10 Astronomisk ekstreme slags stjerner

Universet er fuld af stjerner, og de er ikke alle de samme. Faktisk er der en utrolig variation. Her er en sampler af de mest ekstreme stjerner i det kendte univers.

10 de længest levede stjerner

Hvor længe kan en stjerne leve? Lad os først definere en stjernes levetid, som hvor lang tid det gør atomfusion, fordi et stjernes lig kan hænge længe efter atomfusion slutter.

Den måde, stjerne arbejder på, jo mindre massiv de er, desto længere tendens de til at leve. Stjernerne med den mindste masse er de røde dværge. De kan være alt fra 7,5 til 50 procent af solens masse. Noget mindre massivt ville ikke være i stand til at gøre nuklear fusion - det ville ikke være en stjerne. Nuværende modeller vurderer, at de mindste røde dværgstjerner kunne gøre fusion i op til 10 billioner år. Sammenlign det med stjerner som vores Sun, som gør fusion for omkring 10 milliarder år - 1.000 gange mindre. Efter smeltning af det meste af dets brint, forudsiger teorien, at en let rød dværg bliver en blå dværg, og som den bruger op, slutter resten af ​​dens brint, kernefusion og bliver en hvid dværg.

9 De ældste stjerner

De ældste stjerner ville være dem, der dannedes lige efter Big Bang (ca. 13,8 milliarder år siden). Astronomer kan estimere stjernens alder ved at se på deres stjernelys - det fortæller dem, hvor meget af hvert element (fx hydrogen, helium, lithium) er i stjernen. De ældste stjerner har mest for det meste hydrogen og helium med meget lille masse afsat til tungere elementer.

Den ældste kendte synlige stjerne hedder SMSS J031300.36-670839.3. Dens opdagelse blev offentliggjort i februar 2014. Det anslås at være 13,6 mia. År gammel, men det er ikke en af ​​de første, originale stjerner. Ingen af ​​dem er endnu blevet fundet, men nogle kan stadig være omkring. Røde dværge kan trods alt leve trillioner af år. Hvis der er nogen, vil der ikke være mange, så kigge efter dem ville være den ultimative nål-i-en-høstacksøgning.

8 De svageste stjerner

Hvad er de svageste stjerner? Før det kan besvares, skal vi være klare over, hvad vi mener med "mørkeste". Jo længere du kommer fra en stjerne, det lysere det ser ud, så vi skal fjerne afstanden fra os og simpelthen måle lysstyrken , eller den samlede mængde strøm, der afgives af stjernen som fotoner (lyspartikler).

Hvis vi begrænser os til stjerner, der stadig gør fusion, har røde dværge den laveste lysstyrke. Den sejeste stjerne med den laveste lysstyrke i øjeblikket kendt er den røde dværg 2MASS J0523-1403. Enhver mindre lysende, og vi kommer ind i randen af ​​brune dværge, som slet ikke er stjerner.

Og så er der resterne af stjerner: hvide dværge, neutronstjerner og sorte huller. Hvor svag kan de være?

Hvide dværgstjerner er noget lysende, men de køler ned over tid. I betragtning af tilstrækkelig tid bliver de kolde klumper af kulstof, der udsender næsten ingen lys - de bliver "sorte dværge". Det tager meget lang tid at hvide dværge køler af, så der er endnu ingen sorte dværge endnu.

Astrofysikere ved ikke, hvad der sker i sagen i neutronstjerner, når de køler af. Ved at observere supernovaer i andre galakser kan de estimere, at flere hundrede millioner neutronstjerner må have dannet sig i vores galakse, men de ser kun en brøkdel af det. Resten skal have afkølet så meget, at de nu er i det væsentlige usynlige.

Hvad med sorte huller dybt i intergalaktisk rum med ingenting, der kredser dem? De ville stadig give af en lille smule stråling - kendt som Hawking-stråling - men det ville ikke være meget. Sådanne ensomme sorte huller ville være de mindst lysende stjerneaflejringer. Eksisterer de? Måske.

