A CSILLAGOK SZÜLETÉSE

A csillagok a galaxisokban lévo por- és gázfelhokbol alakultak ki. A csillagok között ugyanis nem légüres tér van, hanem gázok és csillagközi pornak nevezett kicsiny részecskék elegye van jelen. E csillagközi anyag átlagos surusége 100 milliószor-billiószor kisebb a levego tengerszinten mért értékénél. Foképp hidrogénbol áll, de minden egymillió hidrogénatomra kb. 120 ezer héliumatom, néhány száz nitrogén-, szén- és oxigénatom, száz neon- és kénatom jut. Kisebb számban olyan atomok is elofordulnak, mint a vas, a kálcium, nátrium és a kálium. Ez a nagyon ritka csillagközi anyag néhol összesurusödhet és felhok alakulnak ki belole, amelyeken a suruség több ezerszerese az átlagosnak. Még nem teljesen ismert módon a felhok anyagában gravitációs összehúzódás indul meg. Az így létrejövo "góc" surusége egyre nagyobb lesz, ami homérséklet- és nyomásnövekedést idéz elo. Ez a nyomás az összehúzódás ellen dolgozik: igyekszik szétvetni a csillagembriót. Ha a párviadalt a tömegvonzás nyeri, akkor az összehúzódás igen gyors lesz. Amikor a csillag belsejében a homérséklet eléri 15-20 millió Kelvint, megindul a nukleáris-, másnéven a magfúzió. Új csillag ragyog fel a Világegyetemben. A számítások szerint az egytized naptömegnél kisebb felhokbol nem alakulhat ki csillag. Úgy tunik, hogy a felhok belsejében a csillagok csoportosan születnek meg, mégpedig úgy, hogy az itt leírt események állandóan ismétlodnek, egészen a felho szétoszlásáig. A folyamat végeredményeképpen fiatal csillagcsoportok alakulnak ki. Ezeket szabálytalan alakjuk miatt nyílthalmazoknak nevezünk. Legszebb példánya a Bika csillagképben található Fiastyúk (Plejádok). Annak ellenére, hogy szabad szemmel mindössze 6-7 csillagot látunk benne, több száz csillagból áll. A csillaghalmazok néhány 10 millió évvel kialakulásuk után szétszóródnak, mint ahogy a Nap eredeti halmaza is szétszóródott.

A CSILLAGOK ÉLETE

Amikor egy csillag magjában a nukleáris reakciók már teljes erovel beindultak, akkor az összehúzódás folyamata megáll, mert a csillaganyag nyomása ellensúlyozza a befelé ható gravitációs erot. A csillag egyensúlyi állapotba kerül és meghatározó méretuvé válik. Az ilyen csillagokra azt mondjuk, hogy fosorozatban van és életének legnagyobb részét itt is tölti. A csillag életének hossza attól függ, hogy mekkora a tömege. Minél nagyobb a csillag tömege, annál hajlamosabb a gravitációs összeroppanásra. Hogy ez ne történjen meg, fokoznia kell a belülrol kifelé ható, sugárzási nyomást, amit anyagának gyorsabb égetesével ér el. A nagy tömegu csillagok így hamar felélik hidrogénkészletüket. Pazarlóan fogyasztják üzemanyagukat és néhány millió évnél nem is élnek tovább. Egy Naphoz hasonló, vagyis közepes tömegu csillag viszont szelídebben él, amelynek hosszabb életkor a jutalma: néhány milliárd év. A Napnál kisebb tömegu csillagok még tovább, több, mint 10 milliárd évig is élnek. Elobb-utóbb azonban minden csillag megöregszik és megkezdodik a haldoklása. Vannak amelyek egyszeruen elhalványulnak és lasssan kihúnynak. Mások még utojára összeszedik minden erejüket, hatalmas óriásokká válnak és csak ezután alszanak ki. Mások hatalmas robbanással pusztulnak el, miközben ragyogásuk elhomályosítja az egész csillagváros fényét. A csillagok halála is a tömegüktol függ.

A CSILLAGOK HALÁLA

Kis tömegu csillgaok halála

A kis tömegu csillagok nem érik el az egy naptömeget ezért összeroppanásra nem nagyon hajlamosak. Hidrogénkészletüket lassú ütemben égetik el, életkoruk 10 milliárd év is lehet. A magban lévo hidrogén elfogyása után lecsökken a belülrol kifelé ható sugárzási nyomás, ezért összehúzódás indul el. A csillag magjában ekkor hélium van, a hidrogénégetés salakanyaga. Ahogy zsugorodik a mag, a homérséklet is fokozatosan növekszik. Az eredendoen kis tömeg miatt azonban az összehúzódás végso állapotában a legnagyobb homérséklet sem emelkedik 200 millió Kelvinre. Ennyi kell ugyanis a hélium magfúziójához. Mivel ez nem történik meg, a csillag lassan-lassan kialszik: elobb barna, majd fekete törpévé válik. Szinte észrevétlenül tunik el a társai között.

