Mikor lesz egy csillagból vörös óriás, vagy fehér törpe, vagy neutroncsillag, vagy fekete lyuk?

A csillagok haláltusáját a méretük határozza meg. 1,5 naptömegnél kisebb csillagok esetén, mikor a csillag magjában már elfogy a hidrogén, a csillag a külső rétegeiben található hidrogént kezdi el égetni. Ekkor a csillag fokozatosan felfúvódik (a Nap a mostani 1 millió km átmérőjűről, ~150 millió km átmérőjűvé fog növekedni, elnyelve ezzel a Merkúrt, Vénuszt és a Földet is), ezt az állapotot hívjuk vörös óriásnak. Mikor elfogy a hidrogén, a csillag magja összezuhan, és a hátramaradó Föld méretű (vagy annál is kisebb) objektum lesz a fehér törpe.

Ha a csillag tömege több mint a naptömeg másfélszeres, akkor nagyobb tömegű elemeket is fúzióra tud bírni a magjában. Ez a folyamat addig tart, amíg a csillag el nem ér a vasig. Ekkor leáll a fúzió, a gravitáció miatt a csillag saját magába roskad és felrobban. Ez a szupernóva, a hátramaradó objektum pedig egy neutron csillag lesz. Ha csillag nagyon nagy volt, akkor pedig egy fekete lyuk.

Az egész a gravitációról (amely össze akarja nyomni a csillagot), és a fúzió során fellépő gáznyomás (amely szét akarja vetni a csillagot) egyensúlyáról szól. A végén mindig a gravitáció győz.

"Nem igazán értem, ugyanis tudtommal nem lesz fehér törpéből fekete lyuk, és vörös óriásból sem fehér (majd fekete) törpe. "

Vörös óriásból lehet fehér törpe.

"Egyszer az hallani, hogy amikor a csillag felemészti az összes hidrogént megszűnik a fúziós energia, és magába roskad, és felrobban."

Ez kicsit bonyolultabb. Fősorozati csillagoknál hidrigénfúzióval történik energiatermelés. Ekkor több magfizikai folyamat által hidrogénből hélium lesz. A keletkező hélium a magban marad, így a mag kezd átalakulni hidrogénből héliummá. Ha elegendően nagy tömegű a csillag, akko egyszer elérünk egy szintet, amikor már a mag nagyrészre héliumból áll és elérjük azt a hőmérsékletet, amikor már a hélium is képes lesz fúziónálni három alfa foylamat során szénné. Eközben a hélium mag körüli hidrogénhéj is képes lehet fúziónálni. Aztán ez megismétlődik, a magban sok-sok szén termelődik, kevesebb lesz a hélium, majd ismét elérjük azt a hőmérsékletet, amikor már a szén is képes fúziónálni. Ez egészen addig megy (ha elegendően nagy a csillag tömege), amíg a nagyobb tömegszámú atommagok előállás energiatermelő folyamat. Ez az 56-os tömegszámú vascsoportnál van (vas, kobalt, nikkel). Ezután a fúzióhoz energiát kell befektetni, így a folyamat energianyelő lenne és nem energiatermelő. Mivel ezt az energiát semmi ne mtudja fedezni, a vasmagnál megáll a fúzió. A fősorozati csillagokban az egyensúlyért három komponens felelős. A gravitáció, a gáznyomás és a sugárnyomás. A gravitáció húzná össze, a gáznyomás és sugárnyomás pedig ennek tart ellen. Sugárnyomás a termelt energia sugárzás formájában való távozása következtében létrehozott nyomás a csillag belsejében. Tehát a fotonok, amikor ki akarnak menni. Amikor a vasmag már nem termel többé energiát, akkor nem lesz többé energia, ami sugárzásként ki akar jutni a csillagból, tehát nem lesz sugárnyomás. Az egyensúly megbomlik és a csillag elkezd összeomlani. Összeomlás során olyan magbéli folyamatok játszódnak le, amitől hihetetlenül megnő a nyomás éshőmrséklet, ekkor a gyenge kölcsönhatás által vezérelt inverz béta bmomlás során a magban található protonok neutronokká bomlanak, létrejön egy neutronokból álló mag, amely elfajul, tehát fellép egy kvantummechanikai eredtű nyomás (Fermi-nyomás), amely (ha olyan a csillag tömege) képes ellentartani a kollapszusnak (összeomlásnak) és létrejön egy neutroncsillag. Eközben a csillag külső részei zuhanak a magfelő, a mag felszínérő lvisszapattan az odaérkező anyag, amely találkozik a még kiljebbről befele zuhanó anyaggal és nagy energiájú lökéshullámot hozz létre. Ez a szupernóva robbanás. A kilökött csillagburok anyagából lesznek a szép ködök.

