Top 10 sterren die je geest zullen raken

Niemand kan helpen, maar kijk naar alle sterren die onze hemel sieren en vraag me af: "Wat is daar te zien?" Het is natuurlijk om te dromen over datgene dat zo ver buiten ons bereik ligt. Misschien is er in een zonnestelsel ver van ons een andere soort die omhoog kijkt naar onze zon, een louter punt van licht vanuit hun perspectief, en zich afvragend welke mysteries het bevat.

Probeer zoals we zouden kunnen, we zullen nooit echt alles begrijpen wat er te weten valt over kosmologie, maar het houdt ons niet tegen om te proberen. Van het bekende naar het hypothetische, deze lijst zal tien fascinerende soorten sterren beschrijven.

10

hypergiant




Een nogal saai type ster in vergelijking met de rest op deze lijst, ik kon het niet laten om hyperreuzen op te nemen vanwege hun enorme omvang. Het is moeilijk voor ons om ons voor te stellen hoe gigantisch deze monsters werkelijk zijn, maar de huidige grootste bekende ster, NML Cygni, heeft een straal van 1.650 keer die van onze zon - of 7.67 AU. Ter vergelijking: de baan van Jupiter zit 5.23 AE weg van onze zon, en Saturnus is 9.53 AU verwijderd. Vanwege hun enorme omvang leven de meeste hyperreuzen maar voor minder dan een paar dozijn miljoen jaar, nog voor ze de supernova gaan gebruiken. De hypergieuze Betelgeuze, die in het sterrenbeeld Orion zit, zal naar verwachting binnen de komende honderdduizenden jaren de supernova worden. Wanneer dit gebeurt, zal het meer dan een jaar boven de maan uitsteken, en ook gedurende de dag zichtbaar zijn.

9

Hypervelocity Star




In tegenstelling tot alle andere items op deze lijst zijn hyperversnelheidsterren anders normale sterren zonder interessante of onderscheidende kenmerken - naast het feit dat ze met waanzinnige snelheden door de ruimte razen. Met een snelheid van meer dan één of twee miljoen mijl per uur zijn hyperversnelheidssterren het resultaat van sterren die te dicht bij het galactische centrum zwerven - wat de sterren met ultrahoge snelheden uitwerpt. Alle bekende hyperversnelheidssterren in onze melkweg reizen met meer dan tweemaal de ontsnappingssnelheid en zijn daarom voorbestemd om de melkweg helemaal te verlaten en de rest van hun leven in duisternis te drijven.

8

Cepheids

Cepheïd - of Cephey-variabele sterren - verwijst naar sterren met een massa die meestal tussen de 5 en 20 keer die van onze ster is, die met regelmatige tussenpozen groter en kleiner wordt, waardoor het lijkt alsof hij pulseert. Cepheïden breiden uit vanwege de ongelooflijk hoge druk die wordt ervaren in hun dichte kern, maar als ze eenmaal zijn gegroeid, daalt de druk en trekken ze zich weer samen. Deze cyclus van groeien en krimpen gaat door totdat de ster het einde van zijn levensduur bereikt.

7

Zwarte dwerg




Als een ster te klein is om een ​​neutronenster te worden of gewoon in een supernova te exploderen, zal deze uiteindelijk evolueren tot een witte dwerg - een extreem dichte en saaie ster die al zijn brandstof heeft verbruikt en niet langer kernsplijting in zijn kern ervaart . Vaak niet groter dan de aarde, witte dwergen langzaam afkoelen via de emissie van elektromagnetische straling. Over belachelijk lange perioden, witte dwergen uiteindelijk koel genoeg om te stoppen met het uitzenden van licht en warmte helemaal - en wordt zoiets wat bekend staat als een zwarte dwerg, bijna onzichtbaar voor de toeschouwer. Black dwarf-hood markeert het einde van de sterrenevolutie voor vele sterren. Er wordt aangenomen dat er momenteel geen zwarte dwergen in het universum bestaan, omdat het zo lang duurt voordat ze zich vormen. Onze zon zal in ongeveer 14,5 miljard jaar in één ontaarden.

