Moartea unei stele masive

• Mai 10, 2024

Stelele masive se nasc la fel ca stelele mai mici ca Soarele. Gravitatea face ca un nor de gaz să se prăbușească până când este suficient de dens și de cald ca să înceapă arderea hidrogenului. Acesta este fuziune nucleară de atomi de hidrogen pentru a face atomi de heliu. Forța exterioară a energiei din reacțiile nucleare echilibrează atracția gravitației. O stea ca Soarele nu va rămâne fără combustibil timp de miliarde de ani, dar o stea masivă arde puternic și trece prin combustibil într-o fracțiune din timp.

Nucleosinteza stelară
Când o stea rămâne fără hidrogen combustibil, miezul se contractă. Acest lucru produce căldură, poate suficient pentru a începe arderea heliului. Acest lucru se întâmplă în stele asemănătoare soarelui, precum și în stele mai masive decât Soarele. Deși miezul se contractă, straturile exterioare se extind. Stelele asemănătoare soarelui se umflă uriașii roșii și stele masive în supergiganți roșii.

Dar când heliul este consumat, fuziunea se termină pentru stelele a căror masă este de 0,5 până la 8 ori mai mare decât Soarele. Deoarece fără fuziune nu există forță exterioară pentru a restrânge gravitația, steaua se prăbușește într-o pitic alb.

Și stele cu masă mare - ce se întâmplă cu ele? Deoarece sunt mai masivi, ard mai tare. Fuziunea cu heliu produce carbon și oxigen, iar o stea masivă poate fuziona acești atomi mai grei pentru a produce și mai grei. Ele pot parcurge mai multe astfel de cicluri până când steaua fuzionează siliciul în fier și sfârșește cu un miez de fier. Procesul de fuziune a elementelor mai ușoare cu cele mai grele este cunoscut sub numele de nucleozinteză stelară.

Când steaua are un miez de fier, acesta este sfârșitul. Nu puteți topi fierul pentru a elibera energie. Gravity câștigă în cele din urmă. Fără nimic care să o oprească, vedeta se prăbușește într-un mod cât mai spectaculos.

Un pic despre atomi
Înainte de a continua povestea, trebuie să notăm câteva fapte despre atomi.

• Un atom are un nucleu facut din protonii (cu o taxă pozitivă) și neutronii (care sunt neutre).


• În jurul nucleului este un nor de orbitare electroni cu taxe negative.


• Nucleul este de mii de ori mai mic decât întregul atom.


• Chiar dacă electronii sunt adolescenți în comparație cu protonii și neutronii, orbitele lor sunt mari.


• Materia obișnuită este formată din atomi care sunt în mare parte spațiul gol - pare solid, deoarece electronii se mișcă atât de repede.

Dar dacă am putea stropi electronii în nucleu și a scăpa de tot spațiul?

Steaua se prăbușește
Există atâta materie în stea care se prăbușește, încât miezul nu sfârșește ca un pitic alb. Se prăbușește atât de violent încât electronii atomilor săi sunt împinși în nucleu. Acolo reacționează cu protonii pentru a produce neutroni și neutrinii. (Neutrinii sunt particule subatomice extrem de mici, fără nicio sarcină electrică și aproape fără masă.) Nucleul este acum format din neutroni și este incredibil de dens. Toate acestea se întâmplă într-o fracțiune de secundă - mult mai puțin timp decât este nevoie pentru a citi acest alineat.

Nucleul devine atât de dens, încât rezistă la orice prăbușire ulterioară, iar materia care intră în viteză mare îl lovește și se rătăcește. Coliziunea eliberează toți acei neutrini. Ele îndepărtează energia de la prăbușirea miezului și încălzesc întregul material infalabil până la miliarde de grade. Totul, cu excepția miezului de neutroni, este aruncat la viteze de milioane de kilometri pe oră. Un val de șoc împinge prin resturile în expansiune, iar elementele mai ușoare sunt contopite în cele mai grele, inclusiv cele foarte grele, cum ar fi aurul și uraniul. Acest lucru se întâmplă în primele cincisprezece minute.

Numim explozie a supernovăși este atât de puternic încât pentru o perioadă este la fel de strălucitor ca o întreagă galaxie.

Steaua Neutron
Dacă miezul stelei prăbușite este cuprins între 1,5 și 3 ori de masa Soarelui, acesta devine un stea neutronică. Deși are multă masă, nu uitați că atomii săi s-au prăbușit, astfel încât raza sa este de doar aproximativ 10 km (6 mi). Cu toate acestea, o linguriță de materie ar cântări miliarde de tone. Steaua nu se poate prăbuși mai departe, deoarece neutronii strâns ambalați exercită o forță exterioară numită presiunea de degenerare a neutronilor.

O stea cu neutroni care se rotește rapid este a Pulsar. Pe măsură ce se rotește, emite impulsuri de radiații electromagnetice. De fiecare dată când se rotește în direcția noastră, se poate detecta un impuls de emisie radio. Un pulsar de milisecundă se învârte atât de repede încât nu există decât o milisecundă între impulsuri. Pulsarul din imaginea antetului este un pulsar milisecund, dar emite în mod unic radiații gamma.

Găuri negre
Dacă miezul este mai masiv decât de aproximativ trei ori mai mare decât Soarele, chiar și presiunea de degenerare nu poate opri prăbușirea. Rezultatul este a gaură neagră. Nu este de fapt o gaură în spațiu, dar gravitatea masei foarte concentrate răsucește spațiul. Gravitatea sa este atât de puternică încât viteza necesară pentru a scăpa de ea este mai mare decât viteza luminii, astfel încât nici lumina nu poate scăpa.Deși nu putem vedea găuri negre, uneori le putem detecta efectele gravitaționale asupra altor obiecte.

Rămășița Supernovei
Nucleul unei stele masive sfârșește ca o stea neutronă sau o gaură neagră, dar există și restul materiei, materialul expulzat din stea în explozie. Învelișul în expansiune de gaz și praf, impulsionat de o undă de șoc, se numește a rămășiță de supernova. Este locul unde s-a produs nucleosinteza elementelor grele și, pe măsură ce circulă, îmbogățește spațiul dintre stele cu aceste elemente grele. În plus, valul de șoc poate declanșa o nouă formare de stele, iar noile stele vor beneficia de elementele grele rămase în urmă.

Instrucțiuni Video,: Seria Stephen Hawking - Nasterea si moartea unei stele (Mai 2024).