Ha az előzőél nagyobb tömegű a csillag, akkor a neutronok elfajulása sem képes megállítani a kollapszust, ekkor a mag is "továbbomlik", majd elérkezik az a határ, hogy a mag sugara kisebb lesz, mint a mag tömegéhez tartozó eseményhorizont és kialakul a fekete lyuk.

Mindkét variiációra jellemző a nagyon gyors forgás és nagyon erős mágneses tér. Neutroncsillag ebből kifolyólag könnyne tud pulzárrá változni, ha a mágneses tengelye nem esik egybe a forgástengelyével.

Vannak más típusú nóva robbanások, azok általában kettősrendszerekben alakulnak ki.

A csillagfejlődés végállomása erősen függ a csillag tömegétől. Különböző anyagú (hélium, szén, stb) fehértörpék is kialakulhatnak attól függöen, hogy mekkora volt a csillag tömege.

Megpróbáltam érthetően leírni, nem tudom sikerült-e, ezek bonyolult folyamatok. Ha valamit nem értesz, akkor kérdezz nyugodtan.

Megpróbálom... :)

1. "Nem igazán értem, ugyanis tudtommal nem lesz fehér törpéből fekete lyuk, és vörös óriásból sem fehér (majd fekete) törpe."

Fél igazság. Ugyanis a - "tudtommal nem lesz fehér törpéből fekete lyuk" - igaz...

De: "...és vörös óriásból sem fehér (majd fekete) törpe."

Ez NEM igaz! Igenis a vörös óriássá fúvódott csillagok egy részéből fehér törpe (majd nagyon sokára fekete törpe)

lesz. EGY RÉSZÉBŐL!! (Mármint a vörös óriás csillagok egy részéből!) Azok a vörös óriássá fúvódott csillagok amelyek tömege meghaladja a Nap tömegének a...

Tudod mit? Inkább:

[link]

"Az életrajzok általában a születéssel kezdődnek. Ezúttal azonban halállal kell indítani, ugyanis egy neutroncsillag létrejöttéhez egy durván 10 naptömegű csillag gyors pusztulására, egy szupernóva-robbanásra van szükség."

"Ahhoz, hogy a fentiek lejátszódhassanak, a szülőcsillagnak jól meghatározott tömeggel kell rendelkeznie, kb. 8 és 15 naptömeg közötti értékkel. A kisebb csillagok nem robbannak fel, hanem csak egy nagy "pöffenéssel" ledobják külső rétegeiket, majd egy fehér törpét hagynak maguk után. Ezzel szemben a hízottabb csillagok akkora erővel robbannak szét, hogy vagy semmi nem marad még a magjukból sem, vagy pedig átlendítik magjukat a neutroncsillag állapotból a fekete lyukak közé."

Ebből:

[link]

Ha nem lenne tiszta ezek után sem, hát akkor csak egyet jegyezz meg:

A csillagok életútja ELSŐSORBAN!!! a tömegüktől függ - azaz mennyi anyag van bennük, mennyi gyűlt össze egy kupacba kialakulásukkor bennük. Pont.

Az anyagösszetétel meg adott. Hidrogén-hélium keverék, némi - kb. 1% körüli - más atommal "szennyezve"'. :D Mindig, mindenütt, kb. tíz milliárd éve.

(A "nehéz" elemek aránya baromi lassan nő a világegyetemben. Sok tíz milliárd év kell még, hogy lényegében, "érzékelhetően" változzon a százalékos aránya... De ez most lényegtelen.)

Tehát továbbá: "Szóval hogy is van ez pontosan?

A szupernovát sem mondják minden felrobbanó csillagra amelyik felrobban. Miért?"

