A csillagok letciklusa Dr Jim Lochner NASAGSFC Ragyogj

A csillagok életciklusa Dr. Jim Lochner, NASA/GSFC

Ragyogj, ragyogj csillagom. . .

. . . Hogy mi is vagy, nem tudom A csillagoknak különböző a színük, ami különböző hőmérsékletet jelent! Minél forróbb egy csillag, annál gyorsabban „kiég”.

Csillagbölcsőde Az űr tele van olyan anyaggal, ami egy csillag születéséhez kell.

A csillagok porfelhőkből lesznek A felhők gázés poranyagából csillagok születhetnek. Pormacskákból? Dehogy! Szabálytalan szénés szilíciumszemcsék alkotta porra gondolj.

Összeomlás: protocsillag születik A csillagszületés a gáz és a por lassú felhalmozódásával kezdődik. • Az anyagcsomók tömegvonzása miatt egyre több anyag gyűlik össze. • Az összehúzódás miatt a hőmérséklet és a nyomás lassan növekedni kezd.

Magfúzió! Ha a csillag közepének (mag) hőmérséklete eléri a 15 millió fokot, beindul a fúzió! 4 (1 H) → 4 He + 2 e+ + 2 neutrínó + energia Hát az energia honnan van? Négy 1 H tömege > egy 4 He tömege E = mc 2

Mennyi energia szabadul fel? 4 (1 H) → 4 He + 2 e+ + 2 neutrínó + energia Keletkező energia = 25 Me. V = 4 10 -12 joule = 1 10 -15 kilokalória A Napban 1 s alatt 1038 ilyen fúzió zajlik le! Másrészt 1056 H atom áll még rendelkezésre!

Erők egyensúlya A magfúzió által felszabaduló energia ellene hat a befelé irányuló tömegvonzásnak. Ez a két ellentétes határozza meg a csillag létezésének állomásait annak egész élete során.

Az új csillagok nyughatatlanok! 200 Cs. E Gáz kilökődése egy fiatal kettőscsillagból

Mint égen a csillag… Ne feledjük: a csillagoknak különböző a színük ami eltérő hőmérsékleteket jelez

Csillagtípusok O B A FG K M Annie J Cannon (1863 -1941) Barátságos A Fénylő Göncölszekér: Keresd Rám Meg! Ne Számíts! Oh Azt Be A Fine Girl Kiss Me! Orosz. Oly Barátom Felelte: Gépek Keresnek Mindent!

Újrajátszás: az életciklus Nap-szerű csillagok Nehéz csillagok

Egy ismerős vörös óriás A csillag mérete A Föld pályamérete A Jupiter pályamérete

A vég kezdete: vörös óriások Miután a hidrogén elfogyott a magban. . . A magfúzió által felszabaduló energia ellene hat a befelé irányuló tömegvonzásnak: • A csillag magja összeomlik, · az összeomlás kinetikus energiája hővé alakul át; · ez a hő felduzzasztja a külső rétegeket. • Miközben a mag összeomlik, · a hőmérséklet és a nyomás megnő. . .

Újabb fúzió! 100 millió fokon a hélium fúziója következik: 3 (4 He) → 12 C + energia (átmenetileg 8 Be keletkezik) (mindössze csak 7, 3 Me. V szabadul fel) A felszabaduló energia megtartja a vörös óriás kitágult külső rétegeit.

A Nap-típusú csillagok végzete Miután a hélium elfogy, a csillag külső rétegei lelökődnek Planetáris ködök

Fehér törpék A planetáris köd közepén egy fehér törpe van. Jellegzetességei: • Föld-méret és Nap-tömeg kombinációja: “egy tonnányi anyag egy teáskanálban” • A befelé ható gravitációt az elektronok taszítása ellensúlyozza.

A nagytömegű csillagok sorsa Miután a héliumtartalom lecsökken, a mag összeomlása folytatódik, míg elég forró nem lesz ahhoz, hogy a szén magnéziummá vagy oxigénné fuzionáljon: · 12 C + 12 C → 24 Mg 12 C + 4 H → 16 O A különböző folyamatok kombinációi még nehezebb elemek létrjöttéhez vezetnek.

Periódusos rendszer Könnyű elemek Nehéz elemek 16 20 28 Si +4 12 416 12 12 16 24 32 16 Ne 12 1 4 He He + CNO-ciklus O energia He 7( CO 4(4+ He) +H) C C O 56 Ni Mg S O energia +++energia 56 Fe 3( He) C ++ + energia 4

A nagytömegű csillagok végzete A nagytömegű csillagok egy sor elemet „égetnek” el. A vas a legstabilabb elem, amely már nem fuzionál tovább. · Energiatermelés helyett innen kezdve már az energia elnyelése jön.

Szupernóva!

Szupernóva-maradványok: SN 1987 A a b c d a) Optikai – 2000. febr. • Évezredekkel az SN előtt világító anyag lökődött le. b) Rádió – 1999. szept. c) Röntgen – 1999. okt. d) Röntgen – 2000. jan. • Az SN lökéshulláma felmelegíti a gázt.

Szupernóva-maradványok: Cas A Optikai Röntgen

Elemek egy szupernóvából Minden röntgenenergiánál Kalcium Szilícium Vas

Ami a szupernóva után megmarad Neutroncsillag (ha a mag < 5 naptömeg) • Összeomlás során a protonok és elektronok neutronokká egyesülnek. • 10 km-es átmérő! Fekete lyuk (ha a mag > 5 naptömeg) • Még az egymást érő neutronok sem képesek megtartani egy igen masszív csillag súlyát.

Teljesen új élet: röntgenkettősök A közeli kettős rendszerekben az anyag egy közönséges csillagból egy neutroncsillagba vagy egy fekete lyukba áramlik. A röntgensugárzást a neutroncsillagot/fekete lyukat körül vevő gázkorong bocsátja ki.

Fekete lyuk – szemtől szembe Akkréciós korong Szingularitás (mélyen belül) Eseményhorizont Jet (dzset: nincs mindig)

SN – ISM-kölcsönhatás A szupernóva (SN) összenyomja a csillagközi gázt és port. (ISM: interstellar medium, azaz csillagközi anyag. ) Ebben a gázban feldúsulnak az SN által kilökött anyagok. Ez a nyomás indítja el a gáz és a por sűrűsödését, ami végül újabb csillagok születéséhez vezet.

És kezdődik minden előről. . . Magyarítás: Nagy Sándor ELTE, Kémiai Intézet, Magkémiai Laboratórium, Budapest, Hungary

Anyagok „A csillagok életciklusa”-hoz Ez a prezentáció, valamint „A csillagok életciklusa”-val kapcsolatos egyéb anyagok megtalálhatók az Imagine the Universe! webhelyén : http: //imagine. gsfc. nasa. gov/docs/teachers/lifecycles/stars. html