10 Astronomisk ekstreme typer stjerner

Universet er fullt av stjerner, og de er ikke alle de samme. Faktisk er det et utrolig utvalg. Her er en sampler av de mest ekstreme stjernene i det kjente universet.

10 de lengstlevende stjernene

Hvor lenge kan en stjerne leve? Først, la oss definere en stjernes levetid som hvor lenge det gjør atomfusjon, fordi liket av en stjerne kan henge lenge etter at atomfusjonen avsluttes.

Måten stjernene jobber på, jo mindre massive de er, desto lengre har de en tendens til å leve. Stjernene med den minste massen er de røde dvergene. De kan være alt fra 7,5 til 50 prosent av solens masse. Alt mindre massiv ville ikke være i stand til å gjøre atomfusjon - det ville ikke være en stjerne. Nåværende modeller anslår at de minste røde dvergstjernene kan gjøre fusjon i opptil 10 billioner år. Sammenlign det med stjerner som vår Sun, som gjør fusjon for rundt 10 milliarder år - 1000 ganger mindre. Etter å ha smeltet det meste av dens hydrogen, forutser teorien at en lett rød dverg blir en blå dverg, og som den bruker opp, stopper resten av dens brensel, kjernefusjonen og blir en hvit dverg.

9 De eldste stjernene

De eldste stjernene ville være de som ble dannet like etter Big Bang (ca 13,8 milliarder år siden). Astronomer kan estimere stjernenes alder ved å se på stjernelyset. Det forteller dem hvor mye av hvert element (for eksempel hydrogen, helium, litium) er i stjernen. De eldste stjernene pleier å ha det meste hydrogen og helium med svært liten masse viet til tyngre elementer.

Den eldste kjente synlige stjernen heter SMSS J031300.36-670839.3. Oppdagelsen ble publisert i februar 2014. Det anslås å være 13,6 milliarder år gammel, men det er ikke en av de første, opprinnelige stjernene. Ingen av dem er ennå blitt funnet, men noen kan fortsatt være rundt. Røde dverger kan leve trillioner av år, tross alt. Hvis det er noen, vil det ikke være mange, så på jakt etter dem ville det være den ultimate nål-i-en-høstacksøk.

8 De mørkeste stjernene

Hva er de mørkeste stjernene? Før det kan besvares, må vi være tydelige om hva vi mener med "mørkeste". Jo lengre du kommer fra en stjerne, dimmeren ser den ut, så vi må eliminere avstanden fra oss og bare måle lysstyrken , eller den totale mengden kraft som avgis av stjernen som fotoner (lyspartikler).

Hvis vi begrenser oss til stjerner som fortsatt gjør fusjon, har røde dverger den laveste lysstyrken. Den kuleste stjernen med den laveste lysstyrken i dag er den røde dverg 2MASS J0523-1403. Noen mindre lysende og vi kommer inn i rike dverger, som ikke er stjerner i det hele tatt.

Og så er det rester av stjerner: hvite dverger, neutronstjerner og svarte hull. Hvor svake kan de være?

Hvite dvergstjerner er noe lysende, men de avkjøles over tid. Gitt nok tid, blir de kalde klumper av karbon som gir nesten ingen lys - de blir "svarte dverger". Det tar svært lang tid før de hvite dvergerne skal avkjøles, så det er ingen svarte dverger ennå.

Astrofysikere vet ikke hva som skjer med neutronstjernen når de avkjøles. Ved å observere supernovaer i andre galakser, kan de anslå at flere hundre millioner nøytronstjerner må ha dannet seg i vår galakse, men de ser bare en brøkdel av det. Resten må ha avkjølt så mye at de nå er i hovedsak usynlige.

Hva med svarte hull dypt i intergalaktisk rom med ingenting som kretser dem? De vil fortsatt gi av en liten bit stråling, kjent som Hawking-stråling, men det ville ikke være mye. Slike ensomme sorte hull vil være de minst lysende stjernerestene. Eksisterer de? Kan være.