Ezt a kérdést nem értem. Ha a csillag felrobban, az "szupernóva". Igaz, ezekből sokféle van. Sokféle típusú "csillagrobbanás" létezik.

Tehát: Alapnak -

[link]

[link]

[link]

"Egyszer az hallani, hogy amikor a csillag felemészti az összes hidrogént megszűnik a fúziós energia, és magába roskad, és felrobban."

Ez is - így önmagában - nettó baromság.

Először is, ÁLTALÁBAN a csillag magjában, a középpontja körül játszódnak a termonukleáris reakciók. (A nagyon nagy tömegű, és "elfejlődött" csillagoknál kicsit más a helyzet, de majd lesz róla link. :D)

Másodszor, ha a magban elfogyott (lecsökkent!!) a hidrogén mennyisége, akkor - a csillag tömegének függvényében(!) - az emiatt összébb roskadó magban beindulhat az addig "hamunak" számító hélium fúziója. (Kialakuló vörösóriás állapot!)

"Máskor azt hogy felemészti a hidrogént, nem lesz több fúzió és fehér törpe lesz."

A nagyon kicsi tömegű, azaz éppen hogy csak csillagként prosperáló égitesteknél (vörös törpék) történik MAJD!!! ilyen, kb. száz- százhúsz milliárd év múlva. A világegyetem ezeknek az égitesteknek meglétéhez túl fiatal a maga 13,7 milliárd évével. :DDD

[link]

[link]

[link]

[link]

"Máskor azt hogy felemészti a hidrogént, nem lesz több fúzió és fehér törpe lesz."

A fentiekbe magyarázva... :D

"Máskor meg azt hogy megszűnik az összes hidrogén, ezután a héliumot kezdi elégetni..." Eddig csak-csak, de:

"...és megnő a tömege (vörös óriás) és felrobban." Ez nettó baromság. Mitől nőne meg a tömege? Honnan kapna plusz anyagot? Hmmm?

(Jó vannak "szoros" kettős, illetve többszörös rendszerek is, ahol a csillagpár tagjai között tömegátadás megy végbe, de az egy külön fejezet!)

"Máskor meg azt hogy megszűnik az összes hidrogén, ezután a héliumot kezdi elégetni és megnő a tömege (vörös óriás) és felrobban."

Fentebb magyarázva.

"Máskor azt hogy szupernova robbanás után fekete lyuk lesz, vagy nem fekete lyuk hanem neutroncsillag.... "

Szintén magyarázva.

És: [link]

De azért, hogy kissé "összezavarjalak":

[link]

Már fentebb is volt link, ahol esett szó a különböző szupernóvákról. Igen! Az Ia típus teljesen más robbanás, mint a II-es típusú - a nagy tömegű, végállapotú csillag - robbanása. (És IGEN az Ia típus az anyagbeáramlás miatt robban!! Vagyis "megnő a tömege". De kívülről kapja!)

Amúgy meg a fentiek baromi leegyszerűsítések.

Szakcsillagászok csak legyintenek... :DDD Nem oly egyszerű az élet, mint aminek látni véljük...:DDD

(Én NEM vagyok sem csillagász, sem szakember, csak...)

dellfil

"A többi leírás szerint, illetve a válaszolók írásai alapján is a szupernóvából hátramaradt anyag lesz a Neutroncsillag. "

Itt pontosan erről van szó. A volt csillag magja lesz az, ami a béta bomlás után neutroncsillaggá válik. A robbanás során a csillag többi része levetődik és ez lesz a hátramaradt köd.

Ezt írtam az imént is:

"Eközben a csillag külső részei zuhannak a mag felé, a mag felszínéről visszapattan az odaérkező anyag, amely találkozik a még kijjebbről befele zuhanó anyaggal és nagy energiájú lökéshullámot hozz létre. Ez a szupernóva robbanás. A kilökött csillagburok anyagából lesznek a szép ködök."*

Elnézést kérek a helyesírási hibákért (és az esetlegesen ebből fakadó félreértésekért), de mivel épp ebédre készülődtem rekord sebességgel gépeltem be az előző irományt és még a helyesírás-ellenőrzöm se működik. :D

"Tehát a szupernóvából marad a neutroncsillag (már ha marad belőle valami), vagy az összeroskadó csillagból lesz a neutroncsillag, ami egy kvantummechanikai nyomás hatására ellenáll a teljes összeomlástól?"

