Egy napkitörés a Nap, amely kiadja számít, ki távol a szülő csillag, valamint a Napenergia… Rendszer, eltörpül szempontjából “Tömegveszteség” a magfúzió, amely csökkentette a Nap tömege összesen 0,03% – a kiindulási érték: a veszteség megegyezik a tömege Saturn. E = mc^2, ha belegondolunk, megmutatja, hogy mennyire energikus ez, mivel a Szaturnusz tömege szorozva a fénysebességgel (nagy állandó) a négyzet hatalmas mennyiségű energiát eredményez. A mi napunk körülbelül 5-7 milliárd évnyi hidrogén héliummá olvasztásával jár, de sokkal több van utána.
a NASA Solar Dynamics Observatory / GSFC
Az univerzum egyik legmélyebb szabálya, hogy semmi sem tart örökké. Mivel a gravitációs, elektromágneses és nukleáris erők mind az anyagra hatnak, gyakorlatilag minden, amit ma megfigyelünk, a jövőben változásokkal fog szembenézni. Még a csillagok, a legnagyobb hatalmas gyűjtemények, amelyek átalakítják a nukleáris üzemanyagot a kozmoszban, egy nap minden kiég, beleértve a napunkat is.
de ez nem jelenti azt, hogy a csillaghalál — amikor a csillagok kifogynak a nukleáris üzemanyagból — valójában egy olyan csillag vége, mint a mi napunk. Éppen ellenkezőleg, számos lenyűgöző dolog vár minden csillagra, miután meghaltak, hogy az első, legnyilvánvalóbb halál. Bár igaz, hogy a Napunk üzemanyaga véges, és teljes mértékben elvárjuk, hogy “tipikus” csillaghalálon menjen keresztül, ez a halál nem a vég. Sem a mi Napunknak, sem a napszerű csillagoknak. Itt van, mi jön a következő.
a (modern) Morgan–Keenan spektrális osztályozási rendszer, az egyes csillagok hőmérsékleti tartományával… osztály felett látható, kelvin. Napunk egy G-osztályú csillag, amely 5800 K körüli hatékony hőmérsékletű fényt termel, amelyhez az emberek jól alkalmazkodnak a nap folyamán. A legnagyobb tömegű csillagok fényesebb, egyre kékebb, de csak 8%, a tömeg, a Nap kezdődik fixáló hidrogén héliummá minden, ami az M-osztály vörös törpék képes is, mindaddig, amíg elérik a kritikus core hőmérséklet meghaladja a 4 millió K. Wikimédia Commons felhasználó LucasVB, kiegészítések által E. Siegel
érdekében figyelembe kell venni egy igazi sztár, nem pedig egy sikertelen csillag (mint egy barna törpe), vagy egy hulla (mint egy fehér törpe vagy neutroncsillag), van, hogy képes fixáló hidrogén héliummá. Amikor egy gázfelhő összeomlik, hogy potenciálisan új csillagot képezzen, diffúz állapotában sok gravitációs potenciális energia van, amely kinetikus (termikus) energiává alakul, amikor összeomlik. Ez az összeomlás felmelegíti az ügyet, és ha elég meleg és sűrű lesz, megkezdődik a magfúzió.
Miután sok generáció tanult csillagok, beleértve, ahol nem a formában, most már tudjuk, hogy el kell érniük egy belső hőmérséklet körülbelül 4 millió K kezdődik fixáló hidrogén héliummá, ehhez pedig legalább ~8%, a tömeg, a Nap, vagy 70-szer a tömege a Jupiter. Legalább ilyen hatalmasnak lenni a minimális követelmény, hogy egyáltalán csillaggá váljon.
Ez a kivágás a nap felszínének és belsejének különböző területeit mutatja be, beleértve a… mag, ahol a magfúzió történik. Ahogy telik az idő, a magban lévő héliumtartalmú régió kitágul és a maximális hőmérséklet emelkedik, ami a nap energiatermelésének növekedését eredményezi. Amikor a Napunk kifogy a magban lévő hidrogénüzemanyagból, a héliumfúzió megkezdéséhez megfelelő mértékben összehúzódik és felmelegszik.
