10 astronomisch extreme soorten sterren

Het universum is vol sterren en ze zijn niet allemaal hetzelfde. In feite is er een ongelooflijke variëteit. Hier is een sampler van de meest extreme sterren in het bekende universum.

10De langstlevende sterren

Hoe lang kan een ster leven? Laten we eerst het leven van een ster bepalen als hoe lang het kernfusie doet, omdat het lijk van een ster kan blijven hangen lang nadat kernfusie is geëindigd.

Hoe sterren werken, hoe minder groot ze zijn, hoe langer ze de neiging hebben om te leven. De sterren met de kleinste massa zijn de rode dwergen. Ze kunnen variëren van 7,5 tot 50 procent van de massa van de zon. Iets minder groots zou geen kernfusie kunnen doen - het zou geen ster zijn. De huidige modellen schatten dat de kleinste rode dwergsterren tot 10 triljoen jaar fusie kunnen doen. Vergelijk dat eens met sterren zoals onze zon, die ongeveer 10 miljard jaar fusioneren, duizend keer minder. Na het fuseren van het grootste deel van zijn waterstof, voorspelt de theorie dat een lichtgewicht rode dwerg een blauwe dwerg wordt, en aangezien het de rest van zijn waterstof opgebruikt, stopt kernfusie en wordt het een witte dwerg.

9De oudste sterren

De oudste sterren zouden degenen zijn die net na de oerknal werden gevormd (ongeveer 13,8 miljard jaar geleden). Astronomen kunnen de leeftijd van sterren schatten door naar hun sterrenlicht te kijken - het vertelt hen hoeveel van elk element (bijvoorbeeld waterstof, helium, lithium) in de ster zit. De oudste sterren hebben meestal meestal waterstof en helium met heel weinig massa die is gewijd aan zwaardere elementen.

De oudst bekende zichtbare ster heet SMSS J031300.36-670839.3. De ontdekking ervan werd gepubliceerd in februari 2014. Het wordt geschat op 13,6 miljard jaar oud, maar het is niet een van de eerste, originele sterren. Niemand van hen is nog gevonden, maar sommige zijn er nog steeds. Rode dwergen kunnen tenslotte miljarden jaren leven. Als die er zijn, zullen er niet veel zijn, dus het zoeken naar hen zou de ultieme zoektocht zijn naar de zoektocht naar spullen in de hooiberg.

8De zwakste sterren

Wat zijn de zwakste sterren? Voordat dat kan worden beantwoord, moeten we duidelijk zijn over wat we bedoelen met 'dimmest'. Hoe verder je van een ster komt, hoe zwakker hij eruitziet, dus we moeten de afstand-van-ons-factor elimineren en eenvoudig de helderheid meten of de totale hoeveelheid energie die door de ster wordt afgegeven als fotonen (deeltjes van licht).

Als we ons beperken tot sterren die nog steeds fusie doen, hebben rode dwergen de laagste lichtkracht. De coolste ster met de laagste helderheid die op dit moment bekend is, is de rode dwerg 2MASS J0523-1403. Alle minder lichtgevend en we komen in het rijk van bruine dwergen, die helemaal geen sterren zijn.

En dan zijn er de overblijfselen van sterren: witte dwergen, neutronensterren en zwarte gaten. Hoe zwak kunnen ze zijn?

Witte dwergsterren zijn enigszins lichtgevend, maar na verloop van tijd koelen ze af. Als ze genoeg tijd krijgen, worden ze koude brokken koolstof die bijna geen licht uitzenden - ze worden 'zwarte dwergen'. Het duurt erg lang voordat witte dwergen afkoelen, dus er zijn nog geen zwarte dwergen.

Astrofysici weten niet wat er gebeurt met neutronensterren als ze afkoelen. Door supernovae in andere sterrenstelsels te observeren, kunnen ze schatten dat er enkele honderden miljoenen neutronensterren in onze melkweg gevormd moeten zijn, maar ze zien er maar een fractie van. De rest moet zoveel zijn afgekoeld dat ze nu vrijwel onzichtbaar zijn.

Hoe zit het met zwarte gaten diep in de intergalactische ruimte met niets in een baan om hen heen? Ze staken nog steeds een klein beetje straling uit, bekend als Hawking-straling, maar het zou niet veel zijn. Dergelijke solitaire zwarte gaten zouden de minst heldere sterresten zijn. Bestaan ​​ze? Kan zijn.

