Smrť masívnej hviezdy

• Smieť 18, 2024

Masívne hviezdy sa rodia rovnakým spôsobom ako menšie hviezdy ako Slnko. Gravitácia spôsobí, že sa oblak plynu zrúti, až kým nebude dosť hustý a dostatočne horúci na to, aby začal spaľovanie vodíka, To je jadrová fúzia atómov vodíka na výrobu atómov hélia. Vonkajšia sila energie z jadrových reakcií vyrovnáva príťažlivosť gravitácie. Hviezda ako Slnko nevyčerpá palivo po miliardy rokov, ale obrovská hviezda jasne horí a za zlomok času prechádza svojím palivom.

Hviezdna nukleosyntéza
Keď dôjde hviezda z vodíkového paliva, jadro sa stiahne. To produkuje teplo, možno dosť na to, aby sa začalo horieť hélium. Deje sa tak v hviezdach podobných slnku, ako aj hviezdam hmotnejších ako Slnko. Aj keď sa jadro sťahuje, vonkajšie vrstvy sa rozširujú. Slnečné hviezdy zaplavili červené giganty a obrovské hviezdy červené supergianty.

Keď sa však spotrebuje hélium, fúzia skončila u hviezd, ktorých hmotnosť je od 0,5 do 8-násobku hmotnosti Slnka. Pretože bez fúzie neexistuje žiadna vonkajšia sila obmedzujúca gravitáciu, hviezda sa zrúti na a biely trpaslík.

A hviezdy vysokej hmotnosti - čo sa s nimi stane? Pretože sú masívnejšie, horia horúco. Fúzia hélia vytvára uhlík a kyslík a obrovská hviezda môže potom tieto ťažšie atómy spojiť a vytvoriť ešte ťažšie. Môžu prejsť niekoľkými takými cyklami, až kým hviezda nespája kremík na železo a neskončí železným jadrom. Proces spájania ľahších prvkov do ťažších je známy ako hviezdicová nukleosyntéza.

Keď má hviezda železné jadro, to je koniec. Nemôžete poistiť železo, aby ste uvoľnili energiu. Gravitácia nakoniec vyhrá. S ničím, čo by ju zastavilo, sa hviezda zrúti najúžasnejším spôsobom.

Trochu o atómoch
Pred pokračovaním v príbehu si musíme všimnúť niekoľko faktov o atómoch.

• Atóm má jadro vyrobený z protóny (s kladným nábojom) a neutróny (ktoré sú neutrálne).


• Okolo jadra je oblak obiehajúci elektróny so zápornými poplatkami.


• Jadro je tisíckrát menšie ako celý atóm.


• Aj keď sú elektróny dospievajúce v porovnaní s protónmi a neutrónmi, ich obežné dráhy sú veľké.


• Bežná hmota sa skladá z atómov, ktoré sú väčšinou prázdne - zdá sa, že sú pevné, pretože elektróny sa pohybujú tak rýchlo.

Ale čo keby sme mohli roztrhnúť elektróny do jadra a zbaviť sa všetkého toho priestoru?

Hviezda sa zrúti
V kolabujúcej hviezde je toľko hmoty, že jadro nekončí ako biely trpaslík. Zráža sa tak prudko, že elektróny jeho atómov sú tlačené do jadra. Tam reagujú s protónmi a vytvárajú neutróny a neutrína, (Neutrína sú extrémne malé subatomické častice bez elektrického náboja a takmer bez hmoty.) Jadro je teraz vyrobené z neutrónov a je neuveriteľne husté. To všetko sa deje za zlomok sekundy - omnoho menej času, ako je potrebné na prečítanie tohto odseku.

Jadro sa stáva tak hustým, že odoláva akémukoľvek ďalšiemu kolapsu a hmota, ktorá padá vysokou rýchlosťou, ho zasiahne a odrazí. Zrážka uvoľní všetky tie neutrína. Odnášajú energiu z kolapsu jadra a zahrievajú všetok nafukujúci materiál na miliardy stupňov. Všetko okrem jadra neutrónov sa vyhodí rýchlosťou miliónov kilometrov za hodinu. Rázová vlna prechádza rozširujúcimi sa troskami a ľahšie prvky sa spájajú do ťažších vrátane veľmi ťažkých ako zlato a urán. Stáva sa to počas prvých pätnástich minút.

Voláme výbuch a supernova, a je taká silná, že na nejaký čas je jasná ako celá galaxia.

Neutrónová hviezda
Ak je jadro zrútenej hviezdy medzi 1,5 a 3-násobkom hmotnosti Slnka, stáva sa neutrónová hviezda, Aj keď má veľké množstvo, nezabudnite, že jeho atómy sa zrútili, takže jeho polomer je len asi 10 km (6 míľ). Čajová lyžička by však vážila miliardy ton. Hviezda sa nemôže ďalej zrútiť, pretože pevne zabalené neutróny vyvíjajú vonkajšiu silu zvanú tlak neutrónovej degenerácie.

Rýchlo sa otáčajúcou neutrónovou hviezdou je a pulzar, Keď sa točí, vyžaruje impulzy elektromagnetického žiarenia. Zakaždým, keď sa otočí v našom smere, je možné zistiť pulz rádiovej emisie. Milisekundový pulzar sa točí tak rýchlo, že medzi impulzmi je len milisekundy. Pulzar v záhlaví je milisekundový pulzar, ale jedinečne vyžaruje gama žiarenie.

Čierne diery
Ak je jadro masívnejšie ako asi trojnásobok hmotnosti Slnka, ani degeneračný tlak nemôže zastaviť kolaps. Výsledkom je a čierna diera, V skutočnosti to nie je diera vo vesmíre, ale gravitácia vysoko koncentrovanej hmoty skrúti priestor. Jeho gravitácia je taká silná, že rýchlosť potrebná na to, aby z nej unikla, je vyššia ako rýchlosť svetla, takže ani svetlo nemôže uniknúť.Aj keď nevidíme čierne diery, niekedy zistíme ich gravitačné účinky na iné objekty.

Zvyšok Supernovy
Jadro masívnej hviezdy končí ako neutrónová hviezda alebo čierna diera, ale je tu aj zvyšok hmoty, materiál pri explózii vylúčený z hviezdy. Rozpínajúca sa škrupina plynu a prachu vyvolaná nárazovou vlnou sa nazýva a zvyšok supernovy, Je to miesto, kde nastala nukleosyntéza ťažkých prvkov, a keď cestuje, obohacuje priestor medzi hviezdami o tieto ťažké prvky. Rázová vlna môže navyše spustiť tvorbu nových hviezd a nové hviezdy budú mať úžitok z ťažkých prvkov, ktoré zostanú.

Video Návody: Lego UCS Star Wars 75159 Death Star - Lego Speed Build (Smieť 2024).