10 Astronomiskt Extrema Typer Stjärnor

Universum är fullt av stjärnor, och de är inte alla samma. Faktum är att det finns en otrolig variation. Här är en sampler av de mest extrema stjärnorna i det kända universum.

10 de längsta levande stjärnorna

Hur länge kan en stjärna leva? Låt oss först definiera en stjärnas livstid som hur länge det gör kärnfusion, eftersom lik av en stjärna kan hänga länge efter kärnfusion slutar.

Hur stjärnorna fungerar, ju mindre massiva de är desto längre tenderar de att leva. Stjärnorna med den minsta massan är de röda dvärgarna. De kan vara var som helst från 7,5 till 50 procent av solens massa. Något mindre massivt skulle inte kunna göra kärnfusion - det skulle inte vara en stjärna. Nuvarande modeller uppskattar att de minsta röda dvärgstjärnorna kan göra fusion i upp till 10 biljoner år. Jämför det med stjärnor som vår Sun, som gör fusion för omkring 10 miljarder år - 1000 gånger mindre. Efter att ha smält det mesta av dess väte förutspår teorin att en lätt röd dvärg blir en blå dvärg, och som den använder, stannar resten av sin väte, kärnfusion och blir en vit dvärg.

9 De äldsta stjärnorna

De äldsta stjärnorna skulle vara de som bildades strax efter Big Bang (ca 13,8 miljarder år sedan). Astronomer kan uppskatta stjärnans ålder genom att titta på deras stjärnljus - det berättar hur mycket av varje element (t ex väte, helium, litium) ligger i stjärnan. De äldsta stjärnorna brukar ha mest väte och helium med mycket liten massa som ägnas åt tyngre element.

Den äldsta kända synliga stjärnan heter SMSS J031300.36-670839.3. Dess upptäckt publicerades i februari 2014. Det beräknas vara 13,6 miljarder år gammal, men det är inte en av de första, ursprungliga stjärnorna. Ingen av dem har hittats ännu, men vissa kan fortfarande vara kvar. Röda dvärgar kan trots allt leva trillioner år. Om det finns några, kommer det inte finnas många, så letar efter dem skulle vara den ultimata nålen i höstacksökningen.

8 De svagaste stjärnorna

Vilka är de minsta stjärnorna? Innan det kan besvaras måste vi vara tydliga om vad vi menar med "dimmast". Ju längre du kommer från en stjärna, så ser dimmeren ut, så vi måste eliminera avståndet från oss och bara mäta ljusstyrkan , eller den totala mängden ström som avges av stjärnan som fotoner (ljuspartiklar).

Om vi ​​begränsar oss till stjärnor som fortfarande gör fusion, så har röda dvärgar den lägsta ljusstyrkan. Den coolaste stjärnan med den lägsta ljusstyrka som för närvarande är känd är den röda dvärgen 2MASS J0523-1403. Något mindre lysande och vi kommer in i riken av bruna dvärgar, som inte är stjärnor alls.

Och då finns resterna av stjärnor: vita dvärgar, neutronstjärnor och svarta hål. Hur dim kan de vara?

Vita dvärgstjärnor är något ljusa, men de svalnar över tiden. Med tanke på att det blir tillräckligt med tid blir de kalla klumpar av koldioxid som inte ger något ljus. De blir "svarta dvärgar". Det tar mycket lång tid för vita dvärgar att svalna, så det finns inga svarta dvärgar än.

Astrofysiker vet inte vad som händer med neutronstjärnorna när de svalnar. Genom att observera supernova i andra galaxer kan de uppskatta att flera hundra miljoner neutronstjärnor måste ha bildat sig i vår galax, men de ser bara en bråkdel av det. Resten måste ha svalnat så mycket att de nu är väsentligen osynliga.

