Νεφελώματα
Νεφελώματα ειναι τεράστιες εκτάσεις απο υδρογόνο, ήλιο, σκόνη και διάφορα αέρια που υπάρχουν στον γαλαξία μας. Οι διαστάσεις τους είναι πάρα πολύ μεγαλύτερες από το ηλιακό μας σύστημα αλλά η πυκνότητά τους πολύ χαμηλή. Αυτά τα νέφη λόγω της πολύ μεγάλης μάζας τους έχουν κάποια βαρύτητα η οποία όμως, λόγω της χαμηλής πυκνότητας, δεν είναι ικανή να ξεπεράσει τις θερμικές κινήσεις των μορίων και να προκαλέσει τη βαρυτική συστολή και συμπύκνωση. Οι πιο πυκνές περιοχές τείνουν να γίνουν πυκνότερες, όσο περισσότερη ύλη βρίσκου τόσο μεγαλύτερη μάζα αποκτούν και άλλο τόσο “απορροφούν” την ύλη
Μηχανισμοί Συμπίεσης Νεφελώματος (Συστολή)
- Όταν δύο ή περισσότερα νέφη συγκρούονται μεταξύ τους. Τότε, λόγω της σύγκρουσης τα νέφη συμπιέζονται και η πυκνότητά τους αυξάνεται.
- Όταν κοντά σε κάποιο ή κάποια νέφη γίνεται έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς αστέρα (Supernova). Οι σουπερνόβα είναι τεράστιες εκρήξεις αστεριών που βρίσκονται στα τελευταία στάδια της ζωής τους. Σε μία τέτοια έκρηξη το μεγαλύτερο μέρος ενός αστεριού (ή και ολόκληρο το άστρο) διαλύεται. Το ωστικό κύμα αυτής της έκρηξης συμπιέζει τα γειτονικά νέφη και δίνει τη σκυτάλη για τη βαρυτική συστολή.
- Όταν στην περιοχή των νεφών έχουν ήδη σχηματισθεί νέα μεγάλα άστρα. Αυτά τα άστρα εκπέμπουν τεράστια ποσά ακτινοβολίας, η πίεση της οποίας πάνω στην ύλη των γειτονικών νεφών μπορεί να τα συμπιέσει.
“Ο σημαντικότερος όμως τρόπος σχηματισμού αστεριών στο Γαλαξία μας είναι τα “σπειροειδή κύματα πυκνότητας, Αυτά είναι κύματα πίεσης τα οποία ξεκινούν από τον πυρήνα του Γαλαξία και ξετυλίγονται προς τα έξω σπειροειδώς στον δίσκο του γαλαξία”.
Δημιουργία Πρωταστέρων
Aφήνει λάμψεις φωτός κάθε 25,3 ημέρες.
