Top 10 Stjerner, der vil blæse dit sind

Ingen kan hjælpe, men se på alle de stjerner, der pryder vores himmel og spekulerer på, "hvad er derude?" Det er naturligt at drømme om det, der ligger så meget uden for vores rækkevidde. Måske i et solsystem langt fra vores er der en anden art, der stirrer op mod vores sol, et eneste punkt i lyset fra deres perspektiv og undrer os over hvilke mysterier det rummer.

Prøv som vi måske, vi vil aldrig virkelig forstå alt, hvad der er at vide om kosmologi, men det stopper ikke os med at prøve. Fra den kendte til den hypotetiske vil denne liste skitsere ti fascinerende typer stjerner.

10

Hypergiant




En ret kedelig type stjerne i forhold til resten på denne liste, kunne jeg ikke modstå herunder hypergiants bare for deres rene størrelse. Det er svært for os at forestille os, hvor humørlige disse monstre virkelig er, men den nuværende største kendte stjerne, NML Cygni, har en radius 1.650 gange vores sol - eller 7,67 AU. Til sammenligning sidder omkredsen af ​​Jupiter 5,23 AU væk fra vores sol, og Saturn er 9,53 AU væk. På grund af deres enorme størrelse lever de fleste hypergianter kun for mindre end et par dusin millioner år højst, før de går supernova. Den hypergiant Betelgeuse, som sidder i konstellationen Orion, forventes at gå supernova inden for de næste par hundrede tusind år. Når det gør det, vil det skygge månen i over et år, såvel som at være synlig om dagen.

9

Hypervelocity Star




I modsætning til alle de andre poster på denne liste er hypervelocity-stjerner ellers normale stjerner uden interessante eller kendetegnende egenskaber - udover at de springer igennem rummet ved vanvittige hastigheder. Med en hastighed på mere end en eller to millioner miles i timen er hypervelocity-stjerner resultatet af stjerner, der vandrer for tæt på det galaktiske center - som uddriver stjernerne ved ultrahøje hastigheder. Alle kendte hypervelocity-stjerner i vores galakse rejser på over to gange flyvehastigheden og er derfor bestemt til at forlade galaksen sammen og drive i mørket for resten af ​​deres liv.

8

cepheider

Cepheids - eller Cepheid Variable Stars - refererer til stjerner med en masse typisk mellem 5 og 20 gange den af ​​vores stjerne, som vokser større og mindre med jævne mellemrum, hvilket giver det udseende, at det er pulserende. Cepheids ekspandere på grund af det utroligt store tryk, der opleves inden for deres tætte kerne, men når de er vokset i størrelse, falder trykket, og de samtaler igen. Denne cyklus med vækst og krympning fortsætter, indtil stjernen når slutningen af ​​sit liv.

7

Sort Dværg




Hvis en stjerne er for lille til at blive en neutronstjerne eller blot eksploderer i en supernova, vil den efterhånden udvikle sig til en hvid dværg - en ekstremt tæt og kedelig stjerne, der har udnyttet hele dets brændstof og ikke længere oplever nuklear fission i kernen . Ofte ikke større, da jorden, hvide dværge langsomt afkøles via emissionen af ​​elektromagnetisk stråling. I løbet af latterligt lange perioder er hvide dværge afkølet nok til at stoppe med at udstråle lys og varme helt og dermed blive det, der er kendt som en sort dværg, næsten usynlig for observatøren. Sort dværg-hætte markerer slutningen af ​​stjernernes evolution for mange stjerner. Det antages, at der ikke findes nogen sorte dværge i universet, da det tager så lang tid for dem at danne sig. Vores sol vil degenerere til en på omkring 14,5 milliarder år.

6

Shell Stars




Når de fleste mennesker tænker på stjerner, tænker de på store sizzling sfærer flydende i rummet. Faktisk skyldes centrifugalkraften de fleste stjerner en smule oblate - eller fladt på deres poler. For de fleste stjerner er denne udfladning lille nok til at være ubetydelig - men i en vis andel stjerner, der springer i forhastede hastigheder, er denne fladning så ekstrem at give den en rugby-ball form. Med deres høje rotationshastigheder vil disse stjerner også kaste store mængder stof rundt om deres ækvator og skabe en "skal" af gas omkring stjernen - og derved dannes, hvad der kaldes en "skalstjerne". På billedet ovenfor er den svagt gennemsigtige hvide masse, der cirkler den oblate stjerne, Alpha Eridan (Achernar), den "shell".