6

Shell Stars




Wanneer de meeste mensen denken aan sterren, denken ze aan enorme zinderende bollen die in de ruimte zweven. In feite zijn de meeste sterren vanwege de middelpuntvliedende kracht enigszins afgeplat - of afgeplat aan hun polen. Voor de meeste sterren is deze afvlakking klein genoeg om verwaarloosbaar te zijn - maar in een bepaald aantal sterren, dat met hevige snelheid draait, is deze afvlakking zo extreem dat deze een rugbybalvorm krijgt. Met hun hoge rotatiesnelheden zullen deze sterren ook enorme volumes materie rondom hun evenaar wegwerpen, waardoor een 'schaal' van gas rond de ster ontstaat - en daardoor een zogenoemde 'shellster' wordt gevormd. In de bovenstaande afbeelding is de licht doorschijnende witte massa die de afgeplatte ster omcirkelt, Alpha Eridan (Achernar), de 'schil'.





5

Neutronenster

Zodra een ster supernova is geworden, blijft meestal alleen een neutronenster over. Neutronensterren zijn extreem kleine en extreem dichte bollen van - je raadt het al - neutronen. Vele malen dichter dan de kern van een atoom, en met een grootte van minder dan een dozijn kilometers in diameter, zijn neutronensterren een waarlijk opmerkelijk natuurproduct.

Vanwege de extreme dichtheid van neutronensterren worden alle atomen die in contact komen met hun oppervlak bijna onmiddellijk uit elkaar gescheurd. Alle niet-neutrale subatomaire deeltjes worden uit elkaar gescheurd, in hun samenstellende quarks, voordat ze worden 'herschikt' in neutronen. Dit proces geeft een enorme hoeveelheid energie vrij - zo erg dat een botsing tussen een neutronenster en een asteroïde van gemiddelde grootte een gammastraaluitbarsting met meer energie oplevert dan onze zon ooit zal produceren gedurende zijn hele levensduur. Om deze reden alleen, bezitten alle neutronensterren in de nabijheid van ons zonnestelsel (binnen een paar honderd lichtjaren) een zeer reële dreiging om de aarde te vernietigen met dodelijke straling.

4

Dark Energy Star

Vanwege de vele problemen die gepaard gaan met ons huidige begrip van zwarte gaten, vooral met betrekking tot de kwantummechanica, zijn er veel alternatieve theorieën naar voren gebracht als een verklaring voor onze observaties.

Een daarvan is het idee van een donkere energiester. Er wordt verondersteld dat wanneer een grote ster instort, deze niet in een zwart gat verandert, maar dat de ruimte-tijd die daarbinnen bestaat muteert in donkere energie.Vanwege kwantummechanica zal deze ster een nogal unieke eigenschap hebben: buiten de gebeurtenishorizon zal deze alle materie aantrekken, terwijl aan de binnenkant, voorbij de gebeurtenissenhorizon, deze alle materie zal afstoten - dit komt omdat donkere energie 'negatieve' zwaartekracht heeft , dat alles afstoot dat dichtbij komt, net als hoe de identieke polen van een magneet elkaar afwijzen.

Daarnaast voorspelt de theorie dat zodra een elektron de gebeurtenishorizon van een donkere energiester passeert, het zal worden omgezet in een positron - ook bekend als een anti-elektron - en uitgeworpen. Wanneer dit antideeltje met een normaal elektron botst, zullen ze vernietigen en een kleine uitbarsting van energie vrijgeven. Men gelooft dat dit op grote schaal de enorme hoeveelheid straling zou verklaren die wordt uitgezonden door het centrum van melkwegstelsels - waar een superzwaar zwart gat anders zou bestaan.

Voor het grootste deel is het het gemakkelijkst om een ​​donkere energiester te zien als een zwart gat dat materie uitstoot en geen singulariteit heeft.

