Co jsou obří hvězdy?

Obří hvězdy jsou obrovské hvězdy s mnohem větším poloměrem a jasem jako hlavní sekvence s podobnou povrchovou teplotou. Hvězdy hlavní sekvence mají smíšené jádro, složené z vodíku a helia. Obří hvězdy mají jádro vyrobené z helia nebo dokonce těžších prvků, jako je uhlík. Je to proto, že obří hvězdy začaly vyčerpávat podstatnou část svého vodíkového paliva.

Obří fáze je nevyhnutelná pro každou hvězdu s více než 0,4 solárních hmot. Hvězdy s 0,4 až 0,5 solárními hmotami akumulují hélium v ​​jejich jádru, jak stárnou, a nakonec se vytvoří čisté jádro hélia, ale postrádají tlak a teplotu, aby pojistily helium. Vodík na periferii jádra tvoří obal rychlé fúzní aktivity, protože masivní gravitace jádra na něj stlačuje vodík. Velikost hvězdy se rozšiřuje a stává se mnohem rozptýlenější. Když se Slunce stane za pět miliard let červeným obrem, jeho povrch dosáhne tam, kde je dnes orbita Země.

Hvězdy s více než 0,5 solárními hmotami mohou prostřednictvím procesu trojitého alfa fúzovat jádra helia na kyslík a uhlík. Ačkoli jádro musí před zapálením dosáhnout teploty ¹⁰⁸ K, když k tomu dojde, vytváří svazek energie, který zvětšuje velikost jádra a snižuje tlak ve skořápce budující vodík. To zpomaluje fúzní reakce a protiintuitivně snižuje velikost a teplotu hvězdy. Takže hmotnější hvězda skončí méně zářivá než méně hmotná. Tyto hvězdy jsou součástí tzv. Horizontální větve, protože na grafu svítivosti proti spektrálnímu typu tvoří horizontální čáru.

Pokud bude mít méně než 8 solárních hmot, ale větší než 0,5, vytvoří hvězdu uhlík ve svém jádru a začne fúzovat helium na skořápce mimo jádro. Stává se „asymptotickou obří větví“ nebo hvězdou AGB, protože fúze hélia zrychluje a balónuje svou hostitelskou hvězdu. Mohou vytvářet supergiantní a hypergiantní hvězdy.

U hvězd větších než 8 slunečních hmot se jádra roztaví až na železo. Když taková hvězda vytvoří jádro železa větší než 1,44 solárních hmot, začne kolaps jádra. Vzájemně odpudivé náboje elektronů kolem železných jader se za velkého tlaku a teploty navzájem neodpuzují a začnou se roztavit do jiného stavu hmoty nazývaného neutronium, tvořeného neutrony uvázanými těsně vedle sebe v gigantickém atomovém jádru o velikosti města .

Jak fúzní reakce v jádru ustávají, hvězda nedokáže produkovat dostatečnou energii, aby působila proti své vlastní gravitaci, a zhroutí se. Když světelné prvky padají dovnitř, odrazí se od téměř nekomprimovatelného neutronového jádra. Odraz je dostatečný k tomu, aby vyslal plášť hvězdy explodující ven do vesmíru rychlostí tisíce kilometrů za hodinu. Tato událost se nazývá supernova a takto vznikají prvky těžší než železo.

Zbytek je to, co se nazývá zbytek hvězdy nebo neutronová hvězda. Lžička jeho hmoty váží dva miliony tun.