Astronomia

Gwiazdy

Ciekawostka

Gwiazdy ewoluują lub zmieniają się z czasem. Może zająć miliony, a nawet miliardy lat, aby gwiazda ukończyła swój cykl życia.

Plejady

Plejady

Gwiazda jest jasno świecącą się kulą gorącego gazu, której energia jest wytwarzana poprzez wewnętrzny proces fuzji jądrowej. Gwiazdy wchodzą w skład galaktyk. Galaktyka zawiera nie tylko gwiazdy, ale też chmury gazu i pyłu. Chmury te nazywane są mgławicami i właśnie w nich rodzą się gwiazdy. W mgławicy znajduje się wodór w stanie gazowym, który jest przyciągany razem przez grawitacje i zaczyna się szybciej kręcić. Przez miliony lat więcej wodoru jest wciągane do kręcącej się chmury. Kolizje występujące pomiędzy atomami wodoru zaczynają podgrzewać gaz w chmurze. Gdy temperatura osiąga 15 000 000 stopni Celsjusza, w centrum lub jądrze chmury zachodzi fuzja jądrowa. Ogromne ciepło wydzielane w procesie fuzji jądrowej powoduje, że gaz świeci i tworzy się protogwiazda. Jest to pierwszy krok w ewolucji gwiazdy. Świecąca protogwiazda nadal gromadzi masę. Ilość masy, jaką może zgromadzić, jest określona przez ilość materii dostępnej w mgławicy. Gdy jej masa się ustabilizuje, gwiazda jest znana jako gwiazda ciągu głównego. Nowa gwiazda będzie kontynuowała świecić przez miliony lub nawet miliardy lat. Podczas gdy świeci, wewnątrz rdzenia wodór jest przekształcany w hel poprzez fuzję jądrową. Jądro zaczyna stawać się niestabilne i zaczyna się kurczyć. Zewnętrzna powłoka gwiazdy, którą nadal tworzy głównie wodór, zaczyna się rozszerzać. Podczas tego rozszerzania się stygnie i zaczyna świecić na czerwono. Gwiazda osiągnęła teraz stadium czerwonego olbrzyma. Jest czerwona, ponieważ jest chłodniejsza niż w stadium protogwiazdy oraz jest olbrzymia, gdyż zewnętrzna powłoka rozszerzyła się na zewnątrz. Wszystkie gwiazdy ewoluują w ten sam sposób, aż do osiągnięcia fazy czerwonego olbrzyma. Ilość masy, jaką posiada gwiazda, determinuje którą z następujących ścieżek cyklu życia podejmie.

Mgławica planetarna Kocie Oko

Mgławica planetarna Kocie Oko

Średnie gwiazdy

W czerwonym olbrzymie gazowy wodór znajdujący się w zewnętrznej powłoce kontynuuje palić się, kiedy temperatura w jądrze nadal wzrasta. Przy 200 000 000 stopni Celsjusza, atomy helu przez fuzję tworzą atomy węgla w rdzeniu. Ostatki wodoru w stanie gazowym znajdującego się w zewnętrznej powłoce zostają wywiane i tworzą pierścień wokół jądra. Taki pierścień nazywa się mgławicą planetarną. Kiedy ostatnie z atomów helu w jądrze ulegają fuzji do atomów węgla, gwiazda średniej wielkości zaczyna umierać. Grawitacja sprawia, że końcowa materia gwiazdy zapada się do wnętrza i ubija. Jest to etap białego karła, który to jest niezwykle gęsty. Białe karły świecą białym gorącym światłem, ale gdy cała ich energia zostanie już zużyta, umierają. Gwiazda osiągnęła teraz stadium czarnego karła.

Masywne gwiazdy

Gdy masywne gwiazdy osiągają stadium czerwonego olbrzyma, temperatura jądra nadal wzrasta, podczas gdy atomy węgla są formowane z fuzji atomów helu. Grawitacja kontynuuje przyciągać do siebie atomy węgla w rdzeniu, aż temperatura osiąga 600 000 000 stopni Celsjusza. W tej temperaturze atomy węgla tworzą ciężkie pierwiastki, takie jak tlen i azot. Fuzja i produkcja tych ciężkich pierwiastków trwa, aż zacznie formować się żelazo. W tym momencie fuzja ustaje, a atomy żelaza zaczynają pochłaniać energię. Energia ta zostaje w końcu uwolniona w potężnej eksplozji, zwanej supernową. Supernowa może rozjaśnić niebo na tygodnie. Temperatura w supernowej może osiągać 1 000 000 000 stopni Celsjusza. Taka wysoka temperatura może prowadzić do produkcji nowych pierwiastków, które mogą się pojawić w nowej mgławicy, która jest rezultatem po eksplozji supernowej. Jądro masywnej gwiazdy, która jest 1,5 do 4 razy masywniejsza od naszego Słońca, kończy jako gwiazda neutronowa po supernowej. Gwiazdy neutronowe szybko obracają się, wydzielając fale radiowe. Jeśli fale radiowe wydają się być emitowane pulsowo (z powodu wirowania), te gwiazdy neutronowe nazywa się pulsarami. Jądro masywnej gwiazdy, której masa jest 10 lub więcej razy większa od naszego Słońca, pozostaje masywne po supernowej. Nie zachodzi fuzja jądrowa podtrzymująca jądro, więc zostaje ono wchłonięte przez swoją własną grawitację. Stało się teraz czarną dziurą, która z łatwością pochłania dowolną materię i energię, jaka znajdzie się zbyt blisko niej. Niektóre czarne dziury mają towarzyszące gwiazdy, z których wyciągają gazy. Gdy gazy są wciągane do czarnej dziury, podgrzewają się i wydzielają energię w postaci promieni rentgenowskich. Czarne dziury są wykrywane przez promieniowanie rentgenowskie, które jest wydzielane, gdy materia wpada do dziury.

Czy wiesz, że...

Im większa masa gwiazdy, tym krótszy jej cykl życia.

Pytanie

Co określa, jak duża staje się gwiazda?

Odpowiedź

Ilość materii, jaka jest dostępna dla formacji gwiazdy w mgławicy, określa to, jak duża staje się gwiazda.