Menu

Astronomia i pochodne

Wszystko o astronomii

Druga młodość gwiazdy

adelkatoja

Zycie gwiazdy sprowadza się do bezustannej walki z siłą graw itacji, która dąży do skupienia jej całej masy w możliwie małej objętości. Gwiazda zaś, jak gdyby świadomie, broni się przed tym. Uruchamia kolejne mechanizmy samoobronne Opowieść o życiu gwiazdy zakończyliśmy przeciw działające kurczeniu się. Ale właściwie przed czym się broni? Czego stara się uniknąć? Otóż jej zachowanie wskazuje, iż nie chce zostać czarną dziurą. Przez całe życie broni się więc przed samounicestwieniem. A na szalę zwycięstwa musi rzucić tym więcej argumentów, im większą masę miała w chwili narodzin. Czy walka ta zawsze kończy się zwycięstwem? Przekonam y się o tym niebawem. gromadzonej w nim energii.

universe2151332_1280

 

Dotychczas poznaliśmy dwa mechanizmy samoobronne gwiazdy. Pierwszy spotkaliśmy na etapie jej narodzin. Była to jonizacja materii, dzięki której gwałtowna zapaść grawitacyjna została wyhamowana. Drugi, spotkaliśmy na etapie nazwanym młodością mechanizmem obronnym były procesy termojądrowe prowadzące do powstawania helu. Ciśnieniu napierających z zewnątrz mas przeciwstaw iała się teraz energia wydzielana w tych reakcjach, która w postaci promieniowania wydostawała się z jądra na zewnątrz. w momencie, gdy w centralnych obszarach dopalały się resztki wodoru i powstało helowe jądro. Cóż się dzieje dalej? Nietrudno domyślać się, iż zmniejszenie produkcji energii wpływa na zachowanie równowagi wewnętrznej. Zdecydowanie maleje przecież ciśnienie promieniowania i górę bierze grawitacja.

Pozbawione wodoru jądro zaczyna się kurczyć, co powoduje „wyciskanie” nadoksalnego (chwilowego) efektu, który polega na zwiększeniu rozmiarów gwiazdy. Istotne jest jednak to , co dzieje się w jej wnętrzu. Kurczeniu jądra towarzyszy ponowny wzrost gęstości, ciśnienia i temperatury. Jeśli ta ostatnia osiąga wartość rzędu 100 milionów stopni, to gwiazda uzyska rzędu 100 milionów stopni, to gwiazda uzyska Całkowita ilość energii produkowana przez gwiazdę jest teraz większa niż na etapie syntezy helu. Większe jest również ciśnienie promieniowania, co prowadzi do ustalenia równowagi wewnętrznej przy rozm iarach większych o około dwa rzędy wielkości (czyli stukrotnie). Gwiazda staje się olbrzymem, świeci o wiele jaśniej, można więc mówić o jej drugiej młodości. Przyjrzyjmy się uważniej jej budowie wewnętrznej (rys. 1). Na początku tego etapu energia produkowana jest w dwóch miejscach. W centrum , gdzie pali się hel oraz na powierzchni jądra helowego, gdzie istnieją warunki do spalania wodoru. Z biegiem czasu utworzy się jądro węglowe, a ściślej węglowo-tlenowe, bo spotykam y w nim również liczne jądra atomów tlenu. Zewnętrzna warstw a gwiazdy (wodorowa) jest teraz bardzo syntezy węgla, po zakończeniu ewolucji rozrzedzona, co Jest prostym następstwem zwiększonej produkcji energii.

crabnebula1914019_1280

 

Jej gęstość można porównać z ,.dobrą próżnią” uzyskiwaną w szkolnych laboratoriach. Warstwa ta jest słabo związana grawitacyjnie z warstw am i centralnym i. Nie można się więc dziwić, że znaczna część jej masy może opuścić pole grawitacyjne gwiazdy. W raca ona ponownie do przestrzeni międzygwiazdowej pod postacią mgławicy planetarnej lub silnego w iatru gwiazdowego. Wydajność takiego wiatru jest znaczna, oceniana na milionową część masy Słońca na rok. Zastanówmy się teraz, czy każda gwiazda przechodzi przez fazę palenia helu. Wiemy, że proces ten wymaga temperatury około 100 milionów stopni, a to oznaczą, że tylko gwiazdy o wystarczająco dużej masie zdołają ten warunek spełnić. W rzeczywistości, ta krytyczna wartość wynosi około 0,4 masy Słońca. Jeśli gwiazda ma masę mniejszą, to kurcząc się nie zdoła osiągnąć wymaganych warunków fizycznych i hel się nie zapali. Brak nowych reakcji jądrowych oznacza brak mechanizmu obronnego przed grawitacją. Czyżby gwiazda miała stać się czarną dziurą? Ratunek jednak istnieje.

Materia w jądrze takiej gwiazdy, pod wpływem kurczenia się przechodzi w Btan nazywany gazem zdegenerowanym. Gaz zdegenerowany, to gęsto upakowane jądra atomowe oraz znajdujące się między nimi swobodne elektrony. Charakteryzuje go; duża gęstość (około 10B g/cm*), brak zależności między panującym w nim ciśnieniem i temperaturą oraz niewielka ściśliwość. Może więc przeciwstawić się ciężarowi napierających na jądro zewnętrznych warstw gwiazdy. Brak efektywnych źródeł energii spraw ia, że gwiazdy o masach mniejszych od 0,4 masy Słońca, po wypaleniu wodoru kurczą się i zaczynają po prostu stygnąć. Powróćmy do gwiazd masywniejszych, z których każda musi przejść przez fazę spalania helu. Są one wtedy olbrzymami. Energia produkowana jest w jądrze (niewielkim w porównaniu z całą gwiazdą), które znajduje się w centrum rozległej i niezmiernie rzadkiej otoczki wodorowej. Z chwilą ustania produkcji energii, otoczka opada na jądro i cała zabawa rozpoczyna się od początku. Ponownie gwiazda kurczy się, temperatura w jądrze w zrasta i jeśli osiągnie wymaganą granicę (tym razem 0-10" stopni), to zapali się węgiel. Będzie to kolejne źródło energii, a gwiazda będzie przeżywała kolejną ,,młodość”.

Pod względem rozmiarów stanie się obiektem imponującym. Jej średnica może wzrosnąć naw et tysiąckrotnie, a to oznacza, że będzie jeszcze bardziej rozdęta. Aby węgiel mógł się zapalić, masa gwiazdy powinna być większa od 3 mas Słońca. Widać stąd, że nasze Słońce nie jest w stanie spełnić tego warunku. Po wypaleniu helu skurczy się, wytworzy zdegenerowane jądro węglowe i zacznie powoli stygnąć, zamykając w ten mało efektowny sposób historię układu planetarnego. W przypadku gwiazd o m asach dużo większych, istnieją potencjalne możliwości spalania kolejnych produktów przemiany materii. Proces ten nie trwa jednak w nieskończoność. Kończy się z chwilą utworzenia jądra żelaznego, bowiem dalsze reakcje jądrowe z udziałem tego pierwiastka są już endoenergetyczne, czyli wymagają dostarczania energii. Schemat budowy takiej gwiazdy przedstaw ia rysunek 3; gwiazda przypomina cebulę zbudowaną z wielu warstw. Przedstawiony w tym odcinku obraz ewolucji gwiazd, nie zawierał wielu ważnych i dramatycznych wydarzeń z ich życia. 

Polecane strony

Darmowa bramka sms

Sprawdź kto dzwonił

 

© Astronomia i pochodne
Blox.pl najciekawsze blogi w sieci