7De meest lichtgevende sterren

De meest lichtgevende sterren zijn ook het meest massief. Ze hebben ook de neiging om Wolf-Rayet-sterren te zijn, wat betekent dat ze warm zijn en ze veel massa in hun sterke sterrenwinden dumpen. De meest lichtgevende sterren blijven ook niet lang hangen: ze leven snel en sterven jong.

De ster die momenteel de titel draagt ​​voor de meeste lichtgevende (en meest massieve) is R136a1. De ontdekking ervan werd in 2010 aangekondigd. Het is een Wolf-Rayet-ster met een helderheid van ongeveer 8.700.000 keer de lichtkracht van de zon en een massa van ongeveer 265 keer de massa van de zon. Omdat het massa afwerpt, had het ooit een massa zo hoog als 320 Suns.

R136a1 maakt eigenlijk deel uit van een dichte cluster van sterren genaamd R136. Volgens Paul Crowther, een van de ontdekkers, "hebben planeten meer tijd nodig om zich te vormen dan deze sterren laten leven en sterven. Zelfs als er planeten zouden zijn, zouden er geen astronomen op hen zijn omdat de nachthemel bijna net zo helder zou zijn als de dag in deze clusters. "Dat is een situatie die Isaac Asimov in zijn 1941 science fiction korte verhaal" Nightfall "voorstelde.

6De grootste sterren

Ondanks zijn enorme massa is R136a1 niet de grootste ster (in grootte). Er zijn veel grotere sterren, en het zijn allemaal rode superreuzen - sterren die het grootste deel van hun leven veel kleiner doorbrachten totdat ze geen waterstof meer hadden om te smelten, begonnen te smelten met helium, veel warmer werden en zich uitbreidden. Onze zon zal uiteindelijk waterstof opraken en uitbreiden, maar alleen in een rode reus. Om een ​​rode superreus te worden, moet een ster minstens 10 keer meer massief zijn dan de zon. De rode superreusfase is kort en duurt slechts enkele duizenden tot een miljard jaar (wat kort is volgens sterstandaarden, zo niet door andere normen).

De bekendste rode superreuzen zijn Antares A en Betelgeuse, maar ze zijn vrij klein in vergelijking met de grootste. Het benoemen van de grootste rode superreus is een dwaze boodschap, omdat hun precieze maten moeilijk te schatten zijn. De grootste worden tot 1.500 keer breder dan de zon - mogelijk groter.

5De sterren met de meest lichtgevende explosies

De fotonen met de hoogste energie worden gammastralen genoemd.Ze worden geproduceerd in nucleaire bomexplosies, dus lanceerden de Verenigde Staten speciale satellieten, de Vela-satellieten, om te zoeken naar de gammastraling die door Sovjet-atoombomtests was geproduceerd. In juli 1967 detecteerden die satellieten een gammastraal burst (GRB) die er niet uitzag alsof het door een kernbom was geproduceerd. Daarna werden nog veel meer gedetecteerd. Ze hadden de neiging vrij kort te duren, van slechts enkele milliseconden tot enkele minuten. Ze waren ook ongelooflijk helder - veel lichter dan de meest lichtgevende sterren, zij het in het kort. En de bron was niet op aarde.

Wat produceert GRB's? Er waren veel ideeën. Tegenwoordig wordt gedacht dat de meeste afkomstig zijn van de explosies van massieve sterren (supernovae of hypernovae) op weg naar neutronensterren of zwarte gaten. Sommige GRB's komen van magnetars, een soort neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld. Andere GRB's kunnen het resultaat zijn van het samenvloeien van twee neutronensterren, of van een neutronenster die in een zwart gat valt.

4De meest krankzinnige voormalige sterren

Zwarte gaten zijn geen sterren - het zijn de overblijfselen van sterren - maar het is leuk om ze te vergelijken met sterren, omdat dergelijke vergelijkingen benadrukken hoe gek ze zijn.

Een zwart gat is wat ontstaat wanneer de zwaartekracht van een ster sterk genoeg is om alle andere krachten te overwinnen, waardoor het in zichzelf ineen stort tot een puntmassa. Met een niet-nul-massa maar nul volume, heeft het theoretisch een oneindige dichtheid, maar dat is alleen omdat we gewoon geen goede theorie hebben voor wat er werkelijk gebeurt.