Wikimedia Commons felhasználó Kelvinsong
miután átlépte a tömeg/hőmérséklet küszöböt, a csillag megkezdi a hidrogén héliummá történő olvasztását, és találkozik a három különböző sors egyikével. Ezeket a sorsokat kizárólag a csillag tömege határozza meg, ami viszont meghatározza a magban elérendő maximális hőmérsékletet. Minden csillag elkezdi a hidrogén héliummá történő olvasztását, de ami ezután következik, hőmérsékletfüggő. Különösen:
- ha a csillag túl alacsony tömegű, akkor a hidrogént csak héliummá olvasztja, és soha nem lesz elég forró ahhoz, hogy a héliumot szénné olvassza. A tisztán hélium összetétel az összes M-osztályú (vörös törpe) csillag sorsa, a Nap tömegének körülbelül 40% – a Alatt. Ez leírja a csillagok többségét az univerzumban (szám szerint).
- ha a csillagod olyan, mint a nap, akkor magasabb hőmérsékletre csökken, amikor a mag kifogy a hidrogénből, kezdve a hélium fúzióját (szénbe), amikor a csillag vörös óriássá duzzad. Szénből és oxigénből áll, a könnyebb (külső) hidrogén – és héliumrétegek pedig felrobbannak. Ez minden csillag esetében a Nap tömegének körülbelül 40-800% – át teszi ki.
- Ha a csillag több, mint 8-szor a Nap tömegének, nem csak a biztosíték hidrogén héliummá, valamint a hélium a szén-dioxid -, de kezdeményezi, hogy a szén-fusion később, ami oxigén fusion, szilikon fusion, végül egy látványos halál szupernóva.
amikor a legnagyobb tömegű csillagok meghalnak, külső rétegeik, nehéz elemekkel dúsítva az eredményből… a magfúzió és a neutronbefogás a csillagközi közegbe kerül, ahol a csillagok jövő generációit segíthetik azáltal, hogy biztosítják a sziklás bolygók és potenciálisan az élet nyersanyagait. A Napunknak körülbelül nyolcszor olyan hatalmasnak kell lennie, hogy esélye legyen erre a sorsra, ami messze van az ésszerű lehetőségek birodalmától.
NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)
ezek a csillagok legáltalánosabb sorsai, és messze a három leggyakoribb. A szupernóvához elég masszív csillagok ritkák: csak körülbelül 0,1-0.Az összes csillag 2% – a ilyen hatalmas, és vagy neutroncsillagot, vagy fekete lyuk maradványokat hagynak hátra.
a legkisebb tömegű csillagok az univerzum leggyakoribb csillagai, amelyek az összes csillag 75-80% – át teszik ki, és egyben a leghosszabb életűek is. A emberöltő, hogy a tartomány talán 150 milliárd 100 billió éve, egyetlen egy sem kifogyott az üzemanyag a 13,8 milliárd éves az Univerzum. Amikor megteszik, fehér törpecsillagokat alkotnak, amelyek teljes egészében héliumból készülnek.
de a napszerű csillagok, amelyek az összes csillag körülbelül egynegyedét alkotják, lenyűgöző halálciklust tapasztalnak, amikor a magjukban elfogy a hélium. Látványos, de lassú, halálozási folyamatban bolygóközi köd/fehér törpe duóvá alakulnak át.
az NGC 6369 bolygó köd kék-zöld gyűrűje jelzi azt a helyet, ahol az energikus ultraibolya fény… megfosztotta az elektronokat a gáz oxigénatomjaitól. A nap, hogy egy csillag, amely forog a lassú végén csillagok, nagyon valószínű, hogy a szél fel keres hasonló ez a köd után talán egy másik 7 milliárd év.
a NASA és a Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
a vörös óriás fázis alatt a Merkúr és a Vénusz minden bizonnyal elnyeli a napot, míg a Föld bizonyos folyamatoktól függően, amelyeket még nem sikerült teljes mértékben kidolgozni. A Neptunuszon túli jeges világok valószínűleg megolvadnak és szublimálódnak, és nem valószínű, hogy túlélik csillagunk halálát.