7 De mest lysende stjerner

De mest lysende stjerner har også en tendens til at være den mest massive. De har også en tendens til at være Wolf-Rayet-stjerner, hvilket betyder at de er varme, og de dumper masser af masse i deres stærke stjernevind. De mest lysende stjerner holder sig heller ikke længe: De lever hurtigt og dør unge.

Stjernen, der for øjeblikket holder titlen for mest lysende (og mest massive) er R136a1. Dens opdagelse blev annonceret i 2010. Det er en Wolf-Rayet-stjerne med en lysstyrke omkring 8.700.000 gange solens lysstyrke og en masse på omkring 265 gange solens masse. Fordi det kaster masse, havde den engang en masse så høj som 320 soler.

R136a1 er faktisk en del af en tæt klynge af stjerner ved navn R136. Ifølge Paul Crowther, en af ​​opdagerne, "tager planeter længere tid at danne end disse stjerner tager for at leve og dø. Selv om der var planeter, ville der ikke være nogen astronomer på dem, fordi nattehimlen ville være næsten lige så lyse som dagen i disse klynger. "Det er en situation, som Isaac Asimov forestillede sig i sin science fiction-novelle" Nightfall ".

6 De største stjerner

På trods af sin enorme masse er R136a1 ikke den største stjerne (i størrelse). Der er mange større stjerner, og de er alle røde supergiganter-stjerner, der tilbragte det meste af deres liv meget mindre, indtil de løb tør for at smelte, begyndte at smelte helium, blev meget varmere og udvidede. Vores Sol vil til sidst løbe tør for hydrogen og udvide, men kun i en rød kæmpe. For at blive en rød supergiant skal en stjerne være mindst 10 gange mere massiv end Solen. Den røde supergiant fase er kort og varer kun et par tusinde til en milliard år (som er kort efter stjernestandarder, hvis ikke ved andre standarder).

De bedst kendte røde supergiants er Antares A og Betelgeuse, men de er forholdsvis små sammenlignet med de største. At navngive den største røde supergigant er en fjols skyld, fordi deres nøjagtige størrelser er vanskelige at estimere nøjagtigt. De største står op til 1.500 gange bredere end solen - muligvis større.

5 Stjernerne med de mest lysende eksplosioner

De højeste energi fotoner kaldes gamma stråler.De er produceret i atomvåben eksplosioner, så USA lancerede specielle satellitter, Vela satellitterne, for at kigge efter gammastråler produceret af sovjetiske atomvåben tests. I juli 1967 opdagede disse satellitter en gamma ray burst (GRB), der ikke lignede den var blevet produceret af en nuke. Mange andre blev detekteret efter det. De havde en tendens til at være ganske korte i varighed, der varede fra kun få millisekunder til flere minutter. De var også utrolig lyse - langt mere lysende end de mest lysende stjerner, omend kort. Og kilden var ikke på jorden.

Hvad producerer GRB'er? Der var masser af ideer. I dag antages de fleste at stamme fra eksplosioner af massive stjerner (supernovaer eller hypernovaer) på vej til at blive neutronstjerner eller sorte huller. Nogle GRB'er kommer fra magnetarer, en slags neutronstjerne med et ekstremt stærkt magnetfelt. Andre GRB'er kan være resultatet af to neutronstjerner, der smelter sammen i en, eller en neutronstjerne falder ind i et sort hul.

4 De mest vanvittige tidligere stjerner

Sorte huller er ikke stjerner - de er resterne af stjerner - men det er sjovt at sammenligne dem med stjerner, fordi sådanne sammenligninger fremhæver, hvor vanvittige de er.

Et sort hul er, hvad der danner, når en stjernes tyngdekraft er stærk nok til at overvinde alle andre kræfter, hvilket får det til at falde ned på sig selv ned til en punktmasse. Med en ikke-nul masse men nul volumen har den teoretisk en uendelig tæthed, men det er kun fordi vi bare ikke har en god teori for, hvad der virkelig foregår.