Μόλις σχηματιστεί το πρωτοάστρο τότε αρχίζει να καταρρέει κάτω από την επίδραση της ίδιας της βαρύτητας του και λόγω των συγκρούσεων των ατόμων του εκπέμπεται φωτεινή ακτινοβολία. Σε αυτό το στάδιο η ύλη συνεχώς καταρρέει προς το κέντρο του πρωτοάστρου χωρίς να συναντά την παραμικρή αντίσταση, δηλαδή πίεση στο εσωτερικό του, έτσι ώστε να εξισορροπήσει το βάρος των υπερκείμενων στρωμάτων που καταρρέουν .Στη συνέχεια ο πυρήνας γίνεται αρκετά πυκνός λόγω της συνεχούς πτώσης της ύλης προς το κέντρο του πρωτοάστρου, ώστε τελικά γίνεται αδιαφανής, αποτέλεσμα είναι να μη υπάρχει σημαντική απώλεια από τον πυρήνα και άρα να αυξάνεται η θερμοκρασία και η πίεση σε αυτόν. H πίεση αυτή που εξασκείται στο αέριο με φορά από τον πυρήνα προς τα εξωτερικά υπερκείμενα στρώματα οδηγεί σε «υδροστατική ισορροπία» και εξισορροπεί μερικώς τη βαρυτική δύναμη
Πυρηνική Σύντηξη και “Διαχωρισμός Άστρων”
Λόγω κατάρρευσης η Βαρυτική Ενέργεια μετατρέπεται σε Θερμότητα. Όταν η θερμοκρασία του πρωτοάστρου γίνει περίπου 10.000.000 βαθμούς, αρχίζει η πυρηνική σύντηξη του υδρογόνου, που μετατρέπεται σε ήλιο συν ενέργεια. Επίσης, το πρωτοάστρο απελευθερώνει αστρικούς ανέμους που αναγκάζει το νεφέλωμα να διαλυθεί και τελικά να εξαφανιστεί. Το πρωτοάστρο είναι τώρα πια ένα σταθερό άστρο της κύριας ακολουθίας που θα παραμείνει σε αυτή την κατάσταση (στην περίπτωση του δικού μας ήλιου) για περίπου 10 δισεκατομμύριο χρόνια. Επί της κύριας ακολουθίας δεν υπάρχει υδροστατική ισορροπία, όπως συμβαίνει στη φάση της εξέλιξης του πρωτοάστρου, αλλά πλήρης υδροστατική ισορροπία, γι’ αυτό και το άστρο είναι ευσταθές και οι πυρηνικές καύσεις του υδρογόνου στον πυρήνα παράγουν την απαραίτητη εσωτερική πίεση που υποβαστάζει τα υπερκείμενα στρώματα τα οποία εξασκούν πίεση προς το κέντρο, λόγω βαρύτητας.
Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του άστρου, τόσο ταχύτερα καταναλώνει το σύνολο των πυρηνικών του αποθεμάτων, συνεπώς, τόσο μικρότερο χρονικό διάστημα παραμένει στην κύρια ακολουθία. H παραμονή ενός άστρου επί της κύριας ακολουθίας χαρακτηρίζεται από τη θερμοπυρηνική σύντηξη του υδρογόνου του πυρήνα και τη μετατροπή του σε ήλιο. Μόλις εξαντληθεί το υδρογόνο, παύουν οι πυρηνικές καύσεις και η πίεση στον πυρήνα ελαττώνεται, οπότε δεν είναι πλέον ικανή να συγκρατήσει το βάρος των υπερκείμενων στρωμάτων και έτσι ξαναρχίζει για δεύτερη φορά στην ιστορία του άστρου, η βαρυτική κατάρρευση και το άστρο βρίσκεται στη φάση του κόκκινου γίγαντα
Σε αυτή τη φάση, έχουμε έναν πυρήνα από ήλιο, ο οποίος συστέλλεται λόγω της βαρύτητας, ενώ το σύνολο του άστρου διαστέλλεται. Όταν γίνει ίση με 200.000.000 K, τότε αρχίζουν και πάλι οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις, με το ήλιο αυτή τη φορά να μετατρέπεται σε άνθρακα και βαρύτερα στοιχεία όπως το Οξυγόνο. Μετά την εξάντληση του ηλίου, ξαναρχίζει η βαρυτική συστολή του πυρήνα, ο οποίος αποτελείται μόνο από άνθρακα. H μετέπειτα εξέλιξη του άστρου είναι αβέβαιη, αφού δεν είναι σίγουρο αν ο πυρήνας γίνει ποτέ αρκετά θερμός ώστε να αρχίσουν νέες πυρηνικές αντιδράσεις που να μετατρέπουν τον άνθρακα σε βαρύτερα στοιχεία. Όμως η κυριότερη παράμετρος που «αποφασίζει» για την εξέλιξη του άστρου είναι η μάζα του.