miután a nap külső rétegei visszatértek a csillagközi közegbe, mindössze néhány elszenesedett holttest marad a világokból, amelyek a Napunk fehér törpe maradványát keringik. A mag, amely nagyrészt szénből és oxigénből áll, mintegy 50% – kal lesz a Mai Nap tömegének, de csak megközelítőleg a Föld fizikai mérete lesz.
amikor az alacsonyabb tömegű, napszerű csillagok kifogynak az üzemanyagból, a külső rétegeiket egy bolygóban felrobbantják… köd, de a központ összehúzódik, hogy fehér törpét képezzen, ami nagyon hosszú időt vesz igénybe, hogy elhalványuljon a sötétségbe. A Napunk által létrehozott planetáris ködnek teljesen el kell tűnnie, csak a fehér törpe és a maradék bolygónk maradt, körülbelül 9,5 milliárd év után. Időnként a tárgyak tidally szétszakadnak, poros gyűrűket adva a Naprendszerünk maradványaihoz, de átmenetiek lesznek.
Mark Garlick / University of Warwick
Ez a fehér törpecsillag rendkívül hosszú ideig meleg marad. A hő olyan energiamennyiség, amely bármely tárgy belsejében csapdába esik, de csak a felületén keresztül sugározható. Képzelje el, hogy az energia felét egy olyan csillagban veszi, mint a Napunk, majd ezt az energiát még kisebb térfogatra tömöríti. Mi fog történni?
felmelegszik. Ha egy hengerben gázt vesz, és gyorsan összenyomja, akkor felmelegszik: így működik a belső égésű motor dugattyúja. A vörös óriás csillagok, amelyek fehér törpéket hoznak létre, valójában sokkal hűvösebbek, mint maga a törpe. A összehúzódási fázisban a hőmérséklet 3000 K-ról (vörös óriás esetében) körülbelül 20 000 K-ra emelkedik (fehér törpe esetében). Ez a fajta melegítés az adiabatikus kompressziónak köszönhető, és megmagyarázza, hogy ezek a törpecsillagok miért olyan forróak.
amikor a Napunk kifogy az üzemanyagból, vörös óriás lesz, majd egy bolygó köd, a-val… fehér törpe a központban. A macska szeme köd egy vizuálisan látványos példa erre a potenciális sorsra, ennek a konkrétnak a bonyolult, réteges, aszimmetrikus alakja bináris társra utal. A központban egy fiatal fehér törpe felmelegszik, amikor összehúzódik, elérve a Kelvin tízezreit, amely melegebb, mint a vörös óriás, amely szült.
NASA, ESA, HEIC, and the Hubble Heritage Team( STScI / AURA); elismerő: R. Corradi (Isaac Newton Group of Telescopes, Spain) and Z. Tsvetanov (NASA)
de most le kell hűlnie, és csak kis, apró, Föld méretű felületén tud sugározni. Ha alkotnak egy fehér törpe most, 20,000 K, illetve adja 13,8 milliárd évvel lehűl (a jelenlegi korban az Univerzum), akkor hűtsük le egy óriási 40 K: hogy 19,960 K.
van egy nagyon hosszú időt kell várni, ha azt akarjuk, hogy a Nap, lehűl a pont, ahol nem válik láthatatlanná. Azonban, ha a Napunk kifogyott az üzemanyagból, az univerzum boldogan elegendő időt biztosít. Persze, a helyi csoport összes galaxisa összeolvad; az összes galaxis túl gyorsul a sötét energia miatt; a csillagképződés lassú lesz, és a legalacsonyabb tömegű vörös törpék az üzemanyagukon keresztül égnek. Mégis, a fehér törpe továbbra is hűvös lesz.
egy fehér törpe (L) pontos mérete/színösszehasonlítása, föld, amely tükrözi a Nap fényét (középső),… és egy fekete törpe (R). Amikor a fehér törpék végül sugározzák az utolsó energiájukat, végül mindannyian fekete törpékké válnak. A fehér/fekete törpén belüli elektronok közötti degenerációs nyomás azonban mindig elég nagy lesz, mindaddig, amíg nem keletkezik túl sok tömeg, hogy megakadályozza, hogy tovább összeomlik. Ez a Napunk sorsa becslések szerint 10^15 év után.
