Hipergianti: najbolj množične zvezde v vesolju

Vesolje je napolnjeno z zvezdami vseh velikosti in vrst. Največji tam se imenujejo "hipergianti" in pritlikajo naše drobno Sonce. Pa ne samo to, nekateri od njih so lahko resnično čudni.

Hipergianti so izjemno svetli in napolnjeni z dovolj materiala, da lahko naredimo milijon zvezd, kot je naša. Ko se rodijo, prevzamejo vse razpoložljive materiale za "rojstvo zvezd" na tem območju in svoje življenje živijo hitro in vroče. Hipergianti se rodijo po istem postopku kot druge zvezde in svetijo na enak način, toda poleg tega se zelo, zelo razlikujejo od svojih manjših bratov in sester.

Hipergiantne zvezde so bile najprej identificirane ločeno od drugih superganov, ker so bistveno svetlejše; to pomeni, da imajo večjega svetilnost kot drugi. Študije njihove svetlobe kažejo tudi, da te zvezde zelo hitro izgubljajo maso. Ta "izguba mase" je ena od značilnosti hipergianta. Med druge so vključene njihove temperature (zelo visoke) in njihove mase (do večkratne mase Sonca).

Vse zvezde se tvorijo v oblakih plina in prahu, ne glede na velikost. To je postopek, ki traja milijone let, sčasoma pa se zvezda "vklopi", ko začne v svojem jedru topiti vodik. Takrat se premakne na obdobje v svoji evoluciji, imenovano the glavno zaporedje. Ta izraz se nanaša na tabelo evolucije zvezd, ki jo astronomi uporabljajo za razumevanje življenja zvezde.

Vse zvezde večino svojega življenja preživijo na glavnem zaporedju, ki vztrajno zliva vodik. Večja in bolj množična je zvezda, hitreje porabi svoje gorivo. Ko vodikovega goriva v jedru katere koli zvezde ni več, zvezda v bistvu zapusti glavno zaporedje in se razvije v drugačen "tip". To se zgodi z vsemi zvezdami. Velika razlika pride na koncu življenja zvezde. In to je odvisno od njegove mase. Zvezde, kot je Sonce, končajo svoje življenje kot planetarne meglice, in izpuščajo svoje mase v vesolje iz plina in prahu.

Ko pridemo do hiperglikanov in njihovega življenja, postanejo stvari res zanimive. Njihova smrt je lahko precej neverjetna katastrofa. Ko so te zvezde velike mase izčrpale vodik, se razširijo v veliko večje zvezde. Sonce bo dejansko storilo isto v prihodnosti, vendar v veliko manjšem obsegu.

Tudi znotraj teh zvezd se stvari spreminjajo. Širitev nastane, ko zvezda začne topiti helij v ogljik in kisik. To segreva notranjost zvezde, kar sčasoma povzroči, da zunanjost nabrekne. Ta postopek jim pomaga, da se med segrevanjem ne bi vrušili vase.

Na presežni stopnji zvezda niha med več stanji. To bo a rdeča nadvišica za nekaj časa, potem pa, ko začne zlivati ​​druge elemente v svojem jedru, lahko postane a modri nadčlovek. IN med takšno zvezdo se lahko pojavi tudi kot rumeni nadvišen pri prehodu. Različne barve so posledica dejstva, da zvezda v rdeči supergiantni fazi nabrekne v velikosti do sto krat več kot polmer našega Sonca, na manj kot 25 sončnih polmerov v modri fazi supergienta.

V teh nadvojnih fazah takšne zvezde izgubijo maso precej hitro in so zato precej svetle. Nekateri superjunaki so svetlejši od pričakovanj in astronomi so jih proučevali bolj poglobljeno. Izkazalo se je, da so hipergianti nekateri izmed njih najbolj množične zvezde kadar koli merjeno in njihov postopek staranja je veliko bolj pretiran.

To je osnovna ideja, kako hipergiant ostari. Najbolj intenziven postopek trpijo zvezde, ki so več kot stokrat večje od našega Sonca. Največji je več kot 265-kratnik njegove mase in neverjetno svetel. Njihova svetlost in druge značilnosti so astronome povzročile, da so tem napihnjenim zvezdam dodale novo klasifikacijo: hipergiantno. To so v bistvu superjani (rdeči, rumeni ali modri), ki imajo zelo veliko maso in tudi veliko izgubo mase.

Zaradi svoje velike mase in svetilnosti hipergienti živijo le nekaj milijonov let. To je precej kratka življenjska doba za zvezdo. Za primerjavo bo Sonce živelo približno 10 milijard let. Njihove kratke življenjske dobe pomenijo, da gredo od otroških zvezd do vodikove fuzije zelo hitro, vodik izčrpajo dokaj hitro in preidejo v nadmočno fazo že dolgo pred svojimi manjšimi, manj množičnimi in ironično, dolgoživejšimi zvezdnimi sorojenci (kot Sonce).

Sčasoma bo jedro hipergianta spajalo težje in težje elemente, dokler jedro večinoma ni železo. V tem trenutku je potrebno več energije, da se železo zlije v težji element, kot ga ima jedro. Fuzija se ustavi. Temperature in pritiski v jedru, ki so zadrževali preostali del zvezde v tako imenovanem "hidrostatskem ravnovesju" (z drugimi besedami, navzven pritisk jedra, pritisnjen na močno težo plasti nad njim) ni več dovolj, da se preostali del zvezde ne bi sesedel sama. Tega ravnotežja ni več, kar pomeni, da je čas zvezde v katastrofi.

Kar se zgodi? Propada, katastrofalno. Propadajoči zgornji sloji trčijo v jedro, ki se širi. Vse nato popusti nazaj. To vidimo, ko a supernova eksplodira. Pri hipergianu katastrofalna smrt ni samo supernova. To bo hipernova. Pravzaprav nekateri teoretizirajo, da je namesto tipične supernove tipa II nekaj, imenovano a gama žarkov (GRB) bi se zgodilo. To je neverjetno močan izbruh, ki okolico razstreli z neverjetnimi količinami zvezdnih naplavin in močnim sevanjem.

Kaj je ostalo za sabo? Najverjetnejši rezultat takšne katastrofalne eksplozije bo bodisi Črna luknjaali morda a nevtronska zvezda ali magnetar, vse obkroženo z lupino razširjajočih se naplavin veliko, veliko svetlobnih let. To je najbolj čuden konec za zvezdo, ki živi hitro, umre mlado: za seboj pušča krasen prizor uničenja.

Uredil Carolyn Collins Petersen.