Mitkä ovat tähtielämän viimeiset vaiheet, jotka ovat kooltaan samanlaisia ​​kuin aurinko?

Ymmärtääksemme, mitä aurinkoa muistuttavan tähden elämän lopussa tapahtuu, auttaa ymmärtämään, miten tähdet muodostuvat ensinnäkin ja kuinka he loistavat. Aurinko on keskikokoinen tähti, ja toisin kuin Eta Carinaen kaltainen jättiläinen, se ei mene ulos supernovana ja jätä mustaa aukkoa jälkeensä. Sen sijaan aurinko muuttuu valkoiseksi kääpiöksi ja yksinkertaisesti häipyy.

Tähdet syntyvät galaktien välisestä pölystä. Kun pölyllä, vedyllä ja heliumkaasulla täytetty pilvi alkaa hitaasti pyöriä keskiytimen ympärillä, ydin houkuttelee enemmän ja kasvava paine lämmittää sitä, kunnes se on tarpeeksi kuuma, jotta vetykaasu sulaa ydinreaktiossa. Fuusioreaktioiden tuottama energia estää uuden romahduksen, ja ytimestä tulee pääsekvenssitähti. Massiiviset tähdet käyttävät vetypolttoainettaan nopeasti ja voivat palaa vain 3 miljoonassa vuodessa. Auringon kaltaisen tähden pääjakso on kuitenkin noin 10 miljardia vuotta.

Kun aurinkokokoinen tähti käyttää ytimessään vetyä, fuusio loppuu ja lämpötila ei ole tarpeeksi korkea heliumfuusion alkamiseksi. Ulkoisen säteilypaineen puute antaa sydämen supistua. Koska ydin supistuu ja painovoima heikkenee, ulkokerros jäähtyy, muuttuu punaiseksi ja alkaa laajentua, ja tähdestä tulee punainen jättiläinen. Punaiset jättiläiset kasvavat tyypillisesti 10 - 100 kertaa pääsekvenssitähden halkaisija. Kun aurinko saavuttaa punaisen jättiläisvaiheen, joka kestää 1-2 miljardia vuotta, se voi kasvaa riittävän suureksi nielemään maapallon.

Punaisen jättiläisen ytimen supistuessa elektronit pakataan niin tiiviisti yhteen, että kvanttimekaaniset periaatteet tulevat tärkeiksi. Paulin poissulkemisperiaate sanelee, ettei kaksi elektronia voi olla samassa tilassa, ja työntövoimista tulee vahvempia kuin lämpöpaine ja riippumattomia lämpötilasta. Aineen sanotaan olevan tässä tilassa rappeutunut, ja se sallii räjähtävien reaktioiden esiintymisen. Ytimessä oleva heliumi alkaa sulautua hiileksi, kun taas ydintä ympäröivässä kerroksessa oleva vety alkaa sulautua myös heliumiksi. Nämä reaktiot tuottavat enemmän ulospäin kohdistuvia paineita, jolloin tähti laajenee entisestään. Tämä on toinen punainen jättiläinen vaihe, ja se kestää noin miljoona vuotta.

Punaisen jättiläisen ydin saavuttaa lopulta pisteen, jossa kvanttimekaanisten periaatteiden vuoksi se ei voi enää romahtaa, ja se alkaa palaa sinertävän valkoisella valolla, josta tulee valkoinen kääpiö. Tähän mennessä sen massa on samanlainen kuin alkuperäisen tähden, mutta sen halkaisija on suunnilleen maapallon kokoinen, joten se on erittäin tiheä. Lopulta se jäähtyy, muuttuu mustaksi kääpiöksi ja pimenee. Vaikka tähti on vielä valkoinen kääpiö, tähden ulkokerroksen muodostavat kaasut jäähtyvät ja ajautuvat pois ytimestä planeettasumuna tunnetussa muodostumassa. Tunnettuja esimerkkejä ovat rengas- ja kissansilmäsumut.