Van jong naar oud

Door Kathy_Strike gepubliceerd op Monday 28 October 21:49

Als een ster ouder wordt

Als een ster ophoud met het verbranden van waterstof in de kern, ontstaan er chemische recties in de buitenste schillen. De energie verwerking verplaatst zich naar buiten waardoor de ster opzwelt. Door deze opzwelling koelen de buitenste lagen af. Wat er daarna gebeurt, is voor elke ster anders. Het hangt allemaal af van zijn massa. Lichte sterren doven uit, sterren zoals de zon veranderen in een rode reus, en zware sterren worden een superreus.
Een ster die ouder wordt, gaat langzaam naar haar einde toe. Maar niet alle sterren ondergaan hetzelfde proces. Afhangend van hun massa, zullen ze eindigen als een witte dwerg, een zwarte dwerg, een neutronster of een zwart gat. 

Brandstof van een ster is niet oneindig. Ooit raakt het op. Er zijn verschillende manieren waarop een ster aan zijn einde kan komen, afhangend van haar massa. In twee andere artikels ben ik al ingegaan op sommige resten van de dood van een ster. (Supernova's en De vuurtorens van ons Universum). In dit artikel, geef ik een overzicht van de samenhang van de massa van een ster en haar einde. 
Bij vrij gewone sterren, zal de ster inzakken als de brandstof op is.
Bij sterren met grotere massa's, gebeuren heel andere dingen. 


Lichte sterren

Dit zijn sterren met massa's die nog minder bedragen als de helft van een zonnemassa. Er is te weinig massa om voldoende druk en temperatuur op te bouwen. Hierdoor zal heliumverbranding geen plaats vinden. Uiteindelijk doven ze uit en koelen ze geleidelijk aan af. 

Hoe gebeurt dit dan? Als alle waterstof in de kern is opgebrand, zal het beginnen met de verbranding van waterstof in de schil rondom de kern. Als hier alle waterstof op is, zal de ster samen trekken. Omdat heliumverbranding niet mogelijk is, zal de ster doorgaan met samentrekken. Er blijft nu alleen nog gasdruk over, die nog op weegt tegen zwaartekracht. Er blijft een kleinere, lichtzwakke ster over. Deze zal langzaam uitdoven, omdaarna een kleine zwarte ster te worden. Is het dan eigenlijk wel nog een ster? Of meer een donker ruimteobject?

Een voorbeeld van zo'n ster is Alpha Centauri A. Ook een van onze dichtste buren van de sterren die we kennen. Ze ligt hier ongeveer 4 lichtjaren vandaan. Ze heeft een straal van 97 000 km, wat 14% van de straal van onze zon is en heeft een rotatie periode van 84 dagen. Haar oppervlakte temperaturen bedragen zo'n 3000°C. Haar massa is bedraagt 12% van de massa van onze zon en is een rode dwerg van spectraalklasse M. Ze is ongeveer 5 miljard jaar oud.

Een impressie van Alpha Centauri A, samen met Alpha Centauri B en zijn planeet. Op de achtergrond is ook onze zon zichtbaar.

(Auteur: ESO/L. Calçada/N. Risinger, bron: http://www.eso.org/public/images/eso1241b/)


Zonachtige sterren

Sterren zoals de zon zullen eerst opzwellen tot een rode reus. Dit gebeurt als er in de schil rondom de kern waterstof verbranding plaatsvind. Ze stoot de buitenste lagen af, wat een planetaire nevel vormt. 
De sterkern zelf, stort in. Er is genoeg massa om druk en temperatuur op te bouwen voor het verbranden van helium. Het vorige proces herhaalt zich weer, als de helium in de kern opgebrand is. De verbranding verplaatst zich naar de schil rondom de kern. Als alle helium in deze schil op is, stort de kern uiteindelijk in, en laat een witte dwerg over. Deze witte dwerg zal na verloop van tijd ook uitdoven en word dan een zwarte dwerg. Het overblijfsel lijkt dus veel op dat van een lichte ster. Het sterfproces verliep alleen wat anders. 

