Topp 10 stjerner som vil blåse deg

Ingen kan hjelpe, men se på alle stjernene som pryder vår himmel og lurer på, "hva er der ute?" Det er naturlig å drømme om det som ligger så langt utenfor vår rekkevidde. Kanskje i et solsystem langt fra oss er det en annen art som ser opp mot vår sol, bare et lyspunkt fra deres perspektiv, og lurer på hvilke mysterier den har.

Prøv som vi kanskje, vi vil aldri virkelig forstå alt som er å vite om kosmologi, men det stopper ikke oss med å prøve. Fra den kjente til den hypotetiske, vil denne listen skissere ti fascinerende typer stjerner.

10

hyperkjempe




En ganske kjedelig type stjerne i forhold til resten på denne listen, kunne jeg ikke motstå blant annet hypergiants bare for deres rene størrelse. Det er vanskelig for oss å forestille oss hvor humongøse disse monstrene egentlig er, men den nåværende største kjente stjernen, NML Cygni, har en radius på 1.650 ganger vårens sol - eller 7,67 AU. Til sammenligning sitter bane Jupiter 5,23 AU vekk fra vår sol, og Saturn er 9,53 AU unna. På grunn av deres enorme størrelse, lever de fleste hypergiants bare for mindre enn et par dusin millioner år på det meste før de går supernova. Den hypergiant Betelgeuse, som sitter i konstellasjonen Orion, forventes å gå supernova innen de neste hundre tusen årene. Når det gjør det, vil det skygge månen i over et år, så vel som å være synlig om dagen.

9

Hypervelocity Star




I motsetning til alle de andre oppføringene i denne listen, er hypervelocity-stjerner ellers normale stjerner uten interessante eller særegne egenskaper - i tillegg til at de er hurtling gjennom rom med vanvittige hastigheter. Med en hastighet på over en eller to millioner miles i timen er hypervelocity-stjerner et resultat av stjerner som vandrer for nær det galaktiske senteret - som utløser stjernene med høye hastigheter. Alle kjente hypervelocity stjerner i vår galakse reiser på over to ganger flyktningshastigheten, og er derfor bestemt for å gå ut av galaksen sammen og drive i mørket for resten av livet.

8

Cepheids

Cepness - eller Cepheid Variable Stars - refererer til stjerner med en masse vanligvis mellom 5 og 20 ganger den av vår stjerne, som blir større og mindre med jevne mellomrom, noe som gir det utseendet at det er pulserende. Cepness utvides på grunn av det utrolige høytrykket som er opplevd innenfor sin tette kjerne, men når de er vokst i størrelse, faller trykket og de trekkes igjen. Denne syklusen med å vokse og krympe fortsetter til stjernen når slutten av livet.

7

Svart dverg




Hvis en stjerne er for liten til å bli en nøytronstjerne eller bare eksploderer i en supernova, vil den etter hvert utvikle seg til en hvit dverg - en ekstremt tett og kjedelig stjerne som har brukt all sin brensel og ikke lenger opplever nukleær fisjon ved kjernen . Ofte ikke større enn jorden, hvite dverger sakte avkjøles via utslipp av elektromagnetisk stråling. Over latterlig lange perioder, hvite dverger til slutt kule nok til å slutte å sende ut lys og varme helt og dermed bli det som er kjent som en svart dverg, nesten usynlig for observatøren. Svart dverghette markerer slutten av stjernens evolusjon for mange stjerner. Det antas at det ikke eksisterer noen svarte dverger i universet, da det tar så lang tid for dem å danne seg. Vår sol vil degenerere til en på rundt 14,5 milliarder år.

6

Shell Stars




Når folk flest tenker på stjerner, tenker de på store sizzling sfærer som flyter i rommet. Faktisk, på grunn av sentrifugalkraft, er de fleste stjerner litt avlatt - eller flatet på polene. For de fleste stjerner er denne flattningen liten nok til å være ubetydelig - men i en viss andel av stjernene, som snurrer i forhastede hastigheter, er denne flattningen så ekstrem at den gir en rugbyballform. Med sine høye rotasjonshastigheter vil disse stjernene også kaste ut store mengder materie rundt ekvator, og skape et "skall" av gass rundt stjernen - og derved dannes det som kalles en "skallstjerne". I bildet ovenfor er den litt gjennomsiktige hvite massen som sirkler den oblate stjernen, Alpha Eridan (Achernar), 'skallet'.





