Jak długo żyją gwiazdy?

Gromada gwiazd Pismis 24, położona w sercu mgławicy w gwiazdozbiorze Skorpiona, jest domem dla wielu bardzo masywnych gwiazd, w tym Pismis 24-1 (najjaśniejsza gwiazda w centrum tego zdjęcia). ESO/IDA/duński 1,5/ R. Gendler, U.G. Jørgensen, J. Skottfelt, K. Harpsøe

Wszechświat jest zrobione z wiele różnych rodzajów gwiazd . Mogą nie różnić się od siebie, gdy patrzymy w niebo i po prostu widzimy punkty światła. Jednak wewnętrznie każda gwiazda jest nieco inna od następnej, a każda gwiazda w galaktyce przechodzi przez okres życia, który sprawia, że ​​życie człowieka wygląda w porównaniu z błyskiem w ciemności. Każdy z nich ma określony wiek, ścieżkę ewolucyjną, która różni się w zależności od masy i innych czynników. Jedna dziedzina badań w astronomii jest zdominowana przez poszukiwanie zrozumienia, jak umierają gwiazdy. Dzieje się tak, ponieważ śmierć gwiazdy odgrywa rolę we wzbogacaniu galaktyki po jej zniknięciu.

01 z 05

Życie gwiazdy

Alfa Centauri (po lewej) i otaczające ją gwiazdy. To jest gwiazda ciągu głównego, tak jak Słońce. Ronald Royer / Getty Images

Aby zrozumieć śmierć gwiazdy, warto wiedzieć coś o jego powstawaniu i jak spędza swój czas . Dzieje się tak zwłaszcza, że ​​sposób, w jaki formuje, wpływa na jego końcową rozgrywkę.

Astronomowie uważają, że gwiazda zaczyna swoje życie jako gwiazda, gdy w jej jądrze rozpoczyna się fuzja jądrowa. W tym momencie jest to, niezależnie od masy, uważane za sekwencja główna gwiazda. To „ścieżka życia”, na której toczy się większość życia gwiazdy. Nasze Słońce znajduje się w ciągu głównym od około 5 miliardów lat i będzie trwało przez kolejne 5 miliardów lat, zanim zmieni się w czerwonego olbrzyma.

02 z 05

Czerwone gwiazdy olbrzymów

Czerwony olbrzym to jeden krok w długim życiu gwiazdy. Gunay Mutlu / Getty Images

Sekwencja główna nie obejmuje całego życia gwiazdy. To tylko jeden segment gwiezdnej egzystencji, aw niektórych przypadkach jest to stosunkowo krótka część życia.

Gdy gwiazda zużyje całe paliwo wodorowe w jądrze, przechodzi z ciągu głównego i staje się czerwonym olbrzymem. W zależności od masy gwiazdy może oscylować między różnymi stanami, zanim ostatecznie stanie się białym karłem, gwiazdą neutronową lub zapadnie się w siebie, stając się czarną dziurą. Jeden z naszych najbliższych sąsiadów (mówiąc galaktycznie),Betelgeuse jest obecnie w fazie czerwonego olbrzymai oczekuje się, że odejdzie supernowa w dowolnym momencie od teraz do następnego miliona lat. W kosmicznym czasie to praktycznie „jutro”.

03 z 05

Białe karły i koniec gwiazd jak słońce

Niektóre gwiazdy tracą masę na rzecz swoich towarzyszy, tak jak robi to ta. Przyspiesza to proces umierania gwiazdy. NASA/JPL-Caltech

Kiedy gwiazdy o małej masie, takie jak nasze Słońce, osiągną kres swojego życia, wchodzą w fazę czerwonego olbrzyma. To jest trochę niestabilna faza. Dzieje się tak, ponieważ przez większość swojego życia gwiazda doświadcza równowagi między swoją grawitacją, która chce wciągnąć wszystko, a ciepłem i ciśnieniem z jej jądra, które chcą wszystko wypchnąć. Kiedy obie są zrównoważone, gwiazda znajduje się w tzw. równowadze hydrostatycznej.

W starzejącej się gwieździe walka staje się coraz trudniejsza. Zewnętrzna ​ promieniowanie ciśnienie z jego jądra ostatecznie przewyższa ciśnienie grawitacyjne materiału, który chce spaść do wewnątrz. Dzięki temu gwiazda rozszerza się coraz dalej w kosmos.

Ostatecznie, po całej ekspansji i rozproszeniu zewnętrznej atmosfery gwiazdy, pozostaje tylko pozostałość jądra gwiazdy. To tląca się kula węgla i innych różnych pierwiastków, która świeci podczas stygnięcia. Chociaż często określany jako gwiazda, biały karzeł nie jest technicznie gwiazdą, ponieważ nie podlega fuzja nuklearna . Raczej jest gwiezdny pozostałość , tak jak czarny otwór lub gwiazda neutronowa . Ostatecznie to właśnie tego typu obiekt będzie jedynym pozostałością po naszym Słońcu za miliardy lat.

04 z 05

Gwiazdy neutronowe

NASA / Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda

Gwiazda neutronowa, jak biały karzeł lub czarna dziura, w rzeczywistości nie jest gwiazdą, ale gwiezdną pozostałością. Kiedy masywna gwiazda dobiega końca, dochodzi do wybuchu supernowej. Kiedy tak się dzieje, wszystkie zewnętrzne warstwy gwiazdy opadają na jądro, a następnie odbijają się w procesie zwanym „odbiciem”. Materiał wylatuje w kosmos, pozostawiając niesamowicie gęsty rdzeń.

Jeśli materiał jądra jest wystarczająco ciasno upakowany, staje się masą neutronów. Puszka zupy pełna materii gwiazdy neutronowej miałaby mniej więcej taką samą masę jak nasz Księżyc. Jedynymi znanymi obiektami we wszechświecie o większej gęstości niż gwiazdy neutronowe są czarne dziury.

05 z 05

Czarne dziury

Ta czarna dziura w centrum galaktyki M87 wyrzuca z siebie strumień materii. Takie supermasywne czarne dziury mają masę wielokrotnie większą niż Słońce. Czarna dziura o masie gwiazdowej byłaby znacznie mniejsza niż ta io wiele mniej masywna, ponieważ składa się z masy tylko jednej gwiazdy. NASA

Czarne dziury są wynikiem zapadania się bardzo masywnych gwiazd z powodu masywnej grawitacji, którą tworzą. Kiedy gwiazda osiąga koniec cyklu życiowego sekwencji głównej, powstała supernowa wypycha zewnętrzną część gwiazdy na zewnątrz, pozostawiając za sobą tylko jądro. Rdzeń stanie się tak gęsty i upakowany, że stanie się jeszcze gęstszy niż gwiazda neutronowa. Powstały obiekt ma tak silne przyciąganie grawitacyjne, że nawet światło nie może uciec z jego uścisku.