Διαχωρισμός Άστρου λόγου της Μάζας του Άστρου
Αν η Μάζα του Άστρου < 10 Μάζες Ηλίου
Ο πυρήνας δεν θα γίνει θερμότερος, γι’ αυτό ο πυρήνας συρρικνώνεται ενώ το άστρο διαστέλλεται, αυτό που απομένει είναι ένα δακτυλιοειδές νεφέλωμα.
Στο εσωτερικό του δεν συμβαίνουν αντιδράσεις, ενώ όλη η πίεση που έχει προέρχεται από τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στον πυρήνα. Το σώμα πλέον είναι (λέγεται) Λευκός Νάνος και θα ακτινοβολεί για δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι να χάσει ενέργεια.
Αν η Μάζα του Άστρου > 10 Μάζες Ηλίου
Αν το άστρο βρίσκεται πάνω από 10 ηλιακές μάζες τότε μετατρέπεται σε έναν κόκκινο Υπερ-Γίγαντα, ο πυρήνας του θερμαίνεται και ξεκινούν οι επόμενες θερμοπυρηνικές αντιδράσεις σε αυτόν. Αντιδράσεις Άνθρακα ( C ) + Οξυγόνο ( O ) μετατρέπονται μέσω θερμοπυρηνικής σύντηξης σε βαρύτερα στοιχεία. Όταν έρθει η ώρα για την σύντηξη του Σιδήρου ( Fe), λόγω που η σύντηξη του Σιδήρου είναι ενδόθερμη αντίδραση, η αντίδραση “καταναλώνει” ενέργεια (δηλαδή Θερμότητα) και έτσι ο πυρήνας αντί να θερμαίνεται, ψύχεται ! Η πίεση μειώνεται και τελικά η βαρύτητα είναι η κυριαρχούσα δύναμη στο άστρο. Λόγω της συρρίκνωσης του πυρήνα, τα ηλεκτρόνια ενώνονται με τα πρωτόνια και σχηματίζουν νετρόνια δημιουργώντας έτσι έναν πυρήνα νετρονίων. Λόγω της δύναμης της βαρύτητας που συρρικνώνει το άστρο δημιουργείται μια υπερκαινοφανής έκρηξη (Supernova)
Μετά την έκρηξη Supernova έχει απομείνει ο πυρήνας Νετρονίων ο οποίος με τη σειρά του χωρίζεται σε δυο κατηγορίες
Αν η Μάζα Πυρήνα Νετρονίων < 2 Ηλιακές Μάζες
Τότε ο πυρήνας παραμένει ως έχει και σταθεροποιείται, ενώ αποτελείται αποκλειστικά από Νετρόνια και αυτό που απομένει ονομάζεται “Αστέρας Νετρονίων” – “Pulsar”
Αν η Μάζα Πυρήνα Νετρονίων > 2 Ηλιακές Μάζες
Τότε τα Νετρόνια καταρρέουν εξαιτίας της βαρυτικής δύναμης και υπάρχει η “Απόλυτη Κυριαρχία της Βαρύτητας”, όλος ο εναπομείναντας πυρήνας συρρικνώνεται σε ένα απειροελάχιστο σημείο που ονομάζεται “Μοναδικότητα” και έχει άπειρη πυκνότητα. Στην περιοχή που βρίσκεται η Μοναδικότητα, υπάρχει τεράστιο βαρυτικό πεδίο που ούτε οι ακτίνες φωτός δεν μπορούν να δραπετεύσουν και ονομάζεται ” Μαύρη Τρύπα”.
Μελέτες δείχνουν οτι ένα υπερβολικά Μεγάλο Άστρο μπορεί να συνθλιβεί και να δημιουργήσει μια Μαύρη Τρύπα, χωρίς έκρηξη Supernova.
Πηγές:
- https://physics4u.wordpress.com/2011/08/27/%CE%AF-%CE%AD-%CE%AC-%CE%AD/
- https://www.youtube.com/watch?v=BNifcXtjLsQ