Hvordan er Hypergiant Stars?

Eta Carinae er en hyperkjempe på himmelen på den sørlige halvkule. Det er den lyssterke stjernen (til venstre), innebygd i en tåke, og det antas at denne stjernen vil dø i en hypernovahendelse i løpet av de neste million årene. European Southern Observatory

Universet er fylt med stjerner i alle størrelser og typer. De største der ute kalles 'hypergiganter', og de dverger vår lille sol. Ikke bare det, men noen av dem kan være virkelig rare.

Hypergiganter er enormt lyse og fulle av nok materiale til å lage en million stjerner som vår egen. Når de blir født, tar de opp alt tilgjengelig 'stjernefødsel'-materiale i området og lever livene sine raskt og varmt. Hyperkjemper er født gjennom samme prosess som andre stjerner og skinner på samme måte, men utover det er de veldig, veldig forskjellige fra sine mindre søsken.

Lær om hypergiganter

Hyperkjempestjerner ble først identifisert separat fra andre superkjemper fordi de er betydelig lysere; det vil si at de har en større lysstyrke enn andre. Studier av deres lyseffekt viser også at disse stjernene mister masse veldig raskt. Det 'massetapet' er en definerende egenskap ved en hypergigant. De andre inkluderer temperaturene deres (svært høye) og massene deres (opptil mange ganger solens masse).

Opprettelse av hypergigantiske stjerner

Alle stjerner dannes i skyer av gass og støv, uansett hvilken størrelse de ender opp med å bli. Det er en prosess som tar millioner av år, og til slutt 'slår stjernen på' når den begynner å smelte sammen hydrogen i kjernen. Det er da den beveger seg inn i en periode i sin utvikling kalt hovedsekvens . Dette begrepet refererer til et diagram over stjernenes utvikling som astronomer bruker for å forstå livet til en stjerne.

Alle stjerner tilbringer mesteparten av livet på hovedsekvensen, og smelter jevnt sammen hydrogen. Jo større og mer massiv en stjerne er, jo raskere bruker den opp drivstoffet. Når hydrogendrivstoffet i en hvilken som helst stjernes kjerne er borte, forlater stjernen hovedsekvensen og utvikler seg til en annen 'type'. Det skjer med alle stjerner. Den store forskjellen kommer på slutten av en stjernes liv. Og det er avhengig av massen. Stjerner som solen avslutter livet sitt som planetariske tåker, og blåse massene deres ut i verdensrommet i skjell av gass og støv.

Når vi kommer til hypergiganter og deres liv, blir ting veldig interessant. Dødsfallene deres kan være ganske fantastiske katastrofer. Når disse stjernene med høy masse har brukt opp hydrogenet, utvider de seg til å bli mye større supergigantiske stjerner. Solen vil faktisk gjøre det samme i fremtiden, men i mye mindre skala.

Ting endrer seg også inne i disse stjernene. Utvidelsen forårsakes når stjernen begynner å smelte sammen helium til karbon og oksygen. Det varmer det indre av stjernen opp, noe som til slutt får det ytre til å svelle. Denne prosessen hjelper dem å unngå å kollapse i seg selv, selv når de varmes opp.

På supergigantstadiet svinger en stjerne mellom flere stater. Det blir en rød superkjempe en stund, og så når den begynner å smelte sammen andre elementer i kjernen, kan den bli en blå superkjempe . I mellom kan en slik stjerne også vises som en gul superkjempe når den går i overganger. De forskjellige fargene skyldes det faktum at stjernen svulmer i størrelse til hundrevis av ganger radiusen til solen vår i den røde superkjempefasen, til mindre enn 25 solradier i den blå superkjempefasen .

I disse supergigantiske fasene mister slike stjerner masse ganske raskt og er derfor ganske lyse. Noen supergiganter er lysere enn forventet, og astronomer studerte dem mer i dybden. Det viser seg at hypergigantene er noen av de mest massive stjerner noen gang målt og aldringsprosessen deres er mye mer overdrevet.

Det er den grunnleggende ideen bak hvordan en hypergigant blir gammel. Den mest intense prosessen lider av stjerner som er mer enn hundre ganger massen av solen vår. Den største er mer enn 265 ganger massen, og utrolig lyssterk. Deres lysstyrke og andre egenskaper førte til at astronomer ga disse oppblåste stjernene en ny klassifisering: hypergigant. De er i hovedsak superkjemper (enten røde, gule eller blå) som har veldig høy masse, og også høye massetap.

Detaljert beskrivelse av de endelige dødsfallene til Hypergiants

På grunn av sin høye masse og lysstyrke lever hyperkjemper bare noen få millioner år. Det er en ganske kort levetid for en stjerne. Til sammenligning vil sola leve rundt 10 milliarder år. Deres korte levetid betyr at de går fra babystjerner til hydrogenfusjon veldig raskt, de tømmer ut hydrogenet ganske raskt og beveger seg inn i supergigantfasen lenge før deres mindre, mindre massive og ironisk nok lengrelevende stjernesøsken (som Sol).

Til slutt vil kjernen til hyperkjempen smelte sammen tyngre og tyngre elementer til kjernen for det meste er jern. På det tidspunktet tar det mer energi å smelte sammen jern til et tyngre element enn det kjernen har tilgjengelig. Fusjon stopper. Temperaturene og trykket i kjernen som holdt resten av stjernen i det som kalles 'hydrostatisk likevekt' (med andre ord, det ytre trykket fra kjernen presset mot den tunge tyngdekraften til lagene over den) er ikke lenger nok til å holde resten av stjernen fra å kollapse i seg selv. Den balansen er borte, og det betyr at det er katastrofetid i stjernen.

Hva skjer? Den kollapser, katastrofalt. De kollapsende øvre lagene kolliderer med kjernen, som utvider seg. Alt rebounder deretter ut igjen. Det er det vi ser når en supernova eksploderer. Når det gjelder hypergiganten, er den katastrofale døden ikke bare en supernova. Det kommer til å bli en hypernova. Faktisk er det noen som teoretiserer at i stedet for en typisk Type II supernova, noe som kalles a gammastråleutbrudd (GRB) ville skje. Det er et utrolig sterkt utbrudd som sprenger det omkringliggende rommet med utrolige mengder stjerneavfall og sterk stråling.

Hva er igjen? Det mest sannsynlige resultatet av en slik katastrofal eksplosjon vil enten være en svart hull , eller kanskje en nøytronstjerne eller magnetar , alt omgitt av et skall av ekspanderende rusk mange, mange lysår på tvers. Det er den ultimate, rare slutten for en stjerne som lever fort, dør ung: den etterlater seg en nydelig ødeleggelsesscene.

Redigert avCarolyn Collins Petersen.