Blue Supergiant Stars: Behemoths of the Galaxies

Veľmi hmotná hviezda R136a1 leží v tejto hviezdotvornej oblasti vo Veľkom Magellanovom mračne (susedná galaxia s Mliečnou dráhou). Je to jeden z mnohých modrých supergigantov v tejto oblasti oblohy. NASA/ESA/STScI

Existuje mnoho rôznych typov hviezd, ktoré astronómovia študujú. Niektorí žijú dlho a prosperujú, zatiaľ čo iní sa rodia rýchlo. Títo žijú relatívne krátke hviezdne životy a po niekoľkých desiatkach miliónov rokov zomierajú výbušnou smrťou. Modrí supergianti patria do tejto druhej skupiny. Sú roztrúsené po nočnej oblohe. Napríklad jasná hviezda Rigel v Orione je jednou z nich a sú ich zbierky v srdciach masívnych hviezdotvorných oblastí, ako je hviezdokopa R136 v Veľký Magellanov oblak .

Rigel, videný vpravo dole, v súhvezdí Orion the Hunter je modrý supergigant. Luke Dodd/Science Photo Library/Getty Images

Čo robí hviezdu modrého superobra tým, čím je?

Modrí supergianti sa rodia masívni. Predstavte si ich ako 800-librové gorily hviezd. Väčšina z nich má najmenej desaťnásobok hmotnosti Slnka a mnohé z nich sú ešte masívnejšie. Tie najhmotnejšie by mohli vytvoriť 100 Sĺnk (alebo viac!).

Hviezda, ktorá je masívna, potrebuje veľa paliva, aby zostala jasná. Pre všetky hviezdy je primárnym jadrovým palivom vodík. Keď im dôjde vodík, začnú vo svojich jadrách využívať hélium, čo spôsobí, že hviezda bude horieť teplejšie a jasnejšie. Výsledné teplo a tlak v jadre spôsobujú nafúknutie hviezdy. V tomto bode sa hviezda blíži ku koncu svojho života a čoskoro bude (v časových horizontoch vesmír každopádne) skúsenosť a supernova udalosť.

Hlbší pohľad na astrofyziku modrého supergianta

To je zhrnutie modrého supergianta. Ak sa pozriete trochu hlbšie do vedy o takýchto objektoch, odhalíte oveľa viac detailov. Aby sme im porozumeli, je dôležité poznať fyziku fungovania hviezd. Tomu sa hovorí veda astrofyzika . Odhaľuje, že hviezdy trávia veľkú väčšinu svojho života v období definovanom ako „byť na hlavná sekvencia '. V tejto fáze hviezdy premieňajú vodík na hélium vo svojich jadrách prostredníctvom procesu jadrovej fúzie známeho ako protón-protónový reťazec. Hviezdy s vysokou hmotnosťou môžu tiež využívať cyklus uhlík-dusík-kyslík (CNO), ktorý pomáha riadiť reakcie.

Keď sa však vodíkové palivo minie, jadro hviezdy sa rýchlo zrúti a zahreje. To spôsobí, že sa vonkajšie vrstvy hviezdy roztiahnu smerom von v dôsledku zvýšeného tepla generovaného v jadre. V prípade hviezd s nízkou a strednou hmotnosťou tento krok spôsobí, že sa z nich vyvinú červený obor s, zatiaľ čo hviezdy s vysokou hmotnosťou sa stávajú červených supergiantov .

V súhvezdí Orion sa nachádza červená hviezda superobra Betelgeuse (červená hviezda v ľavej hornej časti súhvezdia. Má explodovať ako supernova - koncový bod masívnych hviezd. Rogelio Bernal Andrew, CC By-SA

V hviezdach s vysokou hmotnosťou sa jadrá začnú rýchlou rýchlosťou spájať hélium na uhlík a kyslík. Povrch hviezdy je červený, čo podľa Viedenský zákon , je priamym dôsledkom nízkej povrchovej teploty. Zatiaľ čo jadro hviezdy je veľmi horúce, energia sa šíri vnútrom hviezdy, ako aj jej neuveriteľne veľkým povrchom. Výsledkom je, že priemerná povrchová teplota je len 3 500 - 4 500 Kelvinov.

Keďže hviezda spája vo svojom jadre stále ťažšie prvky, rýchlosť fúzie sa môže veľmi líšiť. V tomto bode sa hviezda môže stiahnuť do seba počas období pomalej fúzie a potom sa stať modrým supergiantom. Nie je nezvyčajné, že takéto hviezdy oscilujú medzi červeným a modrým supergiantovým štádiom predtým, než sa nakoniec stanú supernovou.

Udalosť supernovy typu II sa môže vyskytnúť počas fázy evolúcie červeného nadobora, ale môže k nemu dôjsť aj vtedy, keď sa hviezda vyvinie a stane sa modrým veleobra. Napríklad Supernova 1987a v Veľký Magellanov oblak bola smrť modrého supergianta.

Vlastnosti modrých supergiantov

Zatiaľ čo červení supergianti sú najväčšie hviezdy modrí superobri, z ktorých každý má polomer 200 až 800-násobok polomeru nášho Slnka, sú rozhodne menšie. Väčšina má menej ako 25 polomerov Slnka. Zistilo sa však, že v mnohých prípadoch sú niektoré z nich najmasívnejšie vo vesmíre. (Stojí za to vedieť, že byť masívny nie je vždy to isté ako byť veľký. Niektoré z najhmotnejších objektov vo vesmíre – čierne diery – sú veľmi, veľmi malé.) Modrí supergianti majú tiež veľmi rýchle, tenké hviezdne vetry, ktoré fúkajú do priestor.

Smrť modrých supergiantov

Ako sme spomenuli vyššie, supergianti nakoniec zomrú ako supernovy. Keď tak urobia, konečným štádiom ich vývoja môže byť a neutrónová hviezda (pulzár) príp čierna diera . Výbuchy supernov zanechávajú za sebou aj nádherné oblaky plynu a prachu, nazývané zvyšky supernov. Najznámejší je Krabia hmlovina , kde pred tisíckami rokov vybuchla hviezda. Na Zemi sa stal viditeľným v roku 1054 a dodnes ho možno vidieť cez ďalekohľad. Hoci predchodca kraba možno nebol modrý supergiant, ilustruje to osud, ktorý takéto hviezdy čaká, keď sa blížia ku koncu svojho života.

Snímka krabie hmloviny z Hubbleovho vesmírneho teleskopu. NASA

Upravil a aktualizovalCarolyn Collins Petersen.