5

Neutron Star

Når en stjerne har gått supernova, forblir bare en nøytronstjerne. Neutronstjerner er ekstremt små og ekstremt tette baller av - du gjettet det - nøytroner. Mange ganger mer tett enn atomkernen, og med en størrelse mindre enn et dusin kilometer i diameter, er nøytronstjerner et virkelig bemerkelsesverdig produkt av fysikk.

På grunn av den ekstreme tettheten av nøytronstjerner, blir noen atomer som kommer i kontakt med overflaten deres nesten øyeblikkelig revet fra hverandre. Alle ikke-neutron subatomære partikler blir revet fra hverandre, inn i deres sammensatte kvarker, før de blir "omorganisert" til nøytroner. Denne prosessen frigir en enorm mengde energi - så mye at en kollisjon mellom en nøytronstjerne og en gjennomsnittlig størrelse asteroide vil frigjøre en gammastråleskudd med mer energi da vår sol noen gang vil produsere gjennom hele levetiden. Av denne grunn alene har noen nøytronstjerner i nærheten av vårt solsystem (innen et par hundre lysår) en veldig reell trussel om å sprengte jorden med dødelig stråling.

4

Dark Energy Star

På grunn av de mange problemene knyttet til vår nåværende forståelse av svarte hull, spesielt i forhold til kvantemekanikk, er mange alternative teorier blitt fremført som en forklaring på våre observasjoner.

En av disse er ideen om en mørk energistjerne. Det er hypotesisert at når en stor stjerne kollapser, blir den ikke til et svart hull, men den tid som eksisterer i det muterer til mørk energi.På grunn av kvantemekanikk vil denne stjernen ha en ganske unik egenskap: utenfor sin hendelseshorisont vil den tiltrekke seg alt, mens det på innsiden, utover hendelseshorisonten, vil det avstøte alt materie - dette skyldes at mørk energi har "negativ" tyngdekraften , som avviser alt som kommer nær det, omtrent som hvordan de samme polene av en magnet avviser hverandre.

I tillegg til dette forutser teorien at når en elektron passerer hendelseshorisonten til en mørk energistjerne, blir den omdannet til en positron - også kjent som et anti-elektron - og utkastet. Når denne antipartikkelen kolliderer med en vanlig elektron, vil de ødelegge og slippe ut en liten bris av energi. Det antas at dette i stor skala ville forklare den enorme mengden stråling som sendes ut fra sentrum av galakser - hvor et supermassivt svart hull ellers antas å eksistere.

For det meste er det lettest å tenke på en mørk energistjerne som et svart hull som utstråler saken og har ingen singularitet.

3

Iron Star




Stjerner lager tyngre elementer via nukleær fusjon - prosessen hvor lettere elementer smeltes sammen for å lage tyngre elementer, og deretter frigjøre energi. Jo tyngre elementet, desto mindre energi frigjøres når de er smeltet. Den typiske bane stjernen tar er ved å først fusjonere hydrogen til helium, deretter helium til karbon, karbon til oksygen, oksygen til neon, neon til silisium og så til slutt - silisium til jern. Fusing jern krever mer energi enn det er utgitt, så det er det siste trinnet i en hvilken som helst stabil atomfusjonsreaksjon. Flertallet av stjerner dør før de når det punktet de begynner å smelte karbon, men de som kommer til dette punktet eller videre, bryter seg vanligvis inn i en supernova kort tid etterpå.

En jernstjerne er en stjerne som er sammensatt av jern, men er paradoksalt nok å frigjøre energi. Hvordan? Via kvante tunneling. Kvantum tunneling refererer til fenomenet hvor en partikkel passerer gjennom en barriere det ellers ikke ville være i stand til å krysse. For å bruke et eksempel: Hvis jeg kastet en ball på en vegg, ville det normalt slå veggen og hoppe tilbake. Men ifølge kvantemekanikken er det liten sjanse for at ballen kan passere gjennom veggen, og treffe den intetanende personen på den andre siden.

Det er kvanttunneling. Selvfølgelig er sannsynligheten for dette tilfellet uendelig, men på atomnivå forekommer det relativt ofte - spesielt innenfor store gjenstander som stjerner. Normalt kreves mye energi for å smelte jern, da det har en barriere av slags som motstår fusjon - noe som betyr at det krever mer energi enn det gir ut. Med kvante tunneling kan jern imidlertid smelte uten å bruke noe energi i det hele tatt. En måte å forstå dette på er å forestille to golfballer sakte å rulle mot hverandre og spontant fusjonere når de kolliderer. Vanligvis vil denne fusjonen kreve en stor mengde energi, men kvantetunneling gjør det mulig å skje med nesten ingen.

