Nejen lidé, také hvězdy jsou zmítány krizemi. První fáze jejich života je relativně dlouhá a stabilní. Spalují v ní vodík na helium. Vše hezké ale jednoho dne skončí. Co se stane, když se jejich palivo vyčerpá?
Další vývoj hvězd je závislý na množství hmoty, kterou má k dispozici. Následující obrázek shrnuje jeho varianty.
První „krize“ čeká hvězdu v momentě, kdy jí dojde původní palivo – vodík. U malých a málo hmotných hvězd k tomu dojde později než u masivních. Jedním z důvodů je rychlejší průběh reakce u hmotných hvězd. Svou roli hraje také efektivita. Málo hmotné hvězdy spotřebují téměř všechen svůj vodík, zatímco u hmotné a obří hvězdy to může být i jen 10 procent množství, které má k dispozici.
První kolaps
Nedostatek paliva v jádru hvězdy se projeví úbytkem záření, jedné z komponent, které drží hvězdu ve stabilním stavu. Záření působí opačně než gravitace, která se snaží hvězdu komprimovat. Hvězdné jádro se následně začne smršťovat a tím i zahřívat. Pokud je hmota hvězdy vyšší než 0,3 hmotnosti Slunce, umožní nárůst teploty zažehnutí další termonukleární reakce, při které se odpad prvního procesu mění na palivo. Z helia tak vzniká uhlík, prvek který je ve vesmíru nositelem života.
Lehčí hvězdy nemají dost hmoty pro spalování helia na uhlík. Gravitační kolaps jim neumožní, aby vyvinuly dostatečně vysokou teplotu. V těchto relativně malých a lehkých hvězdách se poměrně dobře přenáší hmota z obalů do jádra, mohou tedy pomalu spotřebovávat většinu svého paliva včetně vodíku, který se nacházel blízko hvězdného povrchu. Poté začínají vychládat a stávají se z nich bílí trpaslíci.
O něco těžší hvězdy, ke kterým patří i naše Slunce, čeká jiný osud. Po vypotřebování paliva v jádře přemisťují svou termonukleární reakci do „obalu“, tedy vnějších částí hvězdy, zatímco jejich jádro kolabuje. Jak jeho smršťování, tak doplňující "vytápění" ve hvězdném obalu pak hvězdě dopomohou k teplotě, která je dostatečně vysoká pro spalování helia na uhlík. Zároveň se obaly hvězdy rozpínají a mění ji v tzv. červeného obra.
Další vývoj pokračuje odhozením vnějších hvězdných obalů. Z jádra se stane bílý trpaslík, který postupně vychládá, odhozené plynné obaly vytvoří planetární mlhovinu.
Mlhovina Dumbbell je vzdálená 1200 světelných let. Jedná se o typickou planetární mlhovinu. ((/public/germany/images/eso9846a/) Snímek: eso9846a (/public/germany/images/eso1205a/) )
Hmotnější hvězdy, které zažehly reakci, při které se v jádře vytváří uhlík, čeká další stabilní část kariéry. Tentokrát je ale mnohem kratší, než tomu bylo u spalování vodíku. Po vypotřebování paliva-helia v jádře začíná být spalováno helium i v obalech hvězdy, podobně, jako tomu bylo předtím s vodíkem. Tím se hvězda rozpíná a ochlazuje a dospívá do stadia rudého obra.
Hvězdy s hmotností více než 8 Sluncí, dosahují dostatečné teploty pro zažehnutí dalších reakcí.
Příklad: hvězda s 18-ti násobnou hmotností Slunce
Palivo Doba spalování
H - vodík 10 milionů let
He - helium 1 milion let
C - uhlík 10 000 let
Ne - neon 10 let
O - kyslík 5 let
Si - křemík 1 týden
Fe - železo nelze
Přitom mohou ve hvězdě probíhat paralelně různé procesy. Připomíná pak svou strukturou „cibuli“. V jádře probíhá nejvyšší stupeň termonukleární reakce a v jejích obalech postupně „dohořívají“ zbytky předchozího paliva.
Gravitace následně rozdrtí její železné jádro na protony a elektrony, které se pak pod ještě vyšším tlakem spojí a vytvoří tak neutrony. Vnější obaly hvězdy se zřítí do jádra, odrazí se od jeho povrchu a jsou vymrštěny do okolí. Tomuto jevu říkají vědci supernova II. typu.
Kolaps těch nejhmotnější hvězd se nezastaví ani v tomto stadiu a stávají se z nich malé, neprobádané objekty, kterým říkáme černé díry.
Explodující hvězdy vracejí mezihvězdnému prostoru část své hmoty, obohacené o těžší prvky. Všechen uhlík v našem těle, stejně jako kyslík, který dýcháme – vznikl kdysi při obrovských teplotách v nitru hvězd první generace. Po jejich kolapsu se tyto prvky staly součástí oblaku plynu a prachu, ze kterého později vznikla sluneční soustava, Země a my sami.
Není to krásná představa?
Svit hvězd v našich očích - není jen romantickou vizí,
ale realitou vzdálené minulosti.
Žádné komentáře:
Okomentovat