Csillagok, az élet bölcsői
A csillagok – mint a mi Napunk is -, irányítják az univerzumot. Megszületnek, majd sok milliárd év múlva elpusztulnak és ezzel új életet teremtenek. Életük során, emberi mértékegységben mérve, fel nem fogható mennyiségű energiát szabadítanak fel, biztosítva ezzel a Föld bolygón ismert életét.
Porszemek vagyunk
A Nap átmérője majdnem 1.400.000 kilóméter, ez a Föld átmérőjének egymillió szorosa, a felszíni gravitációja pedig, majdnem harmicszorosa a Földének.
Az egyik legnagyobb ismert csillag, a VY Canis Majoris, több mint egymilliárdszor nagyobb a Napunknál.
Sárga, vörös és a kék különböző árnyalataiban ragyognak. Vannak köztük magányosak és léteznek ikercsillagok, melyek egymás körül keringenek és mind galaxisokba csoportosulnak, amik több milliárd csillagot ölelnek fel. Keletkezésük ugyanolyan, sok milliárd kilóméter kiterjedésű, porból és gázból álló csillagközi felhők belsejében születnek.
Pillangó-köd Orion-köd Rák-köd Ló fej-köd
Ezeknek a felhőknek a belsejében, sok ezer csillag keletkezik, de a folyamat kezdetét, ami a porfelhők belsejben zajlik, 2004-ig nem tudták meg figyelni.
A Spitzer egy infravörös űrtávcső, amit erre a célra fejlesztettek ki. Csak a hőt érzékeli. A gravitáció a port és a gázokat örvénylő alakzatba rendezi. Ezek után nem kell más csak sok százezer éve. A gravitáció kezdi el sűríteni és összenyomni az anyagokat, és e közben hő képződik. A gravitáció addig sűríti az anyagot, míg a könnyebb gázok elkezdenek kilökődni az izzó magból.
Einstein bizonyította be, hogy az atomok egymásba préselése energiát szabadít fel.
“Rövid” időn belül a magja körüli hőmérséklet eléri a 8-10 millió fokot. A gázok atomja ilyen magas hőmérsékleten pedig olyan sebességgel ütköznek egymásnak, hogy elkezdenek egyesülni. Ez a folyamat a fúzió. A csillagok belsejében ez hosszú távon felfoghatatlan mennyiségű energiát felszabadít fel.
Einstein, E=mc2
A nukleáris fúziót, irányított körülmények között nagyon rövid ideig már elő tudják idézni. A hidrogén atomjai alapvetően taszítják egymást. Egyoxfordi laboratóriumban van egy gép, amely belsejében több mint 160 millió fokra hevítik a hidrogén atomokat így annyira felgyorsul a mozgásuk, hogy elkerülhetetlenül összeütköznek, így hélium atomot létrehozva és ezzel egy kicsi tiszta energiát felszabadítva. Sajnos a laboratóriumban a két hidrogén atom egyesítéséhez több energiát kell felhasználniuk a kutatóknak, mint
amennyi a fúzió folyamata alatt felszabadul.
Ezzel szemben, a csillagok működését a természet egyik alap ereje biztosítja. A gravitáció. Hatalmas mennyiségű gravitáció biztosítja azt a sok millió fokos hőmérsékletet, aminek hatására beindul a fúzió folyamata. E miatt fénylenek, a csillagok.
Egyensúly
Ha a gravitáció nem nyomná össze folyamatosan a csillag anyagát fúzió során felszabaduló energia felrobbantaná. A fúziós és a gravitációs erő van egyensúlyban egy csillag sok milliárd éves élete folyamán.
Foton
A fúziós folyamat terméke a fényt felépítő részecske is amit fotonoknak nevezünk. Évezredekbe telik, mire egy foton kiszabadul a nap belsejéből. Attól a pillanattól, hogy létrejön szüntelenül beleütközik a csillag belsejében száguldozó gázrészecskékbe és minden üzközés után irányt vált. Amint eléri a nap felszínét, csak nyolc percre van szüksége ahhoz, hogy elérje a Földet.
Fotonok a nap felszínét elérve felhevítik azt, nagyon röviden ez okozza a napszél jelenséget is.
Pusztulásuk
Ahogy fogy a hidrogén, lassul a fúziós folyamat. Abban a pillanatban megszűnik az egyensúly, amikor a csillag hidrogén készlete elfogy. Leáll a fúzió, a gravitáció győz, és szó szerint kifordítja a csillagot. A gázok a hőmérséklet növekedésével tágulnak. A fúzió az utolsó erejével felhevíti a csillag külső burkát, így a csillag növekedni kezd.
A Nap esetében ez azt jelenti, hogy a jelenlegi 1.400.000 kilóméteres átmérője, 7 milliárd év múlva, nagyjából a százszorosára növekszik majd, a halála pillanatában, nagy valószínűséggel elégetve ezzel a Földet.
Mivel a Napnak a hidrogén készlete elfogyott elkezdi égetni a korábbi fúzió során létrejött héliumot, ami a fúziós folyamat során szénné alakul. Ez még a hidrogén fúziója során felszabaduló energiánál is nagyobb mértékű energiát szabadít fel, aminek hatására szén atom jön létre, a külső burok, teljesen leválik és a Nap szétesik. A fúzió teljesen leáll és csak a mag marad hátra, egy fehér törpe nevű objektum. A kutatók úgy vélik, hogy ez az égitest egy gigantikus gyémánt az űrben.
Szupernova
Napnál milliószor nagyobb csillagoknak nem ilyen csendes a haláluk. Méretükből fakadóan képesek a nehezebb elemeket is fúziónálni és attól a pillanattól kezdve, hogy egy ilyen csillag, vasat termelni másodpercek vannak hátra életéből. Vas atomjait nem tudja tovább egyesíteni, így az elkezd felgyülemleni, a fúzió ismét megszűnik a gravitáció győz és az egész csillag magába roskad. Az eredmény pedig egy hatalmas robbanás. Ennek a gigantikus robbanásnak a során felszabaduló energia hozza létre az univerzum legritkább anyagait, – ezüst, arany, platina -, és szórja szét azokat csillagpor formában.
Ami hátramarad egy nukleonikus anyag. Egy tiszta neutronból álló objektum, a neutron csillag.
A korai csillagok nem tudtak oly módon stabilizálódni mint a Napunk. “Rövid idővel” a születésük után szinte kivétel nélkül, mind szupernovaként végezte, megteremtve ezzel azokat az anyagokat, amely a jelenleg ismert univerzumot felépítik.
Hidrogén, hélium szilícium vas oxigén, arany ezüst, minden ismert anyag, egy-egy ilyen szupernova végterméke.
Forrás:wikipedia.org, Így működik a világegyetem Első évad/1 rész