Hypergier: die massereichsten Sterne im Universum

Das Universum ist voller Sterne aller Größen und Typen. Die größten da draußen heißen "Hypergier" und stellen unsere winzige Sonne in den Schatten. Nicht nur das, aber einige von ihnen können wirklich komisch sein.

Hypergier sind unglaublich hell und mit genug Material gefüllt, um eine Million Sterne wie unsere eigenen zu machen. Wenn sie geboren werden, nehmen sie das gesamte verfügbare "Stargeburt" -Material in der Region auf und leben ihr Leben schnell und heiß. Hypergier werden durch denselben Prozess wie andere Sterne geboren und leuchten auf dieselbe Weise, aber darüber hinaus unterscheiden sie sich sehr, sehr von ihren winzigeren Geschwistern.

Hypergiant-Sterne wurden zuerst getrennt von anderen Überriesen identifiziert, da sie signifikant heller sind. das heißt, sie haben eine größere Helligkeit als andere. Studien ihrer Lichtleistung zeigen auch, dass diese Sterne sehr schnell an Masse verlieren. Dieser "Massenverlust" ist ein bestimmendes Merkmal eines Hypergiant. Die anderen umfassen ihre Temperaturen (sehr hoch) und ihre Massen (bis zu einem Vielfachen der Masse der Sonne).

Alle Sterne bilden sich in Gas- und Staubwolken, egal wie groß sie sind. Es ist ein Prozess, der Millionen von Jahren dauert, und schließlich "schaltet" sich der Stern ein, wenn er beginnt, Wasserstoff in seinem Kern zu verschmelzen. Dann bewegt es sich auf eine Zeitspanne in seiner Entwicklung, die als Hauptsequenz. Dieser Begriff bezieht sich auf ein Diagramm der Sternentwicklung, mit dem Astronomen das Leben eines Sterns verstehen.

Alle Sterne verbringen den größten Teil ihres Lebens mit der Hauptsequenz und verschmelzen ständig Wasserstoff. Je größer und massereicher ein Stern ist, desto schneller verbraucht er seinen Treibstoff. Sobald der Wasserstoffbrennstoff im Kern eines Sterns verschwunden ist, verlässt der Stern im Wesentlichen die Hauptsequenz und entwickelt sich zu einem anderen "Typ". Das passiert bei allen Sternen. Der große Unterschied kommt am Ende des Lebens eines Sterns. Und das hängt von seiner Masse ab. Sterne wie die Sonne beenden ihr Leben als planetarische Nebel, und blasen ihre Massen in Schalen aus Gas und Staub in den Weltraum.

Wenn wir zu Hypergianten und ihrem Leben kommen, werden die Dinge wirklich interessant. Ihr Tod kann ziemlich großartige Katastrophen sein. Sobald diese massereichen Sterne ihren Wasserstoff erschöpft haben, dehnen sie sich zu viel größeren Überriesensternen aus. Die Sonne wird in Zukunft tatsächlich dasselbe tun, jedoch in viel kleinerem Maßstab.

Auch in diesen Sternen ändern sich die Dinge. Die Expansion wird verursacht, wenn der Stern beginnt, Helium zu Kohlenstoff und Sauerstoff zu verschmelzen. Das erwärmt das Innere des Sterns, wodurch das Äußere schließlich anschwillt. Dieser Prozess hilft ihnen, nicht in sich zusammenzufallen, selbst wenn sie sich erwärmen.

Im Überriesenstadium schwingt ein Stern zwischen mehreren Zuständen. Es wird ein roter Überriese für eine Weile, und wenn es dann beginnt, andere Elemente in seinem Kern zu verschmelzen, kann es a werden blauer Überriese. IN zwischen einem solchen Stern kann auch als gelber Überriese erscheinen, wenn er übergeht. Die verschiedenen Farben sind darauf zurückzuführen, dass der Stern in der roten Überriesenphase auf das Hundertfache des Radius unserer Sonne anschwillt und weniger als 25 Sonnenradien aufweist in der blauen Überriesenphase.

In diesen Überriesenphasen verlieren solche Sterne ziemlich schnell an Masse und sind daher ziemlich hell. Einige Überriesen sind heller als erwartet, und Astronomen haben sie eingehender untersucht. Es stellt sich heraus, dass die Hypergier einige der sind massereichste Sterne jemals gemessen und ihr Alterungsprozess ist viel übertrieben.

Das ist die Grundidee, wie ein Hypergiant alt wird. Den intensivsten Prozess erleiden Sterne, die mehr als das Hundertfache der Masse unserer Sonne betragen. Das größte ist mehr als das 265-fache seiner Masse und unglaublich hell. Ihre Helligkeit und andere Eigenschaften veranlassten die Astronomen, diesen aufgeblähten Sternen eine neue Klassifizierung zu geben: Hypergiant. Sie sind im Wesentlichen Überriesen (entweder rot, gelb oder blau), die eine sehr hohe Masse und auch hohe Massenverlustraten aufweisen.

Hypergier leben aufgrund ihrer hohen Masse und Leuchtkraft nur wenige Millionen Jahre. Das ist eine ziemlich kurze Lebensdauer für einen Star. Zum Vergleich: Die Sonne wird ungefähr 10 Milliarden Jahre leben. Ihre kurze Lebensdauer bedeutet, dass sie sehr schnell von Babysternen zur Wasserstofffusion übergehen, ihren Wasserstoff ziemlich schnell verbrauchen und Bewegen Sie sich in die Überriesenphase, lange bevor ihre kleineren, weniger massiven und ironischerweise länger lebenden Sterngeschwister (wie die Sonne).

Schließlich verschmilzt der Kern des Hypergiant immer schwerere Elemente, bis der Kern größtenteils aus Eisen besteht. Zu diesem Zeitpunkt wird mehr Energie benötigt, um Eisen zu einem schwereren Element zu verschmelzen, als der Kern zur Verfügung hat. Die Fusion stoppt. Die Temperaturen und Drücke im Kern, die den Rest des Sterns im sogenannten "hydrostatischen Gleichgewicht" (mit anderen Worten nach außen) hielten Der Druck des Kerns, der gegen die schwere Schwerkraft der darüber liegenden Schichten gedrückt wird, reicht nicht mehr aus, um zu verhindern, dass der Rest des Sterns zusammenfällt selbst. Dieses Gleichgewicht ist weg, und das bedeutet, es ist Katastrophenzeit im Stern.

Was geschieht? Es bricht katastrophal zusammen. Die kollabierenden oberen Schichten kollidieren mit dem Kern, der sich ausdehnt. Alles prallt dann wieder ab. Das sehen wir, wenn a Supernova explodiert. Im Falle des Hypergiant ist der katastrophale Tod nicht nur eine Supernova. Es wird eine Hypernova sein. In der Tat theoretisieren einige, dass anstelle einer typischen Typ-II-Supernova etwas namens a Gammastrahlenexplosion (GRB) würde passieren. Das ist ein unglaublich starker Ausbruch, der den umgebenden Raum mit unglaublichen Mengen an Sterntrümmern und starker Strahlung sprengt.

Was bleibt zurück? Das wahrscheinlichste Ergebnis einer solchen katastrophalen Explosion ist entweder a schwarzes Lochoder vielleicht a Neutronenstern oder magnetar, alle umgeben von einer Hülle aus expandierenden Trümmern mit einem Durchmesser von vielen, vielen Lichtjahren. Das ist das ultimative, seltsame Ende für einen Stern, der schnell lebt und jung stirbt: Er hinterlässt eine wunderschöne Szene der Zerstörung.

Bearbeitet von Carolyn Collins Petersen.