Tau Ceti is hier een voorbeeld van. Ze lijkt heel erg fel op onze zon. Allebei hebben ze een spectraal klasse van G, maar Tau Ceti is iets minder helder als onze zon. Ze ligt hier ongeveer 12 lichtjaren vandaan. Haar straal is zo'n 539 000 km lang en ze heeft een rotatie periode van ongeveer 22 dagen. Haar oppervlakte temperaturen lopen op tot zon 5 296°C. 

Tau Ceti in Celestia (sterrenprogramma)


Zware sterren

Als de massa van een ster veel groter is, herhaalt zich het zwel en krimp proces zich meerdere malen. Hoe groter de massa, hoe vaker hij zal zwellen en krimpen. In elk stadium maakt de ster andere elementen aan, als energie bron. Na een tijd zullen deze sterren uiteindelijk ijzer in de kern aanmaken. Een zwarder element aanmaken is niet mogelijk. 
Superreuzen lijken wat meer hun best te doen om in leven te blijven. Ze produceren steeds zwaardere elementen in hun kern, als energie bron. Uiteindelijk zal de superreus ijzer aanmaken. Dit is zijn eigen doodsteek. Ijzer is een zwaar element. In de kern van een ster, zijn de elementen constant in beweging. Ze botsen tegen mekaar aan en exploderen, wat resulteert in kernfusie. Maar met ijzer is dit anders. Ijzer is vrij dicht, en zwaarder dan elementen zoals waterstof en helium. Als het de ijzer elementen tegen elkaar botsen, zullen ze bij wijze van spreken, aan mekaar blijven plakken. Ze exploderen niet. De kern wordt hierdoor dichter en dichter, en de ster implodeert. Na deze samenpakking zal er een supernova ontstaan. Of een hypernova, indien de ster een hyperreus is. 
Dit hele proces duurt nog geen paar seconden. Het gaat allemaal heel snel. Vanaf dat het ijzer is aangemaakt, is de ster al geïmplodeerd en geëxplodeerd. Zo, in een oogwenk. Maar wij zien het vanuit de aarde veel langzamer gaan. Dat komt door de grote hoeveelheden licht en elektro- magnetische straling. Het licht moet immers heel erg lang rijzen voordat het hier aankomt. 
Uiteindelijk zal er uit de supernova de sterresten ontstaan. Het hangt van haar massa af, wat ze hierna zal worden. Als de massa tussen 1,4 - 3,0 zonnemassa's zit, eindigt de supernova als een neutronster. Was de massa van de gestorven ster groter dan 3,0 zonnemassa's, dan ontstaat er uit de supernova een zwart gat. 

Een ster die zo zou eindigen, is Mu Cephei. Ze ligt in het sterren beeld Cepheus en in ons Melkwegstelsel. Zo'n 6 lichtjaren hiervandaan. Ze heeft een straal van 1 150 000 000 km lang, en is hiermee een superreus. Zij zal als een supernova ontploffen. Ze heeft oppervlakte temperaturen van 3 176°C.(Auteur:Francesco Malafarina, bron: Werk Auteur)
 

VY Canis Majoris is een hyperreus. Hij is de grootste ster die we tot nu toe kennen. Hij heeft een straal van 1 390 000 000 km lang. De oppervlakte temperaturen bedragen zo'n 2706°C. Hij zal als een hypernova ontploffen. Hij ligt in het sterrenbeeld Grote Hond. 

(Auteur: NASAESA, and R. Humphreys (University of Minnesota), bron: HubbleSite)

Rustige hemel

De hemel ziet er heel erg rustig uit vanuit de aarde. Zou het niet mooi zijn, als alles wat dichterbij lag? En dat je supernova's in cinema grootte kon aanschouwen? Het zou wel leuk zijn, maar ook heel erg gevaarlijk. Er komen enorm veel gevaarlijk stralingen vrij bij de beschreven processen. Als een supernova op de afstand van de maan zou ontploffen, denk ik dat we gebakken zijn. Maar gelukkig, is de ruimte van hieraf gezien lekker rustig. Voor nu dan toch… wie weet wat we nog allemaal zullen tegenkomen. Maar ooit, zal onze zon ook sterven. De zon gaf en zal nemen. Gelukkig duurt dit nog zo'n 5 miljard jaar. 


















 

Reacties (1) 

Voordat je kunt reageren moet je aangemeld zijn. Login of maak een gratis account aan.
Prachtig artikel.Ik hou van het universum en geniet hiervan dank je!