Hur är det med svarta hål djupt i intergalaktiskt utrymme med ingenting som kretsar dem? De skulle fortfarande ge bort en liten bit av strålning - känd som Hawking-strålning - men det skulle inte vara mycket. Sådana ensamma svarta hål skulle vara de minst lysande stjärnresterna. Finns de? Kanske.

7 De mest ljusande stjärnorna

De mest lysande stjärnorna tenderar också att vara de mest massiva. De tenderar också att vara Wolf-Rayet-stjärnor, vilket betyder att de är heta och de dumpar mycket massa i sina starka vindar. De mest ljusstarka stjärnorna klibbar inte länge: De lever snabbt och dör unga.

Stjärnan som för närvarande håller titeln för mest lysande (och mest massiva) är R136a1. Dess upptäckt tillkännagavs 2010. Det är en Wolf-Rayet-stjärna med en ljusstyrka runt 8.700.000 gånger solens ljusstyrka och en massa på ungefär 265 gånger Solens massa. För att det skedde massa hade det en gång en massa så hög som 320 Suns.

R136a1 är faktiskt en del av ett tätt kluster av stjärnor som heter R136. Enligt Paul Crowther, en av upptäckarna, "planeter tar längre tid att bilda än dessa stjärnor tar för att leva och dö. Även om det fanns planeter skulle det inte finnas några astronomer på dem eftersom natthimlen skulle vara nästan lika ljus som dagen i dessa kluster. "Det är en situation som Isaac Asimov föreställde sig i sin 1941 science fiction novell" Nightfall ".

6 De största stjärnorna

Trots sin enorma massa är R136a1 inte den största stjärnan (i storlek). Det finns många större stjärnor, och de är alla röda supergiganter-stjärnor som tillbringade större delen av sitt liv mycket mindre tills de sprang ur väte för att smälta, började fusera helium, blev mycket varmare och expanderade. Vår Sun kommer så småningom att vara låg på väte och expandera, men bara till en röd jätte. För att bli en röd supergiant måste en stjärna vara minst 10 gånger mer massiv än solen. Den röda supergiantfasen är kortfattad, varar bara några tusen till ett miljarder år (vilket är kort enligt stjärnstandarder, om inte enligt några andra standarder).

De mest kända röda supergianterna är Antares A och Betelgeuse, men de är ganska små jämfört med de största. Att namngivna den största röda supergianten är en dåre sanning eftersom deras exakta storlekar är svåra att uppskatta exakt. De största står upp till 1500 gånger bredare än solen - eventuellt större.

5 stjärnorna med de mest ljusa explosionerna

Högkvalitetsfotonerna kallas gammastrålar.De produceras i explosioner av nukleär bomb, så USA lanserade speciella satelliter, Velasatelliterna, för att leta efter gammastrålar som tillverkades av sovjetiska atomvapenprov. I juli 1967 upptäckte de dessa satelliterna en gammastrålebrist (GRB) som inte såg ut att den hade producerats av en näbb. Många fler upptäcktes efter det. De brukade vara ganska korta varaktiga, varade från bara några millisekunder till flera minuter. De var också otroligt ljusa - mycket ljusare än de mest lysande stjärnorna, om än kortfattat. Och källan var inte på jorden.

Vad producerar GRB? Det fanns massor av idéer. Idag antas de flesta från explosioner av massiva stjärnor (supernovae eller hypernovae) på väg till att bli neutronstjärnor eller svarta hål. Vissa GRBs kommer från magnetrar, en slags neutronstjärna med ett extremt starkt magnetfält. Andra GRB kan vara resultatet av två neutronstjärnor som slår samman i en eller en neutronstjärna som faller i ett svart hål.

4 De mest galena tidigare stjärnorna

Svarta hål är inte stjärnor - de är resterna av stjärnor - men det är roligt att jämföra dem med stjärnor eftersom sådana jämförelser markerar hur vansinnigt de är.

