EZ A CSILLAG ELéRTE éLETéNEK VéGéT

Send

Körülbelül 10 000 fényév távolságra, a Kentaur csillagképben egy NGC 5307 nevű bolygó köd található. A bolygó köd olyan csillag maradványa, mint a Nap, amikor elérte azt, amit életének végeként lehet leírni. Az NGC 5307 Hubble képe nemcsak arra készteti a csillag múltját, hogy elgondolkozzon, hanem arra gondol, hogy mi a saját Napunk jövője is.

A csillag elöregedése és életének végére jutó folyamat egy hosszú, lassú történet, amelyet gyors változások epizódjai tartalmaznak. Csakúgy, mint az NGC 5307, a Napunk végül vörös óriássá válik, és eldobja a külső gázrétegeit. A jövőben néhány milliárd év alatt önmagában fehér törpévé válik, világítva a gázrétegeket, amelyeket bolygó-ködként öntött el.

Jelenleg a Napunk van a fő sorrendben. Fuzionálja a hidrogént a héliumba a magjában. Ennek a fúziónak eredményeként óriási mennyiségű energia szabadul fel, amely felmelegíti a Földet, és tovább tartja az életet itt. (Valójában nem a fúzió generálja a legtöbb hőt; ez a proton-proton lánc.)

A csillag azonban egy kiegyensúlyozó tevékenység a fúzió külső nyomása és a saját gravitációja belső nyomása között. Ezt az egyensúlyt hidrosztatikus egyensúlynak nevezik, és nem maradhat örökké.

Évről évre, évszázadról évre évre, aeonról aeonra a Nap folyamatosan olvad a hidrogént a héliumba, felszabadítja a hőt és elveszíti a tömegét. Annak ellenére, hogy egy olyan csillag, mint a Nap, stabilnak és változatlannak tűnik, a természetben semmi sem változik. A Nap másodpercenként körülbelül 600 millió tonna hidrogént fuzionál héliumba, és ezzel tömegveszteséget okoz. Elveszíti tömegét az anyag energiává történő átalakításával, amint azt Einstein E = mc² magyarázza.

Ez jelentős összeg. Valójában az eddig megközelítőleg 4,5 milliárd éves életében a Nap elvesztette a Jupiter tömegéhez hasonló tömegű mennyiséget.

Végül az egyensúlyozó cselekedet örökre megváltozik, mert a Nap elveszíti annyi tömegét, hogy gravitációjának belső erője nem lesz elegendő fúziójának külső erőének megtartására. A csillag vörös óriássá alakul.

A csillagászok azt számítják, hogy amikor a Napunk vörös óriássá válik, körülbelül 5 milliárd év alatt, akkor eléggé kibővül, hogy elmerítse a Merkúrot, a Vénust és valószínűleg a Földet. Felfelé vezetve a Nap körülbelül kétszer olyan világossá válik, mint most. Ezen a ponton a Föld körülbelül annyi energiát fog kapni a Napból, mint a Vénusz. Nem jó előrejelzés az életre.

Vörös óriási fázisa után a Nap al-óriássá válik. Fél milliárd év alatt kettős lesz. Aztán jön egy újabb félmilliárd éves fázis, ahol ismét megkétszereződik, és kétszer is világosabb lesz. Ezen a ponton a Nap most egy hatalmas, fényes, fenyegető tárgy, amely vörösre vált és elhasználja a Naprendszer belső bolygóit.

Ezen a ponton a Nap a vörös-óriás ágon lesz. Héliummaggal rendelkezik, amelyet egy hidrogénréteg vesz körül. Több milliárd éves aktív élet után a Napnak csak körülbelül 100 millió éve van hátra aktív élete. De nagyon sok tevékenység történt ahhoz a 100 millió évhez.

Először ott van egy héliumvaku, ahol a Nap tömegének 40% -át elégetné. Megteszi, ha a magjában lévő hélium kb. 6% -át szénré konvertálja. Ez csak néhány percet vesz igénybe, megdöbbentő helyzetbe kerülve a Nap életének milliárd éve ellen.

Az összes tömeg elvesztése után a jelenlegi méretének körülbelül tízszeresére és a fényerősségének kb. 50-szeresere csökken. Ezen a ponton a Nap a vízszintes ágon helyezkedik el, és a héliumot a következő százmillió évben tovább égetheti, kicsit nagyobbé és világosabbá válva.

De most a Nap elfogy az üzemanyag. A hélium a magjában tovább kimerül, és ezzel több tömeg veszít. Semmi sem akadályozhatja meg, hogy ez megtörténjen, és a Nap ismét kiszélesedik, mint amikor az először belépett a vörös óriás fázisba. De ez a terjeszkedés sokkal gyorsabb lesz.