Zwarte gaten kunnen enorm groot zijn. De zwarte gaten in de centra van sommige sterrenstelsels kunnen tientallen miljarden zonsmassa's zijn. Bovendien kan de materie rond superzware zwarte gaten heel helder zijn, soms lichter dan alle sterren in een sterrenstelsel. Er kunnen zelfs krachtige materiemonden zijn die uit een bijna zwart gat komen en bijna met de snelheid van het licht bewegen.

3De snelst bewegende sterren

In 2005 kondigden Warren Brown en andere astronomen in het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de ontdekking aan van een ster die zo snel beweegt dat het het Melkwegstelsel zal verlaten en nooit meer terug zal komen. De officiële naam is SDSS J090745.0 + 024507 maar Brown noemt het "de outcast-ster".

Andere snel bewegende sterren zijn sindsdien ontdekt. Ze staan ​​bekend als hypervelocity-sterren. Vanaf mei 2014 zijn er 20 gevonden. De meesten van hen lijken afkomstig te zijn uit het centrum van de melkweg. Een hypothese is dat een paar dicht bij de baan draaiende sterren (een binair systeem) vlak bij het zwarte gat in het centrum van de melkweg passeerde, toen een van de sterren werd gevangen door het zwarte gat en de andere met hoge snelheid werd uitgeworpen.

Er zijn sterren die nog sneller lijken te bewegen. Over het algemeen geldt dat hoe verder een ster uit onze melkweg komt, hoe sneller deze is komt naar voren om ons te verlaten. Dat komt door de uitbreiding van het universum, niet door de beweging van de ster door de ruimte.

2De meest variabele sterren

Veel sterren fluctueren sterk in schijnbare helderheid zoals gezien vanaf de aarde. Ze staan ​​bekend als variabele sterren. Er zijn er veel: de Algemene Catalogus van Variabele Sterren somt meer dan 45.000 op in de Melkweg alleen.

Volgens astrofysica-professor Coel Hellier zijn de meest variabele van deze sterren de cataclysmische variabele (CV) -sterren. Hun helderheid kan in minder dan een dag met een factor 100 toenemen, vervolgens afnemen, dan weer stijgen, enzovoort. Als gevolg hiervan zijn cv's populair bij amateur-astronomen.

Vandaag hebben we een beter begrip van wat er aan de hand is met cv's: het zijn eigenlijk dubbelsterren waarin een van de sterren een gewone ster is en de andere een witte dwerg. Materie valt van de reguliere ster op een accretieschijf die om de witte dwerg draait. Zodra de massa van de schijf hoog genoeg is, begint de fusie, waardoor de waargenomen toename in helderheid optreedt. Het duurt niet lang - de fusie vervaagt en het hele proces begint opnieuw. Hier zijn een paar variaties op. Soms wordt de witte dwerg vernietigd.

1De meest ongebruikelijke sterren

Sommige soorten sterren zijn zeer ongebruikelijk. Ze zijn niet noodzakelijkerwijs de extreme waarden van een bepaald kenmerk (bijvoorbeeld helderheid of massa), ze zijn gewoon raar.

Thorne-Zytkow-objecten zijn zo. Ze zijn genoemd naar de natuurkundigen Kip Thorne en Anna Zytkow, die als eerste suggereerden dat ze zouden kunnen bestaan. Hun idee was dat een neutronenster de kern van een rode reus of een superreus in kon spoelen. Gek, toch? Toch is er onlangs een gevonden.

Soms kunnen twee grote, gele sterren zo dicht bij elkaar cirkelen dat materie tussen hen in valt, waardoor het paar lijkt op een gigantische kosmische pinda. Slechts twee van dergelijke systemen zijn bekend.

Przybylski's Star wordt soms gegeven als een voorbeeld van een ongewone ster omdat het sterrenlicht anders is dan dat van een andere ster. Astronomen meten de intensiteit van elke golflengte als een manier om uit te zoeken waar de ster van is gemaakt. Het is meestal eenvoudig, maar wetenschappers proberen nog steeds het spectrum van Przybylski's Star te begrijpen.