Sorte huller kan være ekstremt massive. De sorte huller, der findes ved centrene i nogle galakser, kan være titusindvis af solceller. Endvidere kan sagen rundt om supermassive sorte huller være meget lysende, nogle gange mere lysende end alle stjerner i en galakse. Der kan endda være stærke stråler af materiel, der kommer fra næsten et sort hul, der bevæger sig næsten ved lysets hastighed.

3The hurtigste bevægelige stjerner

I 2005 annoncerede Warren Brown og andre astronomer på Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics opdagelsen af ​​en stjerne, der bevæger sig så hurtigt, at den vil forlade Galaxy-galaksen og aldrig komme tilbage. Dets officielle navn er SDSS J090745.0 + 024507 men Brown kalder det "den udstødte stjerne."

Andre hurtige stjerner er siden blevet opdaget. De er kendt som hypervelocity stjerner. Fra maj 2014 er 20 blevet fundet. De fleste af dem synes at komme fra galaksens centrum. En hypotese er, at et par nærtliggende stjerner (et binært system) passerede tæt på det sorte hul i midten af ​​galaksen, så blev en af ​​stjernerne fanget af det sorte hul og den anden blev udkastet med høj hastighed.

Der er stjerner, der ser ud til at bevæge sig endnu hurtigere. Faktisk er jo mere en stjerne fra vores galakse jo hurtigere det kommer til syne at flytte væk fra os. Det skyldes universets udvidelse, dog ikke stjernens bevægelse gennem rummet.

2 De mest variable stjerner

Mange stjerner svinger meget i tilsyneladende lysstyrke som set fra Jorden. De er kendt som variable stjerner. Der er mange af dem: Den generelle katalog over variabelstjerner lister over 45.000 i Melkevejs galaksen alene.

Ifølge astrofysik professor Coel Hellier er de mest variable af disse stjerner de kataclysmiske variable (CV) stjerner. Deres lysstyrke kan stige med en faktor på 100 i mindre end en dag, derefter falde, derefter øge igen, og så videre. Som følge heraf er cv'er populære hos amatør-astronomer.

I dag har vi en bedre forståelse af, hvad der sker med CV'er: De er faktisk binære stjerner, hvor en af ​​stjernerne er en regelmæssig stjerne, og den anden er en hvid dværg. Mater falder ud af den faste stjerne på en accretion disk, der kredser om den hvide dværg. Når diskens masse bliver høj nok, begynder fusionen at forårsage den observerede stigning i lysstyrke. Det varer ikke - fusionen fades ud, og hele processen begynder igen. Der er nogle få variationer på dette. For eksempel bliver den hvide dværge til tider ødelagt.

1 De mest usædvanlige stjerner

Nogle slags stjerner er meget usædvanlige. De er ikke nødvendigvis på de ekstreme værdier af nogle attributter (fx lysstyrke eller masse), de er bare underlige.

Thorne-Zytkow genstande er sådan. De er opkaldt efter fysikerne Kip Thorne og Anna Zytkow, som først foreslog at de kunne eksistere. Deres idé var, at en neutronstjerne kunne spiral ind i kernen af ​​en rød kæmpe eller supergiant. Crazy, right? Men en blev for nylig fundet.

Nogle gange kan to store gule stjerner omkredse så tæt på hinanden, at der falder mellem dem, hvilket gør parret til at ligne en kæmpe kosmisk jordnødde. Kun to sådanne systemer er kendt.

Przybylski's Star er undertiden givet som et eksempel på en usædvanlig stjerne fordi dens stjernelys er ulig den af ​​enhver anden stjerne. Astronomer måler intensiteten af ​​hver bølgelængde som en måde at finde ud af, hvad stjernen er lavet af. Det er normalt ligetil, men forskere forsøger stadig at forstå spektret af Przybylski's Star.