BBC / GCSE (L) / SunflowerCosmos (R)
végül, miután valahol 100 trillió és 1 quadrillion év (1014-1015 év) telt el, a fehér törpe, hogy a Napunk elhalványul a spektrum látható részéből, és csak néhány fokkal lehűl az abszolút nulla felett. A fekete törpeként ismert, ez a szén-és oxigéngömb az űrben egyszerűen átvágja a galaxisunkat, és több mint egy billió más csillag és csillag hulla marad a helyi csoportunkból.
de ez sem igazán a Napunk vége. Három lehetséges sors vár rá, attól függően, hogy milyen szerencsés (vagy szerencsétlen) kapunk.
amikor nagyszámú gravitációs kölcsönhatás lép fel a csillagrendszerek között, egy csillag kaphat a-t… elég nagy rúgás ahhoz, hogy bármilyen szerkezetből kilökődjön. A Tejútrendszerben még ma is megfigyelhetjük az elszabadult csillagokat; ha egyszer eltűnnek, soha nem térnek vissza. Ez a becslések szerint a Napunk számára valamikor 10^17-10^19 év múlva fordul elő, attól függően, hogy a csillagtestek sűrűsége milyen helyi csoportunkban válik.
J. Walsh és Z. Levay, ESA/NASA
1.) Teljesen szerencsétlen. A galaxis összes csillagának mintegy fele-a legtöbb galaxisban-egycsillagos csillagrendszerként származik, hasonlóan a saját Napunkhoz. Míg a többcsillagos rendszerek gyakoriak, az összes ismert csillag körülbelül 50% – a bináris vagy trináris (vagy még gazdagabb) rendszerekben található, napunk az egyetlen csillag a saját Naprendszerünkben.
Ez rendkívül fontos a jövő számára, mert rendkívül valószínűtlen, hogy napunk összeolvad egy társával, vagy lenyel egy társat, vagy egy másik társ lenyeli. Szembeszállnánk az esélyekkel, ha összeolvadnánk egy másik csillaggal vagy csillag hullával odakint. Feltételezve, hogy nem vagyunk szerencsések, minden napunk holtteste a jövőben számtalan gravitációs kölcsönhatást fog látni a többi tömeggel, amelynek csúcspontja az, ami a Naprendszerünk maradt, amely körülbelül 1017-1019 év után kilökődik a galaxisból.
egy Ia típusú szupernóva két különböző módja van: az eredményszemlélet (L) és az egyesülési forgatókönyv… (R). Bináris társ nélkül a Napunk soha nem mehet szupernóvába az anyag felhalmozódásával, de potenciálisan összeolvadhatunk egy másik fehér törpével a galaxisban, ami végül is egy Ia típusú szupernóva robbanáshoz vezethet.
NASA / CXC / M. Weiss
2.) Szerencsés, hogy újjáéledt. Jó okkal gondolhatja, hogy ha a fehér törpe, amelyet a Napunk lehűl, akkor nincs esély arra, hogy újra ragyogjon. De sok módja van annak, hogy a Napunk új életet kapjon, és ismét saját erős sugárzását bocsátja ki. Ehhez csak egy új anyagforrásra van szüksége. Ha még a távoli jövőben is a Napunk:
- összeolvad egy vörös törpe csillaggal vagy egy barna törpével,
- hidrogéngázt halmoz fel egy molekuláris felhőből vagy gáznemű bolygóból,
- vagy egy másik csillagtestbe fut,
ismét meggyulladhat a nukleáris fúzió. Az első forgatókönyv legalább több millió éves hidrogénégést eredményez; a második a Nova néven ismert fúziós robbanáshoz vezet; az utolsó egy elszabadult szupernóva robbanáshoz vezet, elpusztítva mindkét csillagtestet. Ha egy ilyen eseményt tapasztalunk, mielőtt katapultálnánk, kozmikus szerencsénk lesz látható mindenki számára, aki a galaxisunkban marad, hogy tanúja legyen.
