Як довго можуть жити зірки

Зірка Мафусаїла

Зірки народжуються серед бурхливих хмар, і їхня смерть може бути такою ж вибуховою. Але скільки насправді живуть зірки? Коротка відповідь: це залежить від розміру зірки.

Більшу частину свого життя зірка існує в тонко збалансованому стані, який називається гідростатичною рівновагою, в якому сила тяжіння, що притягує зірку, врівноважується зовнішнім поштовхом, створеним ядерними реакціями в ядрі зірки. Цей зовнішній поштовх відбувається, коли зірка зливає ядра водню, утворюючи ядра гелію, що призводить до спалаху енергії, який підтримує форму та яскравість зірки. Після того, як весь водень буде вичерпано, зірка стає на незворотний шлях до своєї загибелі.

Зірка деякий час буде спалювати гелій, а найбільші зірки продовжуватимуть спалювати хімічні елементи аж до заліза, але це швидкоплинна дія.

Великі зорі вмирають першими

Зірки бувають різних розмірів, від всього 7% маси Сонця до 250 його мас. Тож хто з них помирає найшвидше?

«У більших зірок є більше палива для спалювання», — сказав каже Райан Френч, фізик із сонячної фізики з Університетського коледжу Лондона, Великобританія. “Але вони також горять набагато сильніше і яскравіше”, – додає Френч.

Їхні величезні розміри означають, що гравітація розчавлює матеріал в їхніх ядрах інтенсивніше, ніж у менших зірках, тому їх ядерні реакції протікають з підвищеною швидкістю.

«Великі зірки насправді вичерпують доступне їм паливо набагато швидше, ніж менші зірки», – сказав Френч.

Найбільш масивні зірки живуть космічно короткі сотні мільйонів років. Вони вмирають молодими. Найменші зірки, які становлять менше 10% маси Сонця, мають набагато менше палива. Незважаючи на це, вони можуть підтримувати себе своїм запасом палива протягом сотень мільярдів років.

Але оскільки Всесвіт утворився всього 13,8 мільярдів років тому, маленькій зірці просто не вистачило часу, щоб досягти старості.

“Одною з найстаріших зірок, будь коли знайдених, є зірка Мафусаїла (на фото – ред.), – сказав Френч. Зірка, що знаходиться на відстані 190 світлових років від Землі, названа на честь персонажа Біблії, який нібито прожив майже тисячоліття. “Поточна оцінка віку цієї зірки становить 13,7 мільярдів років”, – говрить Френч. Це означає, що вона сформувалася незабаром після Великого вибуху.

Навпаки, астрономи виявили деякі зірки, які називаються протозірками, які все ще перебувають у процесі формування. За даними Товариства Макса Планка, спостережуваним за допомогою великого міліметрового/субміліметрового масиву Атакама (ALMA) в Чилі, цим зіркам менше 500 000 років. “Люди використовували кам’яні знаряддя на той час, коли ці зірки вперше запалили”, – сказав Френч.

Як визначають вік зірки

Отже, як астрономи визначають вік зірки? «Це непросто», — сказав Френч. «Астрономи використовують комбінацію вимірювань маси, яскравості та швидкості зірки в космосі, щоб порівняти з іншими зірками, і комп’ютерне моделювання, щоб оцінити її вік».

Вік нашого власного Сонця становить приблизно 4,6 мільярда років — за віком вона знаходиться десь між протозірками та зіркою Мафусаїла. Астрономи вважають, що це майже половина його життя. «Приблизно через 5 мільярдів років Сонце перестане перетворювати водень у гелій у своєму ядрі», – сказав Френч.

Як тільки в сонячному ядрі закінчиться паливо для протидії гравітації, воно почне стискатися. Тим часом зовнішня оболонка Сонця буде розширюватися, оскільки у неї все ще є водень для злиття.

«Сонце стане таким великим, що поглине орбіти Меркурія та Венери», – сказав Френч. Приблизно через 1 мільярд років зовнішнє ядро ​​вичерпає водень і перейде до синтезу гелію. Згодом у Сонця закінчиться паливо, його ядро ​​стиснеться в кулю з вуглецю та кисню, що називається білим карликом; його зовнішні шари розсіються і стануть туманністю — оболонкою гарячої залишкової плазми.

Це нагадування, що хоча зірки живуть набагато довше людей, ніщо не триває вічно.

Раніше ми писали про те, що наше Сонце перетвориться на кришталеву кулю, перш ніж воно помре.

Опубліковано на Live Science.

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.