Siden jernfusjon via kvante tunneling er ekstremt sjelden, ville en jernstjerne måtte ha en ekstremt høy masse for å oppleve en bærekraftig fusjonsreaksjon. Av denne grunn - og fordi jern er relativt sjelden i universet - antas det at det tar bare under 1 Quingentillion år (1 etterfulgt av 1503 nuller) før de første jernstjernene vises.

2

Kvasi-Star

"Twinkle, twinkle quasi-star
Største puslespillet langt unna
Hvor ulikt de andre
Lysere enn en milliard sol
Twinkle, twinkle, quasi-star
Hvordan lurer jeg på hva du er. "

- George Gamow, "Quasar" 1964. Hypergiants - den største av stjernene - kolliderer vanligvis til svarte hull rundt ti ganger massen av vår sol. Så htere er et åpenbart spørsmål: hva kan muligens føre til at de supermassive svarte hullene, som ligger ved galakser, med masser av en milliard soler? Ingen typisk stjerne kan være stor nok til å skape et slikt monster! Selvfølgelig kan man hevde at disse babyens svarte hull kunne vokse store ved å konsumere saken - men i motsetning til populær tro er dette en utrolig sakte prosess. Videre antas de fleste supermassive sorte hull å ha dannet seg i de første to milliarder årene av universet - noe som gir et konvensjonelt svart hull altfor kort tid til å utvikle seg til monstrene vi ser i dag. En teori hevder at tidlig befolkning III stjerner, større enn dagens hypergiants og sammensatt rent av helium og hydrogen, raskt kollapset og skapt store svarte hull, som senere fusjonerte med hverandre i supermassive svarte hull. En annen teori, som anses som mer sannsynlig, antyder at kvasi-stjerner kan være skyld.

Tilbake i de første milliarder årene av universet var det store skyer av helium og hydrogen flytende rundt. Hvis saken i disse skyene kollapset raskt nok, kan den danne en stor stjerne med et lite svart hull i midten - en kvasi-stjerne med lysstyrken på en milliard sol. Normalt vil dette scenariet føre til en supernova, noe som vil resultere i stjernens "skall" og det omkringliggende saken blir blasted bort i rommet. Men hvis skyens materie som omgir stjernen, er stor og tett nok, vil den motstå blast og begynne å falle inn i det svarte hullet. Nå føttet av den enorme mengden saken rundt den, ville det svarte hullet vokse ekstremt stort, ekstremt raskt.

For å bruke en analogi: forestill deg om du hadde en liten bombe omgitt av papp. Hvis bomben eksploderte, som en supernova, ville den blåse bort pappa, og det resulterende sorte hullet ville ha noe å konsumere med en gang. Men hvis pappa faktisk var tykk betong i stedet, ville blast ikke kaste bort veggen - og det svarte hullet kunne umiddelbart konsumere det.

1

Boson Star




Det er to typer ting i dette universet: bosoner og fermioner. Det enkleste skillet mellom de to er at fermioner er partikler med et halvtallers spin, mens bosoner er partikler med et heltallspinn. Alle elementære og sammensatte partikler, som elektroner, nøytroner og kvarker, er fermioner, mens tittelen boson er gitt til alle de kraftbærende partiklene, som fotoner og gluoner. I motsetning til fermioner kan to eller flere bosoner eksistere i samme tilstand.

For å bruke en innviklet analogi for å forklare dette, er fermioner som bygninger, mens bosoner er som spøkelser. Du kan bare ha en bygning på et bestemt tidspunkt i rommet - da det er umulig å ha to bygninger som eksisterer i samme rom - men du kan ha tusenvis av spøkelser som står på samme sted eller i bygningen, som de ' re immaterial (Bosons har masse, men du får ideen). Det er ingen grense for hvor mange bosoner som kan okkupere samme plass.

Nå er alle kjente stjerner sammensatt av fermioner, men hvis et stabilt boson eksisterer, med en gitt masse, så kan hypotetisk boson-stjerner også eksistere. Med tanke på at tyngdekraften er avhengig av masse, forestill deg hva som ville skje hvis det var en type partikkel hvor en uendelig mengde kunne eksistere på samme punkt i rommet. For å bruke vårt spøkelseseksempel, tenk om det var en milliard spøkelser, alle med en liten mengde masse, som sto på samme sted - vi ville ende opp med en stor mengde masse konsentrert på et enkelt punkt i rommet, noe som ville av Kurset har et stort tyngdekraften trekk. Boson-stjerner kunne dermed ha uendelig masse på et uendelig lite punkt i rommet. Det er hypothesised at den mest sannsynlige plasseringen for bosonstjerner, hvis de eksisterer, ligger i sentrum av galakser.