Ett svart hål är det som bildas när en stjärnas gravitation är stark nog att övervinna alla andra krafter, vilket gör att den kollapsar på sig själv till en punktmassa. Med en icke-nollmassa men nollvolymen har den teoretiskt oändlig densitet, men det är bara för att vi bara inte har en bra teori för vad som verkligen går vidare.

Svarta hål kan vara extremt massiva. De svarta hålen som finns i centrum av vissa galaxer kan vara tiotals miljarder solmassor. Dessutom kan frågan om kretsloppsvarta hål vara mycket lysande, ibland ljusare än alla stjärnor i en galax. Det kan till och med vara kraftfulla jets av materia som härrör från nära ett svart hål, som rör sig nästan vid ljusets hastighet.

3 De snabbaste rörelserna

År 2005 tillkännagav Warren Brown och andra astronomer vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics upptäckten av en stjärna som rör sig så fort att den kommer att lämna vägen från Vintergatan och aldrig komma tillbaka. Dess officiella namn är SDSS J090745.0 + 024507 men Brown kallar det "den utstrålade stjärnan."

Andra snabba stjärnor har sedan dess upptäckts. De är kända som hypervelocity stjärnor. Från och med maj 2014 har 20 hittats. De flesta av dem verkar komma från centrum av galaxen. En hypotes är att ett par nära omloppande stjärnor (ett binärt system) passerade nära det svarta hålet i galaxens mitt, så blev en av stjärnorna fångad av det svarta hålet och den andra utstöttes med hög hastighet.

Det finns stjärnor som verkar vara rörliga ännu snabbare. I själva verket är ju mer en stjärna från vår galax, ju snabbare den är visas att flytta ifrån oss. Det beror på universums expansion, dock inte stjärnans rörelse genom rymden.

2 De mest varierande stjärnorna

Många stjärnor fluktuerar kraftigt i tydlig ljusstyrka som sett från jorden. De är kända som variabla stjärnor. Det finns många av dem: Den allmänna katalogen över variabelstjärnor listar över 45 000 i västerlänksgalaxen ensam.

Enligt astrofysikprofessorn Coel Hellier är de mest variabla av dessa stjärnor de kataklysmiska variabla (CV) stjärnorna. Deras ljusstyrka kan öka med en faktor på 100 på mindre än en dag, minska sedan, öka sedan igen, och så vidare. Som ett resultat är cv populär bland amatör astronomer.

Idag har vi en bättre förståelse för vad som händer med CV: De är faktiskt binära stjärnor där en av stjärnorna är en vanlig stjärna och den andra är en vit dvärg. Mater faller av den vanliga stjärnan på en accretionsdisk som kretsar kring den vita dvärgen. När skivans massa blir tillräckligt hög börjar fusionen, vilket medför den observerade ökningen av ljusstyrkan. Det slutar inte - fusionen fader ut och hela processen börjar igen. Det finns några variationer på detta. Till exempel blir ibland den vita dvärgen förstörd.

1 De mest ovanliga stjärnorna

Vissa typer av stjärnor är mycket ovanliga. De är inte nödvändigtvis de extrema värdena för någon egenskap (t ex ljusstyrka eller massa), de är bara konstiga.

Thorne-Zytkow föremål är sålunda. De är uppkallade efter fysikerna Kip Thorne och Anna Zytkow, som föreslog att de kanske skulle finnas. Deras idé var att en neutronstjärna kunde spiral in i kärnan av en röd jätte eller supergiant. Crazy, eller hur? Men en hittades nyligen.

Ibland kan två stora, gula stjärnor bana så nära varandra som materiellt faller mellan dem, vilket gör paret att se ut som en jätte kosmisk jordnöts. Endast två sådana system är kända.

Przybylski's Star ges ibland som ett exempel på en ovanlig stjärna, eftersom dess stjärnljus är olikt som någon annan stjärna. Astronomer mäter intensiteten hos varje våglängd som ett sätt att bestämma vad stjärnan är gjord av. Det är vanligtvis enkelt, men forskare försöker fortfarande förstå spektret av Przybylski's Star.