A dolgok felgyorsulnak a Nap felé, és ez egyre instabilabbá válik. Az egyszer elítélhetetlen Napunk bejut a végső szakaszába. Most az aszimptotikus-óriás-ág szakaszában van, és kb. 20 millió évet töltenek ennek a szakasznak a korai szakaszában. Főleg közömbös oxigén- és szénmaggal rendelkezik, héja, ahol a hélium több szénre olvad, és egy másik héj, ahol a hidrogén héliumba olvad. Sok minden történik.

Hőimpulzusok sorában és tömegveszteségben fog forogni. Ezen impulzusok mindegyike csak körülbelül száz évig tart, és mindegyikben a Nap kiszélesedik és világosabbá válik. Minden impulzus erősebb lesz, mint az azt megelőző, és ez az időtartam körülbelül 100 000 évig tart. A számítások azt mutatják, hogy Napunk élettartama végén valószínűleg négy ilyen impulzust fog megtapasztalni.

Miután ezeket az impulzusokat elrontotta, a Nap megnyugodni fog. A Nap minden szándékból és célból halott. Vagy legalább kómában. Az impulzusok kiszorították a külső rétegeket, és ez most egy fehér törpe. Ez a fehér törpe a Nap eredeti tömegének csak körülbelül 50% -át fogja tartalmazni.

A Nap meghalt, mert már nincs fúzió. Fehér törpeként csak tárolt energiát bocsát ki. Sűrűn csomagolt elektrondegenerált anyagból áll, és nem fordulhat elő fúzió.

De még mindig ragyog, és az általa kibocsátott energia megsemmisíti a gázrétegeket, amelyeket hőimpulzusai során szétterít, ionizálja a gázt és világítja meg. A Napunk akkor bolygó-köd lesz. És ez visszavezet minket az NGC 5307-hez.

Az NGC 5307 egy pillantás a Nap életének végére. Csakúgy, mint az NGC 5307, a Napunk egy milliárd év múlva is csak egy korábbi dicsőségének maradványa, mint egy plazma életadó labdája. A bolygó-köd neve ellenére nem lesznek bolygók a közelben. Tágításuk során megsemmisítette őket. Csak gáz lesz.

De még a gáz is elmúlik. Távol lesz a csillagtól és hűvös. Körülbelül 10 000 bolygós ködként töltött év után az egykori Nap trilliók évekig gyengén fehér törpeként marad fenn. Ezután az elmélet szerint a Nap fekete törpe lesz. Teljesen lehűl és nem bocsát ki energiát. Ez elméleti, mivel nem figyeltek meg fekete törpéket. Valójában hosszabb idő vesz igénybe egy csillag ezen hipotetikus fekete törpe állapotba való fejlődéséhez, mint maga az univerzum korában.

A bolygó-ködből kilépő gáznak továbbra is szerepe van. A Nap utóbbi evolúciós szakaszának káoszában a csillagok nukleoszintézise révén a hidrogénnél és a héliumnál nehezebb elemeket állított elő. Ezeket az csillagászatban fémeknek nevezett elemeket az űrbe továbbítják és felhasználják egy másik csillagképződés során. Gazdagítják a következő születő csillagot és a következő bolygókat, amelyek e jövő csillag körül alakulhatnak ki.

A bolygó-köd név a csillagászat korábbi napjaiból származó téves név. Semmilyen módon nem állnak kapcsolatban a bolygókkal. De ezeknek a csillagmaradványoknak az első megfigyelői, a rendelkezésükre álló távcsövekkel, láthatták a lekerekített alakzatokat, és feltételezték, hogy bolygók.

Most tudjuk, hogy ez nem igaz. Most felismerjük őket azért, amik vannak. Ezek a ködök mindegyike olyan pillanatkép, amely összefoglalja az állam eléréséhez szükséges milliárd évet. És bár az emberi szem (valószínűleg) soha nem fogja megfigyelni, ez a Napunk végső sorsa.

Megjegyzés az olvasóknak:

Óriási mennyiségű részlet van egy csillag életében és esetleges halálában. Amikor mondunk valamit, mint például a „hidrogén héliumba történő olvadása hőt bocsát ki”, akkor sokkal több van rá, és sokkal több, mint ami belefér egy cikkbe.

Ha többet szeretne tudni a csillagokról, azt javaslom: „A csillagok élete és halála” (2013), Kenneth R. Lang. Lang a Tufts Egyetem csillagászat professzora, kitűnő munkát végez, hogy mindent megmagyarázjon.