Wetenschap >  >> anders

Wat zijn de laatste fasen in het leven van een ster vergelijkbaar in grootte met de zon?

Om te begrijpen wat er gebeurt aan het einde van het leven van een ster vergelijkbaar met de zon, helpt het om te begrijpen hoe sterren zich vormen in de eerste plaats en hoe ze schijnen. De zon is een gemiddelde ster en gaat, in tegenstelling tot een reus als Eta Carinae, niet uit als een supernova en laat een zwart gat achter. In plaats daarvan wordt de zon een witte dwerg en vervaagt eenvoudig.
Sterrenvorming en hoofdvolgorde

Sterren worden geboren uit intergalactisch stof. Terwijl een wolk gevuld met stof en waterstof en heliumgas langzaam rond een centrale kern begint te draaien, trekt de kern meer materie aan en de toenemende druk warmt deze op totdat het heet genoeg wordt om het waterstofgas te laten smelten in een kernreactie. De energie die wordt gegenereerd door de fusiereacties voorkomt verdere instorting en de kern wordt een hoofdreeksster. Massieve sterren gebruiken hun waterstofbrandstof snel en kunnen in slechts 3 miljoen jaar opbranden. De hoofdreeks van een ster die op de zon lijkt, is echter ongeveer 10 miljard jaar.
De fase van de rode reus

Wanneer een ster ter grootte van een zon de waterstof in zijn kern opgebruikt, stopt de fusie en de temperatuur is niet hoog genoeg om te beginnen met heliumfusie. Het gebrek aan uiterlijke stralingsdruk zorgt ervoor dat de kern samentrekt. Omdat de kern samentrekt en de zwaartekracht aantrekt, wordt de buitenlaag afgekoeld, wordt rood en begint uit te zetten en verandert de ster in een rode reus. Rode reuzen groeien typisch tot 10 tot 100 maal de diameter van de hoofdreeksster. Wanneer de zon zijn rode reuzenfase ingaat, die 1 tot 2 miljard jaar zal duren, zou hij groot genoeg kunnen worden om de aarde te overspoelen.
De tweede fase van de rode reus

Als de kern van een rode reus contracten, elektronen zijn zo dicht op elkaar gepakt dat kwantummechanische principes belangrijk worden. Het Pauli-uitsluitingsprincipe dicteert dat geen twee elektronen dezelfde staat kunnen innemen en dat de afstotingskrachten sterker worden dan thermische druk en onafhankelijk van temperatuur. Van materie in deze toestand wordt gezegd dat het gedegenereerd is en explosieve reacties kunnen optreden. Helium in de kern begint te fuseren tot koolstof, terwijl de waterstof in de laag die de kern omgeeft ook begint te fuseren tot helium. Deze reacties veroorzaken meer uiterlijke druk, waardoor de ster nog meer uitzet. Dit is de tweede fase van de rode reus, en deze duurt ongeveer een miljoen jaar.
De witte dwergfase

De kern van een rode reus bereikt uiteindelijk een punt waarop hij, dankzij kwantummechanische principes, kan niet meer instorten en begint te branden met een blauwachtig wit licht, en wordt een witte dwerg. Tegen die tijd is zijn massa vergelijkbaar met die van de oorspronkelijke ster, maar zijn diameter is ongeveer de grootte van de aarde, dus het is superdicht. Het koelt uiteindelijk, verandert in een zwarte dwerg en wordt donker. Hoewel het nog steeds een witte dwerg is, koelen de gassen die de buitenlaag van de ster vormen af en drijven weg van de kern in een formatie die bekend staat als een planetaire nevel. Bekende voorbeelden zijn de ring- en kattenoognevels.