Kokios yra hipergiantinės žvaigždės?

Eta Carinae yra hipergigantė pietų pusrutulio danguje. Tai ryški žvaigždė (kairėje), įterpta į ūką, ir manoma, kad ši žvaigždė mirs dėl hipernovos per ateinančius milijonus metų. Europos pietinė observatorija

Visata užpildyta įvairaus dydžio ir tipo žvaigždėmis. Didžiausi iš jų vadinami „hipergiantais“ ir jie nustelbia mūsų mažytę saulę. Negana to, kai kurie iš jų gali būti tikrai keisti.

Hipergiantai yra nepaprastai ryškūs ir prikrauti pakankamai medžiagos, kad padarytų milijoną tokių žvaigždžių kaip mūsų. Gimę jie pasiima visą turimą „žvaigždžių gimimo“ medžiagą ir gyvena greitai bei karštai. Hipergiantai gimsta per tą patį procesą, kaip ir kitos žvaigždės, ir šviečia taip pat, bet be to, jie labai labai skiriasi nuo savo mažesnių brolių ir seserų.

Mokymasis apie hipergiantus

Hipergigantinės žvaigždės pirmą kartą buvo identifikuotos atskirai nuo kitų supergigantų, nes jos yra žymiai ryškesnės; tai yra, jie turi didesnį šviesumo nei kiti. Jų šviesos srauto tyrimai taip pat rodo, kad šios žvaigždės labai greitai praranda masę. Tas „masinis praradimas“ yra viena iš pagrindinių hipergianto savybių. Kiti apima jų temperatūrą (labai aukštą) ir masę (iki daug kartų didesnės už Saulės masę).

Hipergiantinių žvaigždžių kūrimas

Visos žvaigždės susidaro dujų ir dulkių debesyse, kad ir kokio dydžio jos būtų. Tai procesas, trunkantis milijonus metų, ir galiausiai žvaigždė „įsijungia“, kai savo šerdyje pradeda lydyti vandenilį. Tada jis pereina į savo evoliucijos laikotarpį, vadinamą pagrindinė seka . Šis terminas reiškia žvaigždžių evoliucijos diagramą, kurią astronomai naudoja norėdami suprasti žvaigždės gyvenimą.

Visos žvaigždės didžiąją savo gyvenimo dalį praleidžia pagrindinėje sekoje, nuolat lydydamos vandenilį. Kuo žvaigždė didesnė ir masyvesnė, tuo greičiau ji išeikvoja kurą. Kai bet kurios žvaigždės šerdyje nebelieka vandenilio kuro, žvaigždė iš esmės palieka pagrindinę seką ir išsivysto į kitą „tipą“. Taip atsitinka su visomis žvaigždėmis. Didelis skirtumas atsiranda žvaigždės gyvenimo pabaigoje. Ir tai priklauso nuo jo masės. Žvaigždės kaip Saulė baigia savo gyvenimą kaip planetiniai ūkai, ir išpūsti jų mases į kosmosą dujų ir dulkių lukštais.

Kai pasiekiame hipergigantus ir jų gyvenimus, viskas tampa tikrai įdomi. Jų mirtis gali būti gana nuostabi katastrofa. Kai šios didelės masės žvaigždės išnaudoja vandenilį, jos plečiasi ir tampa daug didesnėmis supermilžinėmis žvaigždėmis. Saulė iš tikrųjų darys tą patį ateityje, bet daug mažesniu mastu.

Šių žvaigždžių viduje viskas taip pat keičiasi. Išsiplėtimas atsiranda, kai žvaigždė pradeda lydyti helio į anglį ir deguonį. Tai įkaitina žvaigždės vidų, o tai galiausiai priverčia išorę išsipūsti. Šis procesas padeda jiems nesugriūti, net kai jie įkaista.

