Гипергиганты: самые массивные звезды во вселенной

Вселенная наполнена звездами всех размеров и типов. Самые большие из них называются «гипергигантами», и они затмевают наше крошечное Солнце. Не только это, но некоторые из них могут быть действительно странными.

Гипергиганты невероятно яркие и упакованы достаточным количеством материала, чтобы сделать миллион звезд, подобных нашей. Когда они рождаются, они берут весь имеющийся материал «звездного рождения» в этом районе и живут своей жизнью быстро и жарко. Гипергиганты рождаются в результате того же процесса, что и другие звезды, и сияют так же, но помимо этого они очень сильно отличаются от своих крошечных братьев и сестер.

Звезды гипергигантов были впервые идентифицированы отдельно от других сверхгигантов, потому что они значительно ярче; то есть они имеют больший светимость чем другие. Исследования их светоотдачи также показывают, что эти звезды очень быстро теряют массу. Эта «потеря массы» является определяющей характеристикой гипергиганта. Другие включают их температуры (очень высокие) и их массы (многократно превышающие массу Солнца).

Все звезды образуются в облаках газа и пыли, независимо от того, какого размера они в конечном итоге. Это процесс, который занимает миллионы лет, и в конце концов звезда «включается», когда она начинает плавить водород в своем ядре. Вот когда он переходит на период времени в своей эволюции, называемой основная последовательность. Этот термин относится к карте звездной эволюции, которую астрономы используют, чтобы понять жизнь звезды.

Все звезды проводят большую часть своей жизни в главной последовательности, неуклонно расплавляя водород. Чем крупнее и массивнее звезда, тем быстрее она расходует топливо. Как только водородное топливо в ядре любой звезды исчезло, звезда по существу покидает главную последовательность и эволюционирует в другой «тип». Это происходит со всеми звездами. Большая разница наступает в конце жизни звезды. И это зависит от его массы. Звезды как Солнце заканчивают свою жизнь как планетарные туманности, и выбросить их массы в космос в оболочках из газа и пыли.

Когда мы добираемся до гипергигантов и их жизни, все становится действительно интересным. Их смерти могут быть довольно ужасными катастрофами. Как только эти звезды с большой массой исчерпали свой водород, они расширяются, чтобы стать супергигантскими звездами гораздо большего размера. Солнце фактически сделает то же самое в будущем, но в гораздо меньших масштабах.

Вещи меняются и внутри этих звезд. Расширение вызвано тем, что звезда начинает сливать гелий в углерод и кислород. Это нагревает внутреннюю часть звезды, что в конечном итоге вызывает вздутие. Этот процесс помогает им избежать падения на себя, даже когда они нагреваются.

На стадии сверхгиганта звезда колеблется между несколькими состояниями. Это будет красный супергигант на некоторое время, а затем, когда он начинает сливаться с другими элементами в своем ядре, он может стать синий супергигант. В промежутке между такими звездами также может появиться желтый сверхгигант при его переходе. Различные цвета обусловлены тем, что звезда набухает в размерах, в сотни раз превышающих радиус нашего Солнца в красной фазе сверхгиганта, до менее чем 25 радиусов Солнца. в синей фазе сверхгиганта.

В этих супергигантских фазах такие звезды довольно быстро теряют массу и поэтому достаточно яркие. Некоторые супергиганты ярче, чем ожидалось, и астрономы изучили их более подробно. Оказывается, гипергиганты являются одними из самые массивные звезды когда-либо измеряется, и процесс их старения гораздо более преувеличены.

Это основная идея старения гипергиганта. Наиболее интенсивный процесс страдают от звезд, которые в сотни раз больше массы нашего Солнца. Самый большой в 265 раз больше массы и невероятно яркий. Их яркость и другие характеристики заставили астрономов дать этим раздутым звездам новую классификацию: гипергигант. По сути, это супергиганты (красные, желтые или синие), которые имеют очень высокую массу, а также высокие показатели потери массы.

Из-за их высокой массы и яркости гипергиганты живут всего несколько миллионов лет. Это довольно короткая продолжительность жизни для звезды. Для сравнения, Солнце проживет около 10 миллиардов лет. Их короткая продолжительность жизни означает, что они очень быстро переходят от маленьких звезд к синтезу водорода, довольно быстро истощают свой водород, и перейти в фазу сверхгигантов задолго до того, как их более мелкие, менее массивные и по иронии судьбы долгоживущие звездные братья и сестры (такие как Солнце).

В конце концов, ядро ​​гипергиганта будет плавить все более и более тяжелые элементы, пока ядро ​​в основном не будет железным. В этот момент требуется больше энергии, чтобы сплавить железо в более тяжелый элемент, чем доступно ядру. Fusion останавливается. Температуры и давления в ядре, которые удерживали остальную часть звезды в так называемом «гидростатическом равновесии» (другими словами, наружу Давление ядра, отталкивающееся от сильной гравитации слоев над ним), уже недостаточно для предотвращения падения остальной звезды на сам. Это равновесие исчезло, и это означает, что сейчас время звезды в звезде.

Что происходит? Это разрушается, катастрофически. Коллапсирующие верхние слои сталкиваются с ядром, которое расширяется. Затем все возвращается назад. Это то, что мы видим, когда сверхновая звезда взрываются. В случае гипергиганта катастрофическая смерть - это не просто сверхновая. Это будет гиперновой. На самом деле, некоторые предполагают, что вместо типичной сверхновой II типа, что-то называется гамма-всплеск (GRB) произойдет. Это невероятно сильный взрыв, взрывающий окружающее пространство с невероятным количеством звездного мусора и сильной радиации.

Что осталось позади? Наиболее вероятным результатом такого катастрофического взрыва будет либо черная дыраили, возможно, нейтронная звезда или магнетаромвсе окружено оболочкой растущего мусора, много световых лет в поперечнике. Это конечный, странный конец для звезды, которая живет быстро, умирает молодой: она оставляет великолепную сцену разрушения.

Отредактировано Кэролин Коллинз Петерсен.