Universet er fyldt med stjerner i alle størrelser og typer. De største derude kaldes "hypergiants", og de dværger vores lille sol. Ikke kun det, men nogle af dem kan være virkelig underlige.
Hypergiants er enormt lyse og fyldt med nok materiale til at fremstille en million stjerner som vores egne. Når de er født, optager de alt det tilgængelige "stjernefødsel" -materiale i området og lever deres liv hurtigt og varmt. Hypergiants fødes gennem den samme proces som andre stjerner og skinner på samme måde, men ud over det er de meget, meget forskellige fra deres små søskende.
Læring om Hypergiants
Hypergiante stjerner blev først identificeret separat fra andre supergiganter, fordi de er markant lysere; de har en større lysstyrke end andre. Undersøgelser af deres lysudbytte viser også, at disse stjerner mister masse meget hurtigt. Dette "massetab" er et definerende træk ved en hypergiant. De andre inkluderer deres temperaturer (meget høj) og deres masser (op til mange gange solens masse).
Oprettelse af Hypergiant Stjerner
Alle stjerner dannes i skyer af gas og støv, uanset hvilken størrelse de ender med at blive. Det er en proces, der tager millioner af år, og til sidst "tænder stjernen", når den begynder at smelte brint i sin kerne. Det er når det bevæger sig over et tidsrum i dens evolution kaldet hovedsekvens. Dette udtryk henviser til et diagram over stjernernes evolution, som astronomer bruger til at forstå en stjerners liv.
Alle stjerner tilbringer størstedelen af deres liv på hovedsekvensen og blander jævnligt brint. Jo større og mere massiv en stjerne er, jo hurtigere bruger den sit brændstof. Når brintbrændstoffet i en hvilken som helst stjernekerne er væk, forlader stjernen i det væsentlige hovedsekvensen og udvikler sig til en anden "type". Det sker med alle stjerner. Den store forskel kommer i slutningen af en stjerners liv. Og det er afhængigt af dens masse. Stjerner som solen afslutter deres liv som planetariske tåger og sprænge deres masser ud i rummet i skaller af gas og støv.
Når vi kommer til hypergiants og deres liv, bliver tingene virkelig interessante. Deres dødsfald kan være temmelig fantastiske katastrofer. Når disse højmasse-stjerner har opbrugt deres brint, udvides de til at blive meget større supergigantiske stjerner. Solen vil faktisk gøre det samme i fremtiden, men i meget mindre skala.
Ting ændrer sig også inde i disse stjerner. Udvidelsen forårsages, når stjernen begynder at smelte helium til kulstof og ilt. Det varmer det indre af stjernen op, hvilket til sidst får det ydre til at svulme op. Denne proces hjælper dem med at undgå sammenbrud på sig selv, selv når de varmer op.
På den overordnede fase svinger en stjerne mellem flere stater. Det bliver en rød supergiant et stykke tid, og når det begynder at smelte sammen andre elementer i kernen, kan det blive til blå supergiant. IN mellem en sådan stjerne kan også fremstå som en gul supergiant, når den overgår. De forskellige farver skyldes, at stjernen kvælder i størrelse til hundreder af gange vores sols radius i den røde supergiant fase, til mindre end 25 solradiier i den blå supergiant fase.
I disse overordnede faser mister sådanne stjerner massen ganske hurtigt og er derfor ganske lyse. Nogle supergiganter er lysere end forventet, og astronomer studerede dem mere dybtgående. Det viser sig, at hypergiganterne er nogle af mest massive stjerner nogensinde målt og deres aldringsproces er meget mere overdrevet.
Det er den grundlæggende idé bag, hvordan en hypergiant bliver gammel. Den mest intense proces lider af stjerner, der er mere end hundrede gange massen af vores Sol. Den største er mere end 265 gange sin masse og utrolig lys. Deres lysstyrke og andre egenskaber førte til, at astronomer gav disse oppustede stjerner en ny klassifikation: hypergiant. De er i det væsentlige supergiganter (enten rød, gul eller blå), der har meget høj masse og også høje massetabshastigheder.
Detaljeret om de endelige dødskræfter fra Hypergiants
På grund af deres høje masse og lysstyrke lever hypergiganter kun et par millioner år. Det er en ret kort levetid for en stjerne. Til sammenligning lever solen omkring 10 milliarder år. Deres korte levetid betyder, at de går hurtigt fra babystjerner til brintfusion, de udtømmer deres brint ganske hurtigt og bevæge sig ind i den overordnede fase længe før deres mindre, mindre massive og ironisk nok længere levede stjernede søskende (som solen).
Til sidst vil kernen i hypergianten fusionere tungere og tungere elementer, indtil kernen for det meste er jern. På det tidspunkt tager det mere energi at smelte jern til et tungere element, end kernen har til rådighed. Fusion stopper. Temperaturerne og trykket i kernen, der holdt resten af stjernen i det, der kaldes "hydrostatisk ligevægt" (med andre ord den udad tryk fra kernen skubbet mod den tunge tyngdekraft af lagene over den) er ikke længere nok til at forhindre resten af stjernen i at kollapse ind på sig selv. Denne balance er væk, og det betyder, at det er katastrofetid i stjernen.
Hvad der sker? Det kollapser katastrofalt. De sammenklappende øverste lag kolliderer med kernen, der ekspanderer. Alt rebounds derefter ud igen. Det er hvad vi ser, når a supernova eksploderer. I tilfælde af hypergianten er den katastrofale død ikke bare en supernova. Det bliver en hypernova. Faktisk teoretiserer, at i stedet for en typisk type II-supernova, kaldes noget gamma-ray burst (GRB) ville ske. Det er et utroligt stærkt udbrud, der sprænger det omkringliggende rum med utrolige mængder stjernet affald og stærk stråling.
Hvad er der tilbage? Det mest sandsynlige resultat af en sådan katastrofal eksplosion vil være enten en sort hul, eller måske en neutronstjerne eller magnetar, alle omgivet af en skal af ekspanderende affald mange, mange lysår på tværs. Det er den ultimative, underlige ende for en stjerne, der lever hurtigt, dør ung: den efterlader en dejlig scene med ødelæggelse.
Redigeret af Carolyn Collins Petersen.