7 De mest lysende stjernene

De mest lysende stjernene har også en tendens til å være den mest massive. De har også en tendens til å være Wolf-Rayet-stjerner, noe som betyr at de er varme og de dumper mye masse inn i deres sterke stjernevind. De mest lysende stjernene holder seg heller ikke lenge: De lever fort og dør ung.

Stjernen som for tiden holder tittelen for mest lysende (og mest massive) er R136a1. Sin oppdagelse ble annonsert i 2010. Det er en Wolf-Rayet-stjerne med en lysstyrke rundt 8.700.000 ganger solens lysstyrke og en masse på 265 ganger solens masse. Fordi det kaster masse, hadde det en gang en masse så høy som 320 Suns.

R136a1 er faktisk en del av en tett klase av stjerner som heter R136. Ifølge Paul Crowther, en av oppdagerne, "Planeter tar lengre tid å danne enn disse stjernene tar for å leve og dø. Selv om det var planeter, ville det ikke være noen astronomer på dem fordi nattehimmelen ville være nesten like lyse som dagen i disse klyngene. "Det er en situasjon Isaac Asimov forestilte i sin 1941 science fiction novelle" Nightfall. "

6 De største stjernene

Til tross for sin enorme masse er R136a1 ikke den største stjernen (i størrelse). Det er mange større stjerner, og de er alle røde supergiants-stjerner som tilbrakte mesteparten av livet til de gikk tom for hydrogen for å smelte, begynte å fusjonere helium, ble mye varmere og utvidet. Vår Sol vil etter hvert løpe lite på hydrogen og utvide, men bare inn i en rød gigant. For å bli en rød supergiant, må en stjerne være minst 10 ganger mer massiv enn Sola. Den røde supergiantfasen er kort, og varer bare noen få tusen til en milliard år (som er kort etter stjernestandarder, om ikke ved andre standarder).

De mest kjente røde supergiants er Antares A og Betelgeuse, men de er ganske små sammenlignet med de største. Å kjenne den største røde supergiganten er et tåpes æren fordi deres eksakte størrelser er vanskelige å anslå nøyaktig. De største står opptil 1500 ganger bredere enn solen, muligens større.

5 Stjernene med de mest lysende eksplosjonene

De høyest energiske fotonene kalles gammastråler.De er produsert i atomvåpeneksplosjoner, slik at USA lanserte spesielle satellitter, Velasatellittene, for å lete etter gammastråler produsert av sovjetiske atombombeforsøk. I juli 1967 oppdaget disse satellittene en gamma ray burst (GRB) som ikke så ut som om den hadde blitt produsert av en nukke. Mange flere ble oppdaget etter det. De pleide å være ganske korte i varighet, varige fra bare noen få millisekunder til flere minutter. De var også utrolig lyse - langt mer lysende enn de mest lysende stjernene, om enn kort. Og kilden var ikke på jorden.

Hva produserer GRB? Det var mange ideer. I dag antas de fleste å være eksplosjoner av massive stjerner (supernovaer eller hypernovaer) på vei til å bli nøytronstjerner eller svarte hull. Noen GRB kommer fra magnetarer, en slags neutronstjerne med et ekstremt sterkt magnetfelt. Andre GRBer kan være resultatet av to nøytronstjerner som smelter sammen i en, eller en nøytronstjerne som faller inn i et svart hull.

4 De mest vanvittige tidligere stjerner

Svarte hull er ikke stjerner - de er resterne av stjerner - men det er morsomt å sammenligne dem med stjerner fordi slike sammenligninger markerer hvor vanvittig de er.

Et svart hull er det som dannes når en stjernens tyngdekraften er sterk nok til å overvinne alle andre krefter, noe som fører til at den kollapser på seg selv ned til en punktmasse. Med en ikke-null masse, men null volum, har den teoretisk endeløs tetthet, men det er bare fordi vi bare ikke har en god teori for hva som virkelig skjer.

