Cum mor stelele

În cea mai mare parte a istoriei oamenii au crezut că stelele sunt eterne. Erau considerate zei nemuritori sau bijuterii atemporale așezate pe firmamentul ceresc.

Una dintre cele mai importante descoperiri ale secolului XX în domeniul astronomiei a fost faptul că și stelele au un ciclu de viață, la fel ca noi. Ele se nasc, ajung la maturitate și, în cele din urmă, mor, explică Adam Frank într-un articol Big Think.

Stelele mor în maniere distincte, în funcție de masa pe care o au.

Un cadavru alcătuit din carbon

Reacțiile de fuziune termonucleară sunt cele ce mențin stelele în viață. Presiunea gravitațională uriașă din miezul unui astru produce densități, temperaturi și presiuni suficient de mari pentru a ciocni nucleele atomice atât de puternic încât acestea fuzionează în elemente mai grele.

În cea mai mare parte a vieții unei stele, cel mai simplu element, hidrogenul, este cel care se transformă în heliu și eliberează energia ce dă strălucire stelelor, protejând în același timp împotriva forței gravitației.

Dar rezerva de hidrogen din miezul unei stele, locul unde poate avea loc reacția de fuziune, nu este nelimitată. În cele din urmă, combustibilul necesar fuziunii se epuizează, iar din acel moment steaua se apropie de sfârșitul vieții sale. Atunci devine importantă masa inițială a astrului.

În cazul stelelor care pornesc cu o masă de opt ori mai mică decât cea a Soarelui, condițiile induse de gravitație în nucleu nu permit niciodată altceva decât arderea heliului. Atunci când hidrogenul se termină, fluxul de energie spre exterior este redus, iar greutatea materialului de deasupra nucleului îl determină să se contracte.

În cele din urmă, temperaturile din nucleu cresc până la punctul în care heliul e capabil să fuzioneze în carbon – 100 de milioane de grade C.

Acest lucru prelungește pentru o vreme viața astrului, dar și cantitatea de heliu din nucleu este limitată și se epuizează. Deoarece nu are o masă suficient de mare pentru a comprima carbonul până la punctul de ardere, rămâne o cenușă, compusă în întregime din nuclee de carbon atât de compact unite încât doar efectele mecanice cuantice susțin steaua împotriva propriei greutăți.

Astronomii numesc astfel de stele pitice albe. Ele sunt cadavre stelare și își pierd încet- încet luminozitatea.

Citește și Planeta Jupiter, imagini nemaivăzute până acum

Soarta unei stele cu masă mare depinde de elementul Fe

Stelele care își încep viața cu o masă de opt ori mai mare decât cea a Soarelui au o soartă diferită. După ce heliul din nucleele lor se epuizează și rămâne doar carbon, masa pe care o au este capabilă să producă temperaturi suficient de ridicate (500 de milioane de grade C) pentru a utiliza și carbonul.

Ele trec apoi prin reacții de ardere nucleară a mai multor elemente, fiecare element acumulându-se ca „cenușă“ dintr-o etapă anterioară: Carbonul se transformă în neon și apoi în oxigen, urmat de siliciu.

Cu toate acestea, după ce în nucleu se acumulează cenușă de fier rezultată din arderea siliciului, procesul se încheie deoarece este nevoie de mai multă energie pentru a fuziona fierul în ceva mai greu decât energia care rezultă din aceste reacții de fuziune.

Soarta stelei rămasă doar cu fier este pecetluită. Neavând nimic care să o protejeze de forța gravitațională, astrul face implozie, ducând la o explozie titanică numită supernovă. Cenușa rămasă după astfel de explozii ia două forme.

În cazul unei mase mai mici, în spectrul stelelor cu masă mare, astrul devine o stea neutronică, care, la fel ca o pitică albă, este un cadavru stelar susținut de efectele cuantice. În varianta unei mase mai mari, gravitația este mai puternică chiar și decât aceste efecte cuantice. Respectivele stele sfârșesc sub formă de găuri negre.

Cifra care contează – 8

Așadar, stelele sunt clasificate în corpuri cerești cu masă mică și intermediară, de opt ori mai mică decât cea solară, și astre cu masă mare, de opt ori mai mare decât a Soarelui. Stelele cu masă mică și intermediară se transformă după moarte în pitice albe. Cele cu masă mare mor sub formă de stele neutronice și găuri negre.

Această cifră magică – de opt ori masa Soarelui, este cea care face diferența. Deși există multe alte aspecte demne de menționat cu privire la moartea unei stele, aceasta este singura necesară pentru a ști cum va sfârși un astru.

Traducere și adaptare
Tribuna.US