Υπερβολικά: τα πιο ογκώδη αστέρια στο σύμπαν

Το σύμπαν γεμίζει με αστέρια όλων των μεγεθών και τύπων. Οι μεγαλύτεροι εκεί έξω αποκαλούνται "υπερασπιστές", και νάνουν το μικροσκοπικό μας Ήλιο. Όχι μόνο αυτό, αλλά μερικά από αυτά μπορεί να είναι πραγματικά περίεργα.

Οι υπερβολικοί είναι εξαιρετικά φωτεινοί και γεμάτοι με αρκετό υλικό για να φτιάξουν ένα εκατομμύριο αστέρια σαν το δικό μας. Όταν γεννιούνται, αναλαμβάνουν όλα τα διαθέσιμα υλικά "starbirth" στην περιοχή και ζουν τη ζωή τους γρήγορα και ζεστά. Οι υπερβολικοί άνθρωποι γεννιούνται με την ίδια διαδικασία με τα άλλα αστέρια και λάμπει με τον ίδιο τρόπο, αλλά πέρα ​​από αυτό, είναι πολύ, πολύ διαφορετικοί από τους πιο αδελφούς τους αδελφούς.

Τα αστραπιαία αστέρια αναγνωρίστηκαν για πρώτη φορά ξεχωριστά από τα άλλα υπερκείμενα επειδή είναι σημαντικά φωτεινότερα. δηλαδή, έχουν μεγαλύτερο φωτεινότητα από άλλους. Μελέτες της φωτεινής τους απόδοσης δείχνουν επίσης ότι αυτά τα αστέρια χάνουν πολύ γρήγορα μάζα. Αυτή η "μαζική απώλεια" είναι ένα καθοριστικό χαρακτηριστικό μιας υπεροχής. Οι άλλοι περιλαμβάνουν τις θερμοκρασίες τους (πολύ υψηλές) και τις μάζες τους (μέχρι πολλές φορές τη μάζα του Ήλιου).

Όλα τα αστέρια σχηματίζονται σε σύννεφα αερίου και σκόνης, ανεξάρτητα από το μέγεθος που καταλήγουν να είναι. Είναι μια διαδικασία που παίρνει εκατομμύρια χρόνια, και τελικά το αστέρι "ανάβει" όταν αρχίζει να διαστέλλει το υδρογόνο στον πυρήνα του. Αυτό είναι που κινείται σε μια χρονική περίοδο στην εξέλιξη που ονομάζεται κύρια ακολουθία. Αυτός ο όρος αναφέρεται σε ένα γράφημα της αστρικής εξέλιξης που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για να κατανοήσουν τη ζωή ενός άστρου.

Όλα τα αστέρια ξοδεύουν το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους στην κύρια ακολουθία, σταθεροποιώντας το υδρογόνο. Όσο μεγαλύτερο και πιο μαζικό είναι το αστέρι, τόσο πιο γρήγορα καταναλώνει το καύσιμο του. Μόλις φύγει το καύσιμο υδρογόνου στον πυρήνα οποιουδήποτε άστρου, το αστέρι ουσιαστικά εγκαταλείπει την κύρια ακολουθία και εξελίσσεται σε διαφορετικό "τύπο". Αυτό συμβαίνει με όλα τα αστέρια. Η μεγάλη διαφορά έρχεται στο τέλος της ζωής ενός αστεριού. Και αυτό εξαρτάται από τη μάζα του. Αστέρια όπως ο Ήλιος τελειώνουν τη ζωή τους όπως πλανητικά νεφελώματα, και φυσήξτε τις μάζες τους έξω στο χώρο με τα όστρακα του φυσικού αερίου και της σκόνης.

Όταν φτάνουμε στους υπερασπιστές και στη ζωή τους, τα πράγματα γίνονται πραγματικά ενδιαφέροντα. Οι θάνατοι τους μπορεί να είναι πολύ καταπληκτικές καταστροφές. Μόλις αυτά τα αστέρια μεγάλης μάζας έχουν εξαντλήσει το υδρογόνο τους, επεκτείνονται για να γίνουν πολύ μεγαλύτερα ανώτερα αστέρια. Ο Ήλιος θα κάνει το ίδιο πράγμα στο μέλλον, αλλά σε πολύ μικρότερη κλίμακα.

Τα πράγματα αλλάζουν και μέσα σε αυτά τα αστέρια. Η επέκταση προκαλείται καθώς το αστέρι αρχίζει να συντηρεί το ήλιο σε άνθρακα και οξυγόνο. Αυτό θερμαίνει το εσωτερικό του αστεριού, το οποίο τελικά προκαλεί τη διόγκωση του εξωτερικού χώρου. Αυτή η διαδικασία τους βοηθά να αποφευχθεί η κατάρρευση στον εαυτό τους, ακόμα και όταν θερμαίνονται.

Στο υπερβολικό στάδιο, ένα αστέρι κυμαίνεται μεταξύ πολλών κρατών. Θα είναι α κόκκινο supergiant για λίγο, και στη συνέχεια όταν αρχίζει να συγχωνεύει άλλα στοιχεία στον πυρήνα του, μπορεί να γίνει α μπλε supergiant. IN μεταξύ ενός τέτοιου αστέρα μπορεί επίσης να εμφανιστεί ως ένα κίτρινο supergiant καθώς μεταβαίνει. Τα διαφορετικά χρώματα οφείλονται στο γεγονός ότι το αστέρι διογκώνεται σε μέγεθος έως εκατοντάδες φορές από την ακτίνα του Ήλιου μας στην κόκκινη υπερκείμενη φάση, σε λιγότερο από 25 ηλιακές ακτίνες στην μπλε υπέρθελη φάση.