Közepes tömegu csillagok halála

A közepes tömegu csillagok a Naphoz hasonló, átlagos csillagok. Néhány millliárd év alatt végeznek magjuk hidrogénkészletével, majd megindul az összehúzódás. A kis tömegu csillagokkal ellentétben azonban lehetoség nyílik egy új, "nehezebb" üzemanyag begyújtására. Amikor a magban lévo homérséklet eléri a 200 millió Kelvint, "berobban" a hélium és szénné, valamint oxigénné ég el. A folyamat hatalmas energiát termel, amely a csillag külso burkát felfújja. A csillag vörös óriássá válik.

A vörös óriások és vörs szuperóriások

A vörös óriások nagyméretu "hideg" csillagok: felszíni homérsékletük 3-4000 Kelvin. Az alacsony érték oka az, hogy a csillag sugárzása nagy felületen oszlik el. A viszonylag alacsony felszíni homérsékletnek köszönhetik vörös színüket. Abszolút fényességük azonban nagyon nagy, már csak a méretük miatt is. Vörös óriás állapotban van például: Arcturus, Aldebaran, Alfa Ceti, Béta Pegasi, stb. A vörös óriások még nagyobb testvérei a vörös szuperóriások, amelyek szintén a héliumégetés miatt fúvódnak fel. Legnagyobb képviseloik a gigantikus Antares és a Beteleuze. Utóbbi egyben a ma ismert Univerzum legnagyobb méretu csillaga. Átméroje kb. 600 millió km, szemben a Nap 1,4 millió km-es átmérojével. Mintegy 5 milliárd év múlva a Nap is vörös szuperóriás lesz. A számítások szerint külso burkai elérik majd a Mars pályáját, így bolygónk egyszeruen bele fog olvadni a haldokló csillagunkba.

A fehér törpék

Amikor a hélium elég, újra összehúzódásra kerül sor: a vörös óriás állapot végetér. A csillag egyre zsugorodik, magjának homérséklete emelkedik. A magjában ekkor a héliumégetés "salakanyaga", a szén van. A közepes tömegu csillagoknál a fúziós folyamatok itt állnak le. A szén begyulladásához szükséges homérséklet már nem jön létre. Az üzemanyag kifogyásával a csillag forró, kisméretu égitestté, fehér törpévé zsugorodik. A fehér törpék igen nagy suruségu égitestek. Anyaguk 1 köbcentimétere a Földön közel egy tonnát nyomna, átmérojük pedig bolygónkéhoz hasonló. Anyaguk ún. degenerált állapotban van. Ez azt jelenti, hogy az atomok elektronjai az atommagoktól elkülönülten mozognak. Az összehúzódás miatt egyre jobban összepréselodo "elektrontenger" hatalmas nyomást fejt ki, amely megakadályozza a további összeomlást. Lehulésük több évmilliárdig is eltart, s végül sötét, fekete törpékként végzik.

Nagy tömego csillagok halála

A napnál nagyobb tömegu csillagok halála igen látványos folyamat. Ha az összeomló csillag tömege nagyobb, mint 1,4 naptömeg, akkor halála során megrázó folyamatok mehetnek végbe. A nagy tömegu csillagok igen gyorsan - néhány millió év alatt - égetik el magjukban lévo hidrogént. Ezután a hélium gyullad be és vörös óriássá, illetve szuperóriássá fújja fel a csillagot. A hélium kifogytával olyan eros összehúzódás következik, amelynek során a mag homérséklete eléri a 250 millió Kelvint. Ez elégséges ahhoz, hogy a magban lévo szén is begyulladjon, megállítva a további összeomlást. A szén teljes elégését ismét összehúzódás követi, amely még nehezebb futoanyagok elégetéséhez vezet. Végül a csillag magjában vas keletkezik, amelybol nem lehet több energiát kifacsarni. A csillag magja a gravitáció miatt hirtelen öszeroppan, amely tisztán neutronokból álló anyagokká alkul át. Az összeroppanás óriási lökéshullámot kelt, amely valósággal szétfújja a külso burkot, a csillag felrobban. Az ilyen csillagkatasztrófákat szupernóva-robbanásnak nevezzük. A csillag anyaga szétáramlik az urben, s csak egy aprócska maradvány lesz a helyén: egy neutroncsillag.

A neutroncsillagok

A neutroncsillagok a nagy tömegu csillagok felrobbanása után visszamaradt, igen suru csillagmagok. Anyaguk 1 köbcentimétere a Földön kb. egymilliárd tonnát nyomna. Átlagos átmérojük mindössze néhány 10 km. Az összeomlás során az eredeti csillagmag drámai változáson megy át. Az atommagok szétbomlanak, a protonok és elektronok egymásba préselodnek és neutronokká alakulnak át. Az így kelettkezett "új" és az atommagokból kiszabaduló "régi" neutronok nyomása az, amely a további összeomlást megállítja.

Fekete lyukak

Ha a neutrontenger nyomása sem képes ellenállni a gravitációs összeroppanásnak, akkor a folyamat fekete lyuk kialakulásához vezet. A csillagmag anyaga egy végtelenül nagy suruségu pont felé omlik ösze. A gravitáció annyira eros, hogy az anyag és sugárzás ide csak beeshet, kijutni semmi sem képes. Ez a fénysugarakra is vonatkozik, így a fekete lyukak rászolgálnak nevükre. Mivel nem bocsát ki fényt, nem is látható. A csillagfejlodés elméletek szerint az igazán nagy tömegu csillagok összeröpanásának végeredmenyei.