Moartea stelelor

Vorbim despre moartea stelelor si ne imaginam ca acestea dispar, fie lent, fie intr-o explozie gigantica.

Dar nu este asa! Stele nu dispar ci se transforma, in functie de cat de masive sunt, in alte tipuri de stele sau obiecte mai exotice.

Vom urmari modul in care se sting diferitele tipuri de stele din Univers.

Stelele cu masa mica

Ce se intampla cu stelele acestea nu se cunoaste in mod direct, pentru ca durata de viata este mai mare decat varsta actuala a universului. Nu s-a putut observa o asemnea stea la sfarsitul vietii.

Toate informatiile despre moartea acestor stele vin din simularile facute pe calculator.

In nucleul stelelor cu masa mai mica de 0,4 mase solare procesul de fuzine a heliului nu poate incepe, dupa terminarea rezervei de hidrogen. Aceste stele se vor raci treptat si vor ramane in acest stadiu peste 100 de miliarde de ani.

Stelele asemanatoare Soarelui

Odata ce o asemenea stea (cu masa cuprinsa intre 0,4 si 3,4 mase solare) isi termina rezerva de hidrogen (acesta fiind transformat in heliu), se mareste, devenind o giganta rosie. In nucleul stelei, heliul incepe sa fuzioneze (transforme) in carbon.

Astfel steaua isi prelungeste viata cu inca 1 miliard de ani.


Nebuloasa planetara Abell 39 din constelatia Hercules.
Aceasta frumoasa nebuloasa este creata de steaua din centru,
la sfarsitul vietii ei. Anvelopa de gaz are 6 ani lumina in diametru.
Distanta pana la nebuloasa est de 7000 de ani lumina.
La fel va deveni si Soarele peste 6-7 miliarde de ani.
Foto: NOAO

Schimbarea sursei de energie, duce la o instabilitate a stelei, si aceasta incepe sa se mareasca si sa se micsoreze, uneori chiar violent. Steaua emite un flux cpntinuu de particule incarcate (electroni si protoni), ceea ce se numeste vant solar.

Aceste stele se numesc stele de tip "Mira", sau stele de "tip tarziu".

Gazul expulzat in urma vantului solar si schimbarilor de diametru, este bogat in elemete grele, printre care oxigen si carbon.

Din gazul expulzat in jurul stelei se formeaza o anvelopa circumstelara (o gogoasa de gaz) ce se mareste continuu si se indeparteaza treptat de stea.

Pulsatiile stelei, uneori foarte violente, fac ca anvelopa de gaz sa ia forme foarte interesante. Astfel se formeaza "nebuloasele planetare".

In centrul acestor nebuloase se afla care este si sursa lor. Dupa formarea nebuloasei steaua devine o "pitica alba". Piticele alb esunt stele ce au un diametru asemanator cu al pamantului, dar o masa de 0,6 mase solare. Dupa consumarea heliului, piticele albe emit caldura acumulata de-a lungul procesului de fuziune, timp de cateva mii de milioane de ani.

In final pitica alba, dupa ce nu mai emite energie, devine o pitica neagra, stele stinse care inca nu s-au format in realitate.

Stelele masive

Dupa ce o stea cu masa mai mare de 5 mase solare, a devenit o giganta rosie, nucleul acesteia incepe sa se miscsoreze.

Pe masura ce se miscoreaza, nucleul devine mai fierbinte si mai dens.

Cresterea temperaturii duce la inceperea altor reactii nucleare in nucleu, elementele chimice fuzionand in elemente din ce in ce mai grele.

Ultima reactie care are loc este fuziunea siliconului in fier-56. Pana acum steaua a emis energie prin reactiile din nucleu, dar fierul nu poate emite energie ci absoarbe.


Nebuloasa Crab, resturile unei supernove produse
in anul 1054

Daca pana acum steaua a mentinut un echlibru intre energia emisa (ce tinde sa mareasca steaua) si forta de gravitatie a nucleului (ce tinde se colapseze steaua), in momentul in care in nucleu se afla numai fier, straturile exterioare ale stelei se prabusesc rapid pe nucleu.

