Στάδια στον κύκλο ζωής ενός αστεριού

Καθώς κοιτάζετε τον νυχτερινό ουρανό και βλέπετε τα αστέρια να αναβοσβήνουν, ίσως νομίζετε ότι δεν αλλάζουν ποτέ και δεν έχουν καμία σχέση με εσάς. Στην πραγματικότητα, αλλάζουν σημαντικά - αλλά πάνω από εκατομμύρια σε δισεκατομμύρια χρόνια. Τα αστέρια σχηματίζονται, γερνούν και αλλάζουν σε κύκλους. Μελετώντας τον κύκλο ζωής των αστεριών, μπορείτε να εξοικειωθείτε καλύτερα με τη φύση του σχηματισμού ύλης και τη διαδικασία που διέρχεται ο ήλιος μας.

Όλα τα αστέρια έχουν παρόμοια στάδια ζωής έως ότου το αστέρι φτάσει στο κόκκινο-γιγαντιαίο στάδιο. Καθώς το αέριο σε ένα νεφέλωμα συμπυκνώνεται, σχηματίζει ένα πρωτόστρωμα. Τελικά η θερμοκρασία φτάνει περίπου τους 15 εκατομμύρια βαθμούς και ξεκινά η σύντηξη. Το αστέρι αρχίζει να λάμπει έντονα και συστέλλεται. Είναι τώρα ένα αστέρι, το οποίο θα λάμπει για εκατομμύρια έως δισεκατομμύρια χρόνια. Καθώς το αστέρι μεγαλώνει, μετατρέπει το υδρογόνο σε ήλιο στον πυρήνα του μέσω της διαδικασίας σύντηξης. Όταν εξαντληθεί η παροχή υδρογόνου, ο πυρήνας του αστεριού γίνεται ασταθής και συστέλλεται καθώς το εξωτερικό κέλυφος διαστέλλεται. Καθώς κρυώνει και επεκτείνεται με αυτόν τον τρόπο, αρχίζει να λάμπει κόκκινο. Σε αυτό το σημείο, το αστέρι έχει φτάσει στη φάση του κόκκινου-γίγαντα.

Τα αστέρια που είναι περίπου 10 φορές το μέγεθος του ήλιου ή μικρότερα ονομάζονται αστέρια χαμηλής μάζας. Μετά τη σύντηξη του ηλίου σε άνθρακα, ο πυρήνας του αστεριού καταρρέει για άλλη μια φορά. Καθώς συστέλλεται, το εξωτερικό μέρος του αστεριού φυσά προς τα έξω. Αυτό σχηματίζει ένα πλανητικό νεφέλωμα. Καθώς κρυώνει, ο πυρήνας του αστεριού που παραμένει σχηματίζει έναν λευκό νάνο. Καθώς κρυώνει περισσότερο, μπορεί να σχηματίσει αυτό που είναι γνωστό ως μαύρος νάνος.

Καθώς τα μεγαλύτερα αστέρια φτάνουν στην κόκκινη γίγαντα, η θερμοκρασία τους αυξάνεται καθώς το ήλιο συντήκεται με άνθρακα. Η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνεται, με οξυγόνο, άζωτο και σίδηρο που σχηματίζει σύντηξη. Όταν ο πυρήνας του αστεριού μετατρέπεται σε σίδηρο, η σύντηξη σταματά. Ο σίδηρος είναι πολύ σταθερός και χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για τη σύντηξη του σιδήρου από ότι απελευθερώνεται. Αφού σταματήσει η σύντηξη, το αστέρι καταρρέει. Οι θερμοκρασίες υπερβαίνουν τους 100 δισεκατομμύρια βαθμούς και οι επεκτατικές δυνάμεις ξεπερνούν τις συσσωρευμένες. Η καρδιά του αστεριού εκρήγνυται προς τα έξω για να σχηματίσει μια έκρηξη γνωστή ως σουπερνόβα. Καθώς αυτή η έκρηξη διέρχεται από τα εξωτερικά κελύφη του αστεριού, η σύντηξη εμφανίζεται για άλλη μια φορά. Μέσω αυτής της απελευθέρωσης ενέργειας, το σουπερνόβα δημιουργεί βαριά στοιχεία. Εάν το υπόλοιπο της έκρηξης είναι μεγαλύτερο από 1,4 έως τρεις ηλιακές μάζες, θα γίνει ένα αστέρι νετρονίων. Εάν πρόκειται για τρεις ηλιακές μάζες, το αστέρι θα τελειώσει τη ζωή του ως μαύρη τρύπα.

Ο ήλιος είναι ένα αστέρι χαμηλής μάζας. Δημιουργήθηκε από συμπύκνωση αερίου και σκόνης σε ένα νεφέλωμα πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Σε περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια θα μετατραπεί σε κόκκινο γίγαντα και θα περιβάλει όλους τους εσωτερικούς πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της γης. Θα γίνει τελικά αστέρι λευκού νάνου.