Az összeroskadó csillag a szupernóva. Az "összeroskadás" ténye, a folyamat maga a "szupernóva" jelenség, amelynek (a II-es típusnál!) végeredménye lehet a neutroncsillag. A maradék központi anyagból. A többi szétspriccel a robbanás során. :D Általában, és jellemzően egy neutroncsillag úgy 0,8-1,6 Naptömegnek megfelelő mennyiségű anyagot tartalmaz. Ennyi "szokott" maradni, a kezdetben úgy 15-30 Naptömegnyi anyagból. Ugyanis az ennél kisebb csillagok a vörös óriás végfázisaiban annyi anyagot pöfögnek el, hogy nem marad megfelelő mennyiség a végső tűzijátékra. A nagyobbak (a 30 Naptömeg felettiek) viszont - valószínű(!) - olyan gyorsan, hevesen roppannak össze, hogy nem sok anyagot (vagy semmit?) dobnak le, és a kollapszust semmi - még az elfajult "neutrongáz" nyomása - sem állítja meg, így kiterjedés nélküli ponttá zsugorodnak. A téridő görbülete "végtelenné" válik, azaz fekete lyuk lesz az eredmény.

Persze nem ilyen egyszerű a dolog, mert a forgás nagyon belekavar a dologba.

Minden csillag forog. Ilyen-olyan periódussal. Az eleve gyorsan fogó csillag (persze most az elegendően nagy tömegűekről beszélünk) nem is biztos, hogy fekete lyukat, hanem "egzotikus neutroncsillagot" magnetárt hozhat létre.

Azután van még egy-két érdekes dolog az extrém nagy tömegű (30 Naptömeg felett) csillagokkal. Ezekből nem igazán lesz vörös óriás. Ugyanis hajlamosak lefújni magukról a kiterjedt légkörüket. Nagyon erős a csillagszelük. :D

[link]

[link]

[link]

Itt kell megjegyezni, hogy a csillagok élettartama erősen (és érzékenyen!) függ a tömegüktől. (És van "alsó" és "felső" határa. Az alsó határt az szabja meg, hogy annál kevesebb anyag összegyűlése nem elég a magfúzió beindításához, mert nem lesz elég a nyomás, és hőmérséklet az így létrejött égitest közepében sem. Ez a mennyiség úgy 80 Jupiter tömegnél van. Ez alatt nem "igazi" csillag, hanem barna törpének nevezett égitest képződik. Ebben egy ideig (pár százezer év) ugyan folyik némi deutérium fúzió. De azután "kialszik", és az égitest lassan-lassan hűl, és csak a kis összehúzódása ad némi energiát. A 13 Jupiter tömeg alatt viszont már semmiképp nem csillag az adott égitest. Már mint ha csak oly kevés anyag gyűlt egybe...

Na mármost ha egyben van mondjuk 80-100 Jupiter tömegnyi hidrogén-hélium keverék, az egy pici vörös törpecsillag, amelyik akár egybillió évig is elpöcörög, baromi lassan "égetve" hidrogén üzemanyagát héliummá. A világegyetemben még egyetlenegy vörös törpecsillag sem közelítette meg a "végállapotot". A világegyetem "túl fiatal" a 13.7 milliárd évével ehhez.

(Fentebb említettem a "Naptömegnyi" ill. a Jupiter tömegnyi "mértékegységet". :D Nos 1 Naptömeg (kb.) egyenlő 330 Jupiter tömegével. :)

De mi van a "felső" tömeghatárral? (Ezt Eddington határnak is nevezik egy brit asztrofizikus után.)

[link]

Nos legújabban úgy 300 és 1000 Naptömeg együttlétét engedi - maximum - a természet. Afölött annyira instabillá válik a csillag, hogy szinte nyomban fel is robban.

Ezek a behemótok - a kék hiperóriások - a vörös törpék sok százmilliárd éves élettartamához képest csak egy villanásnyi ideig "élnek". :)

[link]

[link]

Egy ilyen száz Naptömegű csillag tán egymillió évet sem húz le. :)

dellfil