5

Neutron Star

Når en stjerne er gået supernova, forbliver der kun en neutronstjerne. Neutronstjerner er ekstremt små og ekstremt tætte bolde af - du gættede det - neutroner. Mange gange mere tæt end kernen i et atom, og med en størrelse mindre end et dusin kilometer i diameter er neutronstjerner et virkelig bemærkelsesværdigt produkt af fysik.

På grund af den ekstreme tæthed af neutronstjerner bliver ethvert atomer, der kommer i kontakt med deres overflade, næsten øjeblikkeligt revet fra hinanden. Alle de ikke-neutron-subatomære partikler er revet fra hinanden i deres bestanddele, før de 'omarrangeres' til neutroner. Denne proces frigiver en enorm mængde energi - så meget, at en kollision mellem en neutronstjerne og en gennemsnitlig asteroide vil frigive en gamma ray burst med mere energi, så vil vores sol nogensinde producere i hele dets levetid. Af denne grund alene har neutronstjerner i nærheden af ​​vores solsystem (inden for et par hundrede lysår) en meget reel trussel om at sprøjte jorden med dødelig stråling.

4

Dark Energy Star

På grund af de mange problemer forbundet med vores nuværende forståelse af sorte huller, især i forhold til kvantemekanik, er mange alternative teorier blevet fremført som en forklaring på vores observationer.

En af disse er ideen om en mørk energistjerne. Det er hypotese, at når en stor stjerne kollapser, bliver den ikke til et sort hul, men den rumtid, der eksisterer inden for det, ændrer sig til mørk energi.På grund af kvantemekanik vil denne stjerne have en temmelig unik egenskab: uden for sin hændelseshorisont vil det tiltrække alt, mens det på indersiden, ud over dets hændelseshorisont, vil det afvise alt materie - det skyldes, at mørk energi har "negativ" tyngdekraften , som afviser alt, der kommer tæt på det, som om, hvordan de samme poler af en magnet afviser hinanden.

Derudover forudsiger teorien, at når en elektron passerer en mørk energistjernes begivenhedshorisont, bliver den omdannet til en positron - også kendt som en antikelektron - og udstødt. Når denne antipartikel kolliderer med en normal elektron, vil de udslette og frigive en lille energisprængning. Det antages, at dette i stor målestok vil forklare den enorme mængde stråling, der udsendes fra galaksernes centrum - hvor et supermassivt sort hul ellers antages at eksistere.

For det meste er det nemmest at tænke på en mørk energistjer som et sort hul, der udstøder materie og har ingen singularitet.

3

Iron Star




Stjerner skaber tungere elementer via nuklear fusion - processen, hvorved lette elementer smeltes sammen for at skabe tungere elementer og derefter frigive energi. Jo tungere elementet, jo mindre energi frigives, når de smeltes. Den typiske sti, som stjernerne tager, er ved først at fusionere hydrogen i helium, derefter helium i kulstof, kulstof i ilt, ilt til neon, neon i silicium og derefter - endelig - silicium i jern. Fusionsjern kræver mere energi end frigives, så det er det sidste trin i enhver stabil atomfusionsreaktion. Flertallet af stjerner dør, før de når det punkt, hvor de begynder at fusere kulstof, men de der kommer til dette punkt eller længere, bryder sig typisk ind i en supernova kort tid efter.

En jernstjerne er en stjerne, der er sammensat rent af jern, men er paradoksalt nok endnu at frigive energi. Hvordan? Via kvante tunneling. Kvantum tunneling refererer til fænomenet, hvorved en partikel passerer gennem en barriere, ellers ville den ikke kunne tværs. For at bruge et eksempel: hvis jeg smed en bold på en mur, ville det normalt ramme væggen og hoppe tilbage. Men ifølge kvantemekanik er der en lille chance for, at bolden kunne passere gennem væggen og ramme den intetanende person på den anden side.

Det er quantum tunneling. Selvfølgelig er sandsynligheden for dette tilfælde uendelig, men på atomniveau forekommer det relativt ofte - især inden for store genstande som stjerner. Normalt kræves der en stor mængde energi til at smelte jern, da den har en barriere af slags, som modstår fusion - hvilket betyder at det kræver mere energi end det giver ud. Med kvante tunneling kan jern imidlertid smelte uden at bruge nogen energi overhovedet. En måde at forstå dette på er at forestille to golfbolde langsomt at rulle mod hinanden og spontant fusionere, når de kolliderer. Normalt ville denne fusion kræve en enorm mængde energi, men kvantetunneling gør det muligt at forekomme med næsten ingen.