Supermilžinėje stadijoje žvaigždė svyruoja tarp kelių būsenų. Tai bus a raudonasis supermilžinas kurį laiką, o tada, kai jis pradeda lydyti kitus elementus savo šerdyje, jis gali tapti a mėlynas supermilžinas . Tarp tokios žvaigždės pereinant taip pat gali pasirodyti kaip geltonas supermilžinas. Skirtingos spalvos atsiranda dėl to, kad žvaigždės dydis raudonojoje supermilžinėje fazėje išauga šimtus kartų už mūsų Saulės spindulį, iki mažesnio nei 25 saulės spindulių. mėlynojo supermilžino fazėje .

Šiose supermilžinėse fazėse tokios žvaigždės gana greitai praranda masę, todėl yra gana ryškios. Kai kurie supergigantai yra ryškesni nei tikėtasi, o astronomai juos ištyrė nuodugniau. Pasirodo, hipergiantai yra vieni iš masyviausios žvaigždės kada nors matuojamas ir jų senėjimo procesas yra daug labiau perdėtas.

Tai yra pagrindinė idėja, kaip hipergiantas sensta. Intensyviausią procesą patiria žvaigždės, kurios yra daugiau nei šimtą kartų didesnės už mūsų Saulės masę. Didžiausias yra daugiau nei 265 kartus didesnis už savo masę ir yra neįtikėtinai ryškus. Dėl jų ryškumo ir kitų charakteristikų astronomai suteikė šioms išsipūtusioms žvaigždėms naują klasifikaciją: hipergiantines. Iš esmės jie yra supergigantai (raudonos, geltonos arba mėlynos spalvos), kurių masė labai didelė, o masės praradimo rodikliai – dideli.

Išsamiai aprašome paskutinę hipergiantų mirties jaudulį

Dėl didelės masės ir šviesumo hipergiantai gyvena tik kelis milijonus metų. Tai gana trumpa žvaigždės gyvenimo trukmė. Palyginimui, Saulė gyvens apie 10 milijardų metų. Dėl trumpos jų gyvenimo trukmės jie labai greitai pereina iš kūdikių žvaigždžių į vandenilio sintezę, gana greitai išeikvoja savo vandenilį ir pereina į supermilžinę fazę gerokai anksčiau nei jų mažesni, ne tokie masyvūs ir, kaip ironiška, ilgiau gyvenantys žvaigždžių broliai ir seserys (pvz. Saulė).

Galų gale hipergianto šerdis sulydys sunkesnius ir sunkesnius elementus, kol šerdis daugiausia bus geležies. Tuo metu reikia daugiau energijos, kad sulydytų geležį į sunkesnį elementą, nei turi šerdis. Sintezija sustoja. Temperatūra ir slėgis šerdyje, kurie laikė likusią žvaigždės dalį vadinamojoje „hidrostatinėje pusiausvyroje“ (kitaip tariant, šerdies išorinis slėgis, stumiamas prieš didžiulę virš jos esančių sluoksnių gravitaciją), nebepakanka, kad išlaikytų likusi žvaigždės dalis nesugrius į save. Tas balansas dingo, o tai reiškia, kad žvaigždėje atėjo katastrofos metas.

Kas atsitinka? Jis griūva, katastrofiškai. Griūvantys viršutiniai sluoksniai susiduria su šerdimi, kuri plečiasi. Tada viskas grįžta atgal. Štai ką matome, kai a supernova sprogsta. Hipergiganto atveju katastrofiška mirtis nėra tik supernova. Tai bus hipernova. Tiesą sakant, kai kurie teigia, kad vietoj tipiškos II tipo supernovos atsirado kažkas, vadinamas a gama spindulių pliūpsnį (GRB) įvyktų. Tai neįtikėtinai stiprus protrūkis, išsprogdinęs aplinkinę erdvę neįtikėtinais žvaigždžių nuolaužų kiekiais ir stipria radiacija.

Kas liko? Labiausiai tikėtinas tokio katastrofiško sprogimo rezultatas bus arba a Juodoji skylė , o gal a neutroninė žvaigždė arba magnetaras , visas apsuptas besiplečiančių šiukšlių apvalkalo, kurio skersmuo daug šviesmečių. Tai didžiausia, keista žvaigždės, kuri gyvena greitai, miršta jauna, pabaiga: ji palieka nuostabią sunaikinimo sceną.

RedaguotaCarolyn Collins Petersen.