Σε αυτές τις υπερβολικές φάσεις, τέτοια αστέρια χάνουν μάζα αρκετά γρήγορα και συνεπώς είναι αρκετά φωτεινά. Ορισμένοι supergiants είναι λαμπρότεροι από τους αναμενόμενους, και οι αστρονόμοι τις μελέτες σε βάθος. Αποδεικνύεται ότι οι υπερασπιστές είναι μερικές από τις τα πιο μαζικά αστέρια πάντα μετριέται και η διαδικασία γήρανσης τους είναι πολύ πιο υπερβολική.

Αυτή είναι η βασική ιδέα πίσω από το πώς ένας υπεργιστικός μεγαλώνει. Η πιο έντονη διαδικασία υποφέρει από αστέρια που είναι περισσότερο από εκατό φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Η μεγαλύτερη είναι μεγαλύτερη από 265 φορές τη μάζα του, και απίστευτα φωτεινή. Η φωτεινότητα και τα άλλα χαρακτηριστικά τους οδήγησαν τους αστρονόμους να δώσουν σε αυτά τα φουσκωμένα αστέρια μια νέα ταξινόμηση: υπερβολική. Αυτά είναι ουσιαστικά supergiants (είτε κόκκινο, κίτρινο ή μπλε) που έχουν πολύ μεγάλη μάζα, καθώς και υψηλά ποσοστά απώλειας μάζας.

Λόγω της μεγάλης μάζας και της φωτεινότητας τους, οι υπεργιστές ζουν μόνο λίγα εκατομμύρια χρόνια. Αυτή είναι μια πολύ μικρή διάρκεια ζωής για ένα αστέρι. Συγκριτικά, ο Ήλιος θα ζήσει περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Η σύντομη ζωή τους σημαίνει ότι πηγαίνουν από τα αστέρια του μωρού σε σύντηξη υδρογόνου πολύ γρήγορα, εξαντλούν το υδρογόνο τους αρκετά γρήγορα, και κινούνται στην υπερβολική φάση πολύ πριν τα μικρότερα, λιγότερο μαζικά και ειρωνικά τους, μακρόβια αστρικά αδέλφια (όπως ο Ήλιος).

Τελικά, ο πυρήνας του υπερβολικού θα διασώσει βαρύτερα και βαρύτερα στοιχεία μέχρι ο πυρήνας να είναι κυρίως σίδηρος. Σε εκείνο το σημείο, χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για τη σύντηξη του σιδήρου σε ένα βαρύτερο στοιχείο από το διαθέσιμο πυρήνα. Η σύντηξη σταματά. Οι θερμοκρασίες και οι πιέσεις στον πυρήνα που κράτησαν το υπόλοιπο άστρο σε αυτό που ονομάζεται "υδροστατική ισορροπία" (με άλλα λόγια, το εξωτερικό η πίεση του πυρήνα που σπρώχτηκε ενάντια στη βαρύτατη βαρύτητα των στρωμάτων πάνω από αυτό) δεν είναι πλέον αρκετό για να κρατήσει το υπόλοιπο άστρο από το να συμπτυχθεί επάνω εαυτό. Αυτή η ισορροπία έχει φύγει, και αυτό σημαίνει ότι είναι ώρα καταστροφής στο αστέρι.

Τι συμβαίνει; Καταρρέει καταστροφικά. Τα καταρρέοντα ανώτερα στρώματα συγκρούονται με τον πυρήνα, ο οποίος επεκτείνεται. Όλα στη συνέχεια ριμπάουν πίσω. Αυτό βλέπουμε όταν α σουπερνόβα εκρήγνυται. Στην περίπτωση του υπερβολικού, ο καταστροφικός θάνατος δεν είναι μόνο σουπερνόβα. Πρόκειται να είναι μια υπερνόβα. Στην πραγματικότητα, κάποιοι θεωρούν ότι αντί για τυπικό σουπερνόβα τύπου ΙΙ, κάτι που ονομάζεται a έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB). Αυτό είναι ένα απίστευτα ισχυρό ξέσπασμα, ανατίναξη του περιβάλλοντος χώρου με απίστευτες ποσότητες αστρικών συντριμμιών και ισχυρή ακτινοβολία.

Τι έχει μείνει πίσω; Το πιο πιθανό αποτέλεσμα μιας τέτοιας καταστροφικής έκρηξης θα είναι είτε α μαύρη τρύπα, ή ίσως α αστέρι νετρονίων ή μαγνητικό, όλα περιστοιχίζονται από ένα κέλυφος από διαστελλόμενα κατάλοιπα πολλά, πολλά έτη φωτός σε όλη. Αυτό είναι το απόλυτο, παράξενο τέλος για ένα αστέρι που ζει γρήγορα, πεθαίνει νέος: αφήνει πίσω του μια πανέμορφη σκηνή καταστροφής.

Επεξεργάστηκε από Carolyn Collins Petersen.