Da jernfusion via kvante tunneling er yderst sjælden, ville en jernstjerne skulle have en ekstrem høj masse for at opleve en bæredygtig fusionsreaktion. Af denne grund - og fordi jern er relativt sjældent i universet - menes det, at det vil tage lige under 1 Quingentillion år (1 efterfulgt af 1503 nul), før de første jernstjerner vises.

2

Quasi-Star

"Twinkle, twinkle quasi-star
Største puslespil fra fjerntliggende
Hvor i modsætning til de andre
Lysere end en milliard soler
Twinkle, twinkle, quasi-star
Hvor jeg undres over hvad du er."

- George Gamow, "Quasar" 1964. Hypergiants - den største af stjerner - falder typisk ind i sorte huller omkring ti gange solens masse. Så htere er et indlysende spørgsmål: Hvad kunne muligvis forårsage de supermassive sorte huller, der ligger i galakserne, med masser af en milliard soler? Ingen typisk stjerne kunne være stor nok til at skabe et sådant monster! Selvfølgelig kan man argumentere for, at disse baby sorte huller kunne vokse store ved at forbruge materie - men i modsætning til folkelig tro er det en utrolig langsom proces. Desuden antages størstedelen af ​​supermassive sorte huller at have dannet sig i de første par milliarder år af universet - hvilket giver et konventionelt sort hul alt for kort tid til at udvikle sig til de monstre vi ser i dag. En teori argumenterer for, at tidlig befolkning III stjerner, større end dagens hypergianter og sammensat udelukkende af helium og brint, hurtigt kollapsede og skabte store sorte huller, som senere fusionerede med hinanden i supermassive sorte huller. En anden teori, som anses for mere sandsynligt, tyder på, at kvasi-stjerner kunne være skyld.

Tilbage i de første milliarder år af universet var der store skyer af helium og hydrogen flydende rundt. Hvis sagen indeholdt i disse skyer kollapsede hurtigt nok, kunne den danne en stor stjerne med et lille sorte hul i midten - en kvasi-stjerne med lysstyrken på en milliard sol. Normalt ville dette scenario føre til en supernova, som ville resultere i stjernens "shell" og omgivende materiale blæst væk i rummet. Men hvis den materielle sky, der omgiver stjernen, er stor og tæt nok, vil den modstå eksplosionen og begynde at falde ind i det sorte hul. Nu fodres af den enorme mængde materiel der omgiver det, vil det sorte hul vokse ekstremt stort, ekstremt hurtigt.

At bruge en analogi: forestil dig, om du havde en lille bombe omgivet af pap. Hvis bomben eksploderede, som en supernova, ville den blæse væk fra pap, og det resulterende sorte hul ville ikke have noget at forbruge med det samme. Men hvis kartonen faktisk var tyk beton i stedet, ville blastet ikke smide væggen - og det sorte hul kunne straks forbruge det.

1

Boson Star




Der er to typer ting i dette univers: bosoner og fermioner. Den enkleste sondring mellem de to er, at fermioner er partikler med et halvt heltalspin, mens bosoner er partikler med et heltalspin. Alle elementære og sammensatte partikler, såsom elektroner, neutroner og kvarker, er fermioner, mens titel af boson er givet til alle de kraftbærende partikler, såsom fotoner og gluoner. I modsætning til fermioner kan to eller flere bosoner eksistere i samme tilstand.

For at bruge en sammenfaldende analogi til at forklare dette, er fermioner som bygninger, mens bosoner er som spøgelser. Du kan kun have en bygning på et bestemt tidspunkt i rummet - da det er umuligt at have to bygninger, der eksisterer i samme rum - men du kan få tusindvis af spøgelser stående på samme sted eller i bygningen, som de ' re immaterielle (Bosons har dog masse, men du får ideen). Der er ingen grænse for, hvor mange bosoner der kan besætte det samme rum.

Nu er alle kendte stjerner sammensat af fermioner, men hvis der findes en stabil boson med en given masse, så kan hypotetisk boson-stjerner også eksistere. I betragtning af at tyngdekraften er afhængig af masse, forestill dig, hvad der ville ske, hvis der var en slags partikel, hvor en uendelig mængde kunne eksistere på samme sted i rummet. For at bruge vores spøgelseseksempel, forestill dig, om der var en milliard spøgelser, alle med en lille masse masse, der stod på samme sted - ville vi ende med en stor masse koncentreret på et enkelt punkt i rummet, hvilket ville af selvfølgelig har en enorm gravitational pull. Boson stjerner kunne således have uendelig masse på et uendeligt lille punkt i rummet. Det er hypotese, at den mest sandsynlige placering for bosonstjerner, hvis de eksisterer, ligger midt i galakserne.