Hypergianti: Nejmasivnější hvězdy ve vesmíru

Vesmír je plný hvězd všech velikostí a typů. Největší z nich se nazývají „hypergianti“ a trpasličí naše malé Slunce. Nejen to, ale některé z nich mohou být opravdu divné.

Hypergianti jsou nesmírně jasní a nabití dostatečným množstvím materiálu, aby vytvořili milion podobných hvězd. Když se narodí, přijmou veškerý dostupný materiál „hvězdných narození“ v oblasti a budou žít svůj život rychle a horkě. Hypergianti se rodí stejným procesem jako ostatní hvězdy a září stejným způsobem, ale kromě toho se velmi liší od svých drobnějších sourozenců.

Hypergiantní hvězdy byly nejprve identifikovány odděleně od ostatních supergiantů, protože jsou výrazně jasnější; to znamená, že mají větší zářivost Než ostatní. Studie jejich světelného výkonu také ukazují, že tyto hvězdy velmi rychle ztrácejí hmotu. Tato „ztráta hmoty“ je charakteristická pro hypergiant. Ostatní zahrnují jejich teploty (velmi vysoké) a jejich hmotnosti (až mnohokrát hmotnost Slunce).

Všechny hvězdy se tvoří v oblacích plynu a prachu, bez ohledu na to, jakou velikost nakonec skončí. Je to proces, který trvá miliony let a nakonec se hvězda „zapne“, když začne v jádru tavit vodík. To je, když se ve svém vývoji posouvá na období zvané hlavní sekvence. Tento termín se odkazuje na tabulku hvězdné evoluce, kterou astronomové používají k pochopení života hvězdy.

Všechny hvězdy tráví většinu svého života v hlavní sekvenci a neustále spojují vodík. Čím větší a hmotnější je, tím rychleji spotřebuje palivo. Jakmile je vodíkové palivo v jádru kterékoli hvězdy pryč, hvězda v podstatě opouští hlavní sekvenci a vyvíjí se na jiný „typ“. To se děje se všemi hvězdami. Velký rozdíl přichází na konci života hvězdy. A to závisí na jeho hmotnosti. Hvězdy jako Slunce končí jejich životy jako planetární mlhoviny, a vyhodit své hmoty do vesmíru ve skořápkách plynu a prachu.

Když se dostaneme k hypergiantům a jejich životům, věci se stanou opravdu zajímavými. Jejich smrt může být docela úžasná katastrofa. Jakmile tyto hvězdy s vysokou hmotností vyčerpají svůj vodík, expandují a stávají se mnohem většími supergiantními hvězdami. Slunce ve skutečnosti udělá totéž v budoucnosti, ale v mnohem menším měřítku.

Věci se také mění uvnitř těchto hvězd. Expanze je způsobena tím, jak hvězda začne fúzovat helium na uhlík a kyslík. To zahřívá interiér hvězdy nahoru, což nakonec způsobí zvětšování vnějšího povrchu. Tento proces jim pomáhá vyhnout se zhroucení na sebe, i když se zahřívají.

V nadřazené fázi osciluje hvězda mezi několika státy. Bude to červený supergiant na chvíli a poté, co začne v jádru roztavit další prvky, může se stát modrý supergiant. IN mezi takovou hvězdou může také vypadat jako žlutá supergiant, když přechází. Různé barvy jsou způsobeny skutečností, že hvězda bobtná ve velikosti až stonásobku poloměru našeho Slunce v červené supergiantní fázi, na méně než 25 slunečních poloměrů v modré supergiantní fázi.

V těchto supergiantních fázích takové hvězdy ztratí hmotu poměrně rychle, a proto jsou docela jasné. Někteří supergianti jsou jasnější, než se očekávalo, a astronomové je studovali hlouběji. Ukázalo se, že hypergianti jsou někteří nejhmotnější hvězdy měří a jejich proces stárnutí je mnohem přehnanější.

To je základní myšlenka, jak hypergiant stárne. Nejintenzivnější proces trpí hvězdami, které jsou více než stokrát hmotností našeho Slunce. Největší je více než 265krát větší než jeho hmotnost a je neuvěřitelně jasný. Jejich jas a další vlastnosti vedly astronomy k tomu, aby těmto nafouknutým hvězdám daly novou klasifikaci: hypergiant. Jsou to v podstatě supergianti (buď červená, žlutá nebo modrá), které mají velmi vysokou hmotnost a také vysokou míru ztráty hmotnosti.

Vzhledem k jejich vysoké hmotnosti a jasu žijí hypergianti jen pár milionů let. To je docela krátká životnost hvězdy. Pro srovnání, Slunce bude žít asi 10 miliard let. Jejich krátká životnost znamená, že velmi rychle přecházejí z dětských hvězd na vodíkovou fúzi, poměrně rychle vyčerpávají vodík pohybují se do supergiantní fáze dlouho před svými menšími, méně masivními a ironicky déle žijícími hvězdnými sourozenci (jako je Slunce).

Nakonec jádro hypergiant bude fúzovat těžší a těžší prvky, dokud jádro není většinou železo. V tomto okamžiku to vyžaduje více energie, aby se roztavilo železo do těžšího prvku, než má jádro k dispozici. Fúze se zastaví. Teploty a tlaky v jádru, které držely zbytek hvězdy v tzv. Hydrostatické rovnováze (jinými slovy vnější tlak jádra tlačený proti těžké gravitaci vrstev nad ním) již nestačí, aby zabránil kolapsu zbytku hvězdy sám. Tato rovnováha je pryč a to znamená, že je čas katastrofy ve hvězdě.

Co se stalo? Katastroficky se zhroutí. Klesající horní vrstvy se srazí s jádrem, které se rozšiřuje. Všechno se pak odrazí zpět. To vidíme, když supernova exploduje. V případě hypergiantů není katastrofická smrt jen supernovou. Bude to hypernova. Ve skutečnosti se někteří domnívají, že místo typické supernovy typu II se něco jmenovalo a gama záblesk (GRB) by se stalo. To je neuvěřitelně silný výbuch, odstřelující okolní prostor s neuvěřitelným množstvím hvězdných zbytků a silného záření.

Co zbylo? Nejpravděpodobnějším důsledkem takové katastrofické exploze bude buď Černá díra, nebo možná neutronová hvězda nebo magnetar, obklopené pláštěm rozpínajících se zbytků po mnoha světelných letech. To je konečný, divný konec hvězdy, která žije rychle, umírá mladá: zanechává pozoruhodnou scénu ničení.

Editoval Carolyn Collins Petersen.