Svarte hull kan være ekstremt massive. De svarte hullene som finnes i sentrene til noen galakser, kan være titalls milliarder solmasser. Dessuten kan saken som kretser rundt supermassive sorte hull være svært lysende, noen ganger mer lysende enn alle stjernene i en galakse. Det kan til og med være kraftige jets av materie som kommer fra nær et svart hull, som beveger seg ved nesten lysets hastighet.

3 De raskeste flytte stjernene

I 2005 annonserte Warren Brown og andre astronomer ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics oppdagelsen av en stjerne som beveger seg så fort at den vil forlate Galaxy-galaksen og aldri komme tilbake. Dets offisielle navn er SDSS J090745.0 + 024507 men Brown kaller det "den utstødte stjernen."

Andre raske stjerner har siden blitt oppdaget. De er kjent som hypervelocity stjerner. Fra mai 2014 har 20 blitt funnet. De fleste av dem ser ut til å komme fra sentrum av galaksen. En hypotese er at et par nærtliggende stjerner (et binært system) passerte nær det svarte hullet i midten av galaksen, da ble en av stjernene fanget av det svarte hullet og den andre kastet ut med høy hastighet.

Det er stjerner som ser ut til å bevege seg enda raskere. Faktisk er jo jo jo en stjerne fra vår galakse, desto raskere er det vises å flytte vekk fra oss. Det skyldes utvidelsen av universet, men ikke bevegelsen av stjernen gjennom rom.

2 De mest variable stjernene

Mange stjerner varierer sterkt i tilsynelatende lysstyrke som sett fra Jorden. De er kjent som variable stjerner. Det er mange av dem: Den generelle katalogen av variabelstjerner viser over 45 000 i Melkveys galaksen alene.

Ifølge astrofysikk professor Coel Hellier, er de mest variable av disse stjernene de kataklysmiske variablene (CV) stjerner. Deres lysstyrke kan øke med en faktor på 100 på mindre enn en dag, deretter redusere, deretter øke igjen, og så videre. Som et resultat er CVer populære blant amatør-astronomer.

I dag har vi en bedre forståelse av hva som skjer med CVer: De er faktisk binære stjerner hvor en av stjernene er en vanlig stjerne og den andre er en hvit dverg. Mater faller av den vanlige stjernen på en oppladningsdisk som omkranser den hvite dverg. Når massen på disken blir høy nok, begynner fusjonen og forårsaker den observerte økningen i lysstyrke. Det varer ikke - fusjonen fades ut og hele prosessen begynner igjen. Det er noen variasjoner på dette. For eksempel blir den hvite dverg noen ganger ødelagt.

1 De mest uvanlige stjernene

Noen typer stjerner er svært uvanlige. De er ikke nødvendigvis på ekstreme verdier av noen attributt (for eksempel lysstyrke eller masse), de er bare rart.

Thorne-Zytkow gjenstander er sånn. De er oppkalt etter fysikerne Kip Thorne og Anna Zytkow, som først foreslo at de kunne eksistere. Deres ide var at en nøytronstjerne kunne spiral inn i kjernen til en rød gigant eller supergiant. Galt, ikke sant? Likevel ble det nylig funnet.

Noen ganger kan to store, gule stjerner bane så nær hverandre som betyr noe mellom dem, slik at paret ser ut som en kjempe kosmisk peanut. Bare to slike systemer er kjent.

Przybylski's Star er noen ganger gitt som et eksempel på en uvanlig stjerne fordi stjernelyset er ulikt det til enhver annen stjerne. Astronomer måler intensiteten til hver bølgelengde som en måte å finne ut hva stjernen er laget av. Det er vanligvis grei, men forskere forsøker fortsatt å forstå spekteret av Przybylski's Star.