the Nova of the star gk Persei, shown here in an X-ray (blue), radio (pink), and optical (yellow)… kompozit, egy nagyszerű példa arra, amit a jelenlegi generáció legjobb távcsöveivel láthatunk. Amikor egy fehér törpe elegendő anyagot gyűjt össze, a magfúzió a felszínén tüske lehet, ideiglenes ragyogó fáklyát hozva létre, amelyet novának hívnak. Ha a napunk holtteste gázfelhővel vagy hidrogénfelhővel ütközik (például egy rouge gáz óriásbolygóval), akkor akár fekete törpévé is válhat.
röntgen: NASA/CXC/RIKEN/D. Takei et al; optikai: NASA/STScI; Rádió: NRAO/VLA
3.) Szuper szerencsés, ahol egy fekete lyuk felfal minket. Galaxisunk szélén, mintegy 25 000 fényévnyire a Galaktikus központunkat elfoglaló szupermasszív fekete lyuktól, csak az egyes csillagokból kialakult kis fekete lyukak léteznek. A világegyetem bármely hatalmas tárgyának legkisebb keresztmetszete van. Ami a Galaktikus célokat illeti, ezek a csillagtömegű fekete lyukak a legnehezebb tárgyak.
de alkalmanként megütik őket. Kis fekete lyukak, amikor találkoznak számít, gyorsítani, majd tölcsér be egy akkréciós áramlását, hol egy kis töredéke a baj lesz elpusztítva, majd hozzátette, hogy a fekete lyuk tömege, de a legtöbb egyre kiadja formájában sugárhajtású vagy más törmelék. Ezeket az aktív, kis tömegű fekete lyukakat mikroquasaroknak nevezik, amikor felgyulladnak, és nagyon valóságos jelenségek.
bár rendkívül valószínűtlen, hogy ez megtörténjen velünk, valakinek meg kell nyernie a kozmikus lottót, és azok, akik megteszik, fekete lyukú ételekké válnak a végső fellépésükhöz.
amikor egy csillag vagy csillag holttest túl közel halad egy fekete lyukhoz, az árapály erők ebből… a koncentrált tömeg képes teljesen megsemmisíteni az objektumot azáltal, hogy széttépi. Bár az anyag egy kis részét a fekete lyuk emészti fel, a legtöbbje egyszerűen felgyorsul, és visszakerül az űrbe.
illusztráció: NASA/CXC / M. Weiss; röntgen (felső): NASA / CXC / MPE / S. Komossa et al. (L); Optikai: ESO/MPE / S. Komossa (R)
Az Univerzum szinte minden objektumának nagy lehetősége van arra, hogy mi fog történni vele a távoli jövőben, és hihetetlenül nehéz meghatározni egyetlen objektum sorsát, tekintettel a kozmosz sarkának kaotikus környezetére. De azzal, hogy ismerjük a létező objektumok mögötti fizikát, és megértjük, hogy milyen valószínűségek és időkeretek vannak az egyes objektumtípusokra, jobban meg tudjuk becsülni, hogy mi legyen bárki sorsa.
a Napunk számára kevesebb, mint 10 milliárd év után fehér törpévé válunk, ~1014-1015 év után fekete törpévé válik, majd 1017-1019 év után kilökődik a galaxisból. Legalábbis ez a legvalószínűbb út. De a fúziók, a gázfelhalmozódás, az ütközések, vagy akár a felfalások is mind lehetőségek, és akkor is meg fognak történni valakivel, ha valószínűleg nem mi vagyunk. Lehet, hogy a jövőnk még nem íródott meg, de okosak lennénk, ha egy fényes évre fogadnánk az elkövetkező milliárdokra!