3

Iron Star




Sterren creëren zwaardere elementen via kernfusie - het proces waarbij lichtere elementen worden samengesmolten om zwaardere elementen te maken en vervolgens energie vrij te maken. Hoe zwaarder het element, hoe minder energie wordt vrijgegeven wanneer ze zijn gefuseerd. De typische weg die sterren nemen, is door eerst waterstof in helium te smelten, vervolgens helium in koolstof, koolstof in zuurstof, zuurstof in neon, neon in silicium en vervolgens - eindelijk - silicium in ijzer. Fusing iron heeft meer energie nodig dan wordt vrijgegeven, dus het is de laatste stap in elke stabiele kernfusiereactie. De meerderheid van de sterren sterft voordat ze het punt bereiken waarop ze koolstof gaan smelten, maar degenen die dit punt bereiken, of verder, ontploffen meestal kort daarna in een supernova.

Een ijzeren ster is een ster die louter uit ijzer bestaat, maar paradoxaal genoeg nog steeds energie vrijgeeft. Hoe? Via quantum tunneling. Quantum tunneling verwijst naar het fenomeen waarbij een deeltje een barrière passeert die anders niet in staat zou zijn om dwars te gaan. Om een ​​voorbeeld te gebruiken: als ik een bal tegen een muur gooide, raakte deze normaal tegen de muur en kaatste terug. Maar volgens de kwantummechanica is er een kleine kans dat de bal door de muur zou kunnen gaan en de nietsvermoedende persoon aan de andere kant zou raken.

Dat is quantum tunneling. Natuurlijk is de kans dat dit gebeurt maar heel klein, maar op atomair niveau komt het relatief vaak voor - vooral binnen enorme objecten zoals sterren. Normaal gesproken is er een grote hoeveelheid energie nodig om ijzer te smelten, omdat het een soort barrière heeft die bestand is tegen fusie - wat betekent dat het meer energie vereist dan het afgeeft. Met quantum-tunneling kan ijzer echter fuseren zonder enige energie te gebruiken. Een manier om dit te begrijpen is door u voor te stellen dat twee golfballen langzaam naar elkaar toe rollen en spontaan samensmelten wanneer ze botsen. Gewoonlijk zou deze fusie een enorme hoeveelheid energie vereisen, maar kwantumtunneling maakt het mogelijk om met vrijwel geen energie op te nemen.

Omdat ijzersmelting via quantum-tunneling uiterst zeldzaam is, zou een ijzeren ster een extreem hoge massa moeten hebben om een ​​duurzame fusiereactie te ervaren. Om deze reden - en omdat ijzer relatief zeldzaam is in het universum - wordt gedacht dat het iets minder dan 1 Quingentillion jaar duurt (1 gevolgd door 1503 nullen) voordat de eerste ijzeren sterren verschijnen.

2

Quasi-Star

"Twinkle, twinkeling quasi-ster
De grootste puzzel van veraf
Hoe anders dan de andere
Helderder dan een miljard zonnen
Twinkle, twinkeling, quasi-ster
Hoe vraag ik me af wat je bent. "

- George Gamow, "Quasar" 1964. Hyperreuzen - de grootste van de sterren - storten meestal in zwarte gaten rond tien keer de massa van onze zon. Dus het is een voor de hand liggende vraag: wat zou de supermassa zwarte gaten kunnen veroorzaken, gelegen in de centra van sterrenstelsels, met massa's van een miljard zonnen? Geen enkele typische ster kan groot genoeg zijn om zo'n monster te maken! Natuurlijk zou je kunnen betogen dat deze baby zwarte gaten groot zouden kunnen worden door het consumeren van materie - maar in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is dit een ongelooflijk langzaam proces. Bovendien wordt aangenomen dat de meerderheid van de supermassieve zwarte gaten zich in de eerste paar miljarden jaren van het universum heeft gevormd - waardoor een conventioneel zwart gat veel te kort is om te evolueren naar de monsters die we vandaag zien. Eén theorie beweert dat vroege populatie III-sterren, groter dan de huidige hyperreuzen en zuiver samengesteld uit helium en waterstof, snel instortten en grote zwarte gaten creëerden, die later met elkaar versmolten tot superzware zwarte gaten. Een andere theorie, die waarschijnlijker wordt geacht, suggereert dat quasi-sterren de schuld kunnen zijn.