Ce se intampla dupa acest moment nu este bine cunoscut, dar se produce o explozie gigantica, cunoscuta sub numele de supernova. Pentru o perioada de timp, steaua devine mai stralucitoare decat galaxia din care face parte.

Gazul expulzat in urma exploziei ramane in jurul stelei, dar se intinde pe o suprafata mare (uneori si cativa ani lumina). Nebuloasa formata poarte numele de rest de supernova. Sunt cunoscute sute de resturi de supernova in galaxia noastra.


Toate elementele chimice aflate in nucleu sunt aruncate in spatiu. Acestea interactioneaza cu particulele numite neutrini, emise si ele in timpul exploziei. Interactiunea fierului cu neutrinii produce elemente grele, ce nu pot fi produse decat de supernove. Astfel avem in natura si elemente chimice mai grele decat fierul, cum ar fi uraniu.

Pe masura ce se indeparteaza de locul exploziei, materialul emis poate interactiona cu alte nebuloase, paticipand la creearea altor stele sau planete. Astfel avem un caz de reciclare a elementelor din care sunt compuse stelele.

In acest moment nu se poate explica perfect mecanismul exploziei supernovelor dar nici ceea ce ramane in urma lor. Astronomii au observat ca dupa explozie nucleul fostei stele se transforma intr-o stea neutornica sau intr-o gaura neagra.


Steaua neutronica RX J07204-3125

Stelele neutronice se formeaza atunci cand in nucleu electronii sunt fortati sa se combine cu protonii. Astfel se formeaza neutronii. Nucleul devine o supa de neutroni si nuclee atomice. Acese stele sunt foarte mici, neavnd mai mult de 10 km in diametru, cu o densitate enorma. Datorita marimii mici a stelei, rotatia aceasta creste, ajungandu-se ca steaua sa faca si 600 de rotatii pe secunda.

Pe la polii stelei se emite continuu un jet de radiatie. Cand o asemenea stea are polii indreptati inspre Pamant, radiotelescoapele intecepteaza aceasta radiatie radio. Stele de la care detectam aceasta radiatie se numesc pulsari.

Un alt tip de stele neutronice sunt magentarii. Acestia au un camp magnetic foarte mare, in jurul a 100 gigaTesla. Ca o comparatie intensitatea campului magnetic a planetei noastre este de 60 microTesla! Un magnetar ar putea face inutilizabile toate cartelele magnetice daca ar fi situat la distanta la care este Luna (360.000 km).


O simulare a modului in care ar arata cerul daca o
supernova s-ar afla la 600 de km de Pamant.
Se observa ca din cauza gravitatiei enorme razele de lumina
sunt vizibil curbate, ceea ce produce efectul de lupa.
Ilustrație: NASA

Gauri negre. Daca nucleul este destul de masiv, se va micsora foarte mult, pana ce va avea o raza mai mica decat raza Schwarzschild. Aceasta raza este cea mai mica pe care o poate avea un corp cu o anumita masa. Pentru Soare este de 3 km, iar pentru Pamant de 9mm.

Gaurile negre se produc atunci cand nucleul va avea raza mai mica decat aceasta limita. Nici o radiatie si nici o particula nu poate scapa enormei gravitatii a gaurilor negre.

Astronomii pot studia supernovele dupa efectele pe care le au asupra stelelor vecine.








 

 

Sonka Adrian


Nasterea stelelor

Stelele se nasc din imensi nori de gaz si praf, numiti "nori moleculari" sau "nebuloase".

Viata stelelor

Linisitita, tumultoasa, scurta sau lunga. Viata stelelor depinde de masa lor. Cele mai masive stele traiesc putin, dar traiesc pe picior mare!

Moartea stelelor

Moarte linistita sau moarte violenta? Depinde de modul in care ai trait.

Stele exotice

Există stele mici, normale mari și... exotice.

Mărimea stelelor

Află câte de mari sunt stelele și dacă se pot vedea bine prin telescoape

Tipuri de stele - secvența principală

„Secvența principală” este categoria de stele normale

Stele cu planete

Unele stele au planete.