Hipergijanti: najmasovnije zvijezde u svemiru

Svemir je ispunjen zvijezdama svih veličina i vrsta. Najveći oni vani nazivaju se "hipergijanti" i oni patuljkaju naše sićušno Sunce. I ne samo to, već i neki od njih mogu biti uistinu čudni.

Hipergijanti su nevjerojatno sjajni i prepuni dovoljno materijala da naprave milijun zvijezda poput naše. Kad se rode, preuzimaju sav raspoloživi materijal o "rađanju zvijezda" na tom području i žive živote brzo i vruće. Hipergijanti se rađaju istim postupkom kao i druge zvijezde i blistaju na isti način, ali osim toga, oni su vrlo, vrlo različiti od svojih sićušnijih braća i sestara.

Hipergijske zvijezde prvo su identificirane odvojeno od ostalih superjunaka jer su značajno svjetlije; to jest, imaju veći sjaj nego drugi. Studije njihove svjetlosne snage također pokazuju da ove zvijezde gube masu vrlo brzo. Taj "gubitak mase" jedna je od glavnih karakteristika hipergijanta. U ostale se ubrajaju njihove temperature (vrlo visoke) i njihove mase (do mnogo puta veće od Sunčeve mase).

Sve se zvijezde formiraju u oblacima plina i prašine, bez obzira na veličinu. To je proces koji traje milijune godina, a na kraju se zvijezda "upali" kad počne topiti vodik u svojoj jezgri. U to se vrijeme kreće u vremenski period evolucije zvan the glavni slijed. Ovaj se termin odnosi na grafikon evolucije zvijezde koji astronomi koriste kako bi razumjeli život zvijezde.

Sve zvijezde većinu svog života provode u glavnom slijedu, neprekidno mešajući vodik. Što je zvijezda veća i masivnija, to će brže potrošiti gorivo. Jednom kada vodikovo gorivo u jezgri bilo koje zvijezde nestane, zvijezda u biti napušta glavni slijed i evoluira u drugi "tip". To se događa sa svim zvijezdama. Velika razlika dolazi na kraju života zvijezde. I, to ovisi o njegovoj masi. Zvijezde poput Sunca završavaju svoj život kao planetarne maglice, i puštaju svoje mase u prostor u školjkama od plina i prašine.

Kad naiđemo na hipergonije i njihov život, stvari postaju stvarno zanimljive. Njihova smrt može biti prilično strašna katastrofa. Jednom kada su ove zvijezde velike mase iscrpile svoj vodik, one se šire i postaju mnogo veće nadmoćne zvijezde. Sunce će zapravo učiniti istu stvar u budućnosti, ali u mnogo manjem opsegu.

I unutar ovih zvijezda stvari se mijenjaju. Širenje nastaje kada zvijezda počne topiti helij u ugljik i kisik. To zagrijava unutrašnjost zvijezde, što na kraju uzrokuje da se vanjština nabubri. Ovaj proces pomaže im da izbjegnu propadanje u sebe, čak i dok se zagrijavaju.

U nadmoćnoj fazi, zvijezda oscilira između nekoliko stanja. Bit će a crveni nadmoćan neko vrijeme, a onda kad počne topiti druge elemente u svojoj jezgri, može postati a plavi nadmoć. IN se između takve zvijezde može pojaviti i kao žuti nadmoćan dok prolazi. Različite boje su zbog činjenice da zvijezda bubri u veličini do stotine puta više polumjera našeg Sunca u crvenoj nadmoćnoj fazi, na manje od 25 solarnih radijusa u plavoj nadmoćnoj fazi.

U tim nadmoćnim fazama takve zvijezde gube masu vrlo brzo i zato su prilično svijetle. Neki su superjunaci svjetliji od očekivanih, a astronomi su ih proučavali dublje. Ispada da su hipergianti neki od najmasovnije zvijezde ikad izmjereni i njihov je proces starenja mnogo pretjeraniji.

To je osnovna ideja kako starica postaje hiper. Najintenzivniji proces trpe zvijezde koje su više od sto puta veće od našeg Sunca. Najveći je više od 265 puta svoje mase, i nevjerojatno svijetao. Njihova svjetlina i druge karakteristike navele su astronome da tim napuhanim zvijezdama daju novu klasifikaciju: hipergiantnu. Oni su u osnovi superjunaci (crveni, žuti ili plavi) koji imaju vrlo veliku masu, a također i visoku stopu gubitka mase.

Zbog velike mase i svjetlosti, hipergičari žive samo nekoliko milijuna godina. To je prilično kratak životni vijek zvijezde. Za usporedbu, Sunce će živjeti oko 10 milijardi godina. Njihov kratki životni vijek znači da vrlo brzo prelaze s dječjih zvijezda na fuziju vodika, a vodik iscrpljuju prilično brzo i preći u nadmoćnu fazu mnogo prije nego što su njihovi manji, manje masivni i, ironično, dugovječniji zvjezdani braća i sestre (poput Sunca).

Na kraju će jezgra hipergijanta fuzirati sve teže i teže elemente dok jezgra uglavnom bude željezna. U tom je trenutku potrebno više energije da se željezo stapa u teže elemente nego što ima jezgra. Fuzija prestaje. Temperature i pritisci u jezgri koji su zadržavali ostatak zvijezde u, kako se naziva, "hidrostatskom ravnoteži" (drugim riječima, prema van pritisak jezgre gurnute protiv silne gravitacije slojeva iznad nje) više nisu dovoljni da se ostatak zvijezde ne urušava u sebe. Te ravnoteže više nema, a to znači da je vrijeme zvijezde katastrofe.

Što se događa? Urušava se, katastrofalno. Gornji slojevi koji se urušavaju sudaraju se s jezgrom, koja se širi. Sve se tada oporavlja. To vidimo kad a supernova eksplodira. U slučaju hipergiganta, katastrofalna smrt nije samo supernova. Bit će to hipernova. Zapravo, neki teoretiziraju da će se umjesto tipične supernove tipa II, nešto zvati a praska gama-zraka (GRB) bi se dogodilo. To je nevjerojatno jak proboj koji eksplodira okolni prostor s nevjerojatnim količinama zvjezdanog otpada i jakim zračenjem.

Što je ostalo? Najvjerojatniji rezultat takve katastrofalne eksplozije bit će ili Crna rupaili možda a neutronska zvijezda ili magnetara, sve okruženo školjkom širi krhotine mnogo, mnogo svjetlosnih godina. To je krajnji, čudni kraj za zvijezdu koja brzo živi, ​​umire mlada: iza sebe ostavlja prekrasan prizor uništenja.

Uredio Carolyn Collins Petersen.