Terug in de eerste miljard jaar van het universum zweefden er grote wolken helium en waterstof rond. Als de materie in deze wolken snel genoeg zou instorten, zou het een grote ster kunnen vormen met een klein zwart gat in het midden - een quasi-ster, met de helderheid van een miljard zonnen. Normaal gesproken zou dit scenario leiden tot een supernova, wat ertoe zou leiden dat de 'schaal' van de ster en de omliggende materie in de ruimte worden weggeblazen. Maar als de wolk materie rondom de ster groot en dicht genoeg is, zal deze de explosie weerstaan ​​en in het zwarte gat vallen. Nu gevoed door de enorme hoeveelheid materie eromheen, zou het zwarte gat extreem snel extreem groot worden.

Om een ​​analogie te gebruiken: stel je voor dat je een kleine bom had omringd door karton. Als de bom ontplofte, als een supernova, zou het het karton wegblazen en het resulterende zwarte gat zou meteen moeten consumeren. Maar als het karton eigenlijk heel dik beton was, zou de explosie de muur niet weggooien - en het zwarte gat kon het meteen verbruiken.

1

Boson Star




Er zijn twee soorten dingen in dit universum: bosonen en fermionen. Het eenvoudigste verschil tussen beide is dat fermionen deeltjes zijn met een spin met een half geheel getal, terwijl bosonen deeltjes zijn met een integer spin. Alle elementaire en samengestelde deeltjes, zoals elektronen, neutronen en quarks, zijn fermionen, terwijl de titel van het boson wordt toegekend aan alle krachtdragende deeltjes, zoals fotonen en gluonen. In tegenstelling tot fermionen kunnen twee of meer bosonen in dezelfde staat bestaan.

Om een ​​ingewikkelde analogie te gebruiken om dit uit te leggen, zijn fermionen als gebouwen, terwijl bosonen als geesten zijn. Je kunt maar één gebouw hebben op een bepaald punt in de ruimte - aangezien het onmogelijk is om twee gebouwen naast elkaar in dezelfde ruimte te laten bestaan ​​- maar je kunt duizenden geesten op dezelfde plek of in het gebouw laten staan ​​zoals zij. ' immaterieel zijn (Bosonen hebben echter massa, maar je snapt het wel). Er is geen limiet aan hoeveel bosonen dezelfde ruimte kunnen innemen.

Nu zijn alle bekende sterren samengesteld uit fermionen, maar als er een stabiel boson bestaat, met een gegeven massa, dan zouden hypothetisch bosonsterren ook kunnen bestaan. Rekening houdend met het feit dat zwaartekracht afhankelijk is van massa, kun je je voorstellen wat er zou gebeuren als er een soort deeltje zou bestaan ​​waarin een oneindige hoeveelheid op hetzelfde punt in de ruimte zou kunnen bestaan. Om ons spookvoorbeeld te gebruiken, stel je voor dat er een miljard spoken waren, allemaal met een kleine hoeveelheid massa, die op dezelfde plek stonden - we zouden eindigen met een enorme hoeveelheid massa geconcentreerd op een enkel punt in de ruimte, die van natuurlijk hebben een enorme aantrekkingskracht. Bosonsterren zouden dus oneindige massa kunnen bezitten op een oneindig klein punt in de ruimte. Er wordt verondersteld dat de meest waarschijnlijke locatie voor bosonsterren, als ze bestaan, in het centrum van melkwegstelsels is.