star

O κύκλος ενός αστέρα: από τη γέννηση στο θάνατο

Αναστασία Καταπόδη Γ2


Κάθε πρωί ξυπνάμε και βλέπουμε τον ήλιο. Αποτελεί στη ζωή μας μια σταθερά, ένα σημείο αναφοράς που ξέρουμε ότι θα είναι εκεί για όλη τη ζωή μας, για να μας προσφέρει φως, ενέργεια και αισιοδοξία. Αλήθεια, θα είναι για πάντα εκεί; Και πώς γεννήθηκε;

Ο Ήλιος είναι αστέρας, το κεντρικό ουράνιο σώμα σε ένα ηλιακό σύστημα γύρω από το οποίο περιστρέφονται οι πλανήτες, το οποίο εκπέμπει φως και θερμότητα. Πριν όμως από αυτή τη φάση της ζωής του, ήταν κάτι εντελώς διαφορετικό. Ήταν ένα σώμα που προέκυψε από τη βαρυτική κατάρρευση ενός γιγαντιαίου μοριακού νέφους. Κατά τη διάρκεια αυτής, το καταρρέον αέριο απελευθερώνει βαρυτική δυναμική ενέργεια, που αργότερα μετατρέπεται σε θερμότητα. Έτσι, η αυξανόμενη πίεση και θερμότητα οδηγούν στη δημιουργία μιας σφαίρας υπέρθερμου αερίου, η οποία είναι γνωστή ως πρωταστέρας.

Ένας αστέρας σαν τον Ήλιο χρειάζεται περίπου πενήντα εκατομμύρια χρόνια προκειμένου να περάσει από τη φάση του πρωταστέρα στο επόμενο στάδιο της εξέλιξής του. Τελικά, η θερμοκρασία στον πυρήνα ανέρχεται στα δέκα εκατομμύρια Κέλβιν και τότε αρχίζουν οι αντιδράσεις μεταξύ των πρωτονίων του πυρήνα, που οδηγούν στην πυρηνική σύντηξη υδρογόνου σε δευτέριο και έπειτα σε ήλιο. Αυτή η αντίδραση ουσιαστικά λειτουργεί ως καύσιμο, που δημιουργεί τις κατάλληλες συνθήκες πίεσης ώστε να παράγεται ενέργεια και να αποφευχθεί η περαιτέρω βαρυτική κατάρρευση. Η φάση αυτή στον κύκλο ενός αστέρα ονομάζεται Κύρια Ακολουθία και διαρκεί κατά μέσο όρο δέκα εκατομμύρια χρόνια. Υπολογίζεται ότι ο δικός μας Ήλιος βρίσκεται χρονικά ακριβώς στη μέση της Κύριας Ακολουθίας του.

Όταν ο πυρήνας εξαντλήσει το υδρογόνο του, οι πυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό του παύουν. Σε αυτό το στάδιο, ο αστέρας δεν έχει πλέον καύσιμα για να συγκρατούν τον πυρήνα, ο οποίος αρχίζει σιγά σιγά να καταρρέει. Συνεχίζεται, παρ΄ όλα αυτά, η σύντηξη υδρογόνου που έχει απομείνει εκτός του πυρήνα σε ένα εξωτερικό κέλυφος. Η συνεχώς αυξανόμενη θερμοκρασία του πυρήνα πιέζει τα εξωτερικά στρώματα του αστέρα προς τα έξω, τα οποία έτσι χάνουν την αρχική τους θερμοκρασία καθώς απομακρύνονται από τον πυρήνα και αποκτούν κοκκινωπό χρώμα. Ο αστέρας πλέον έχει περάσει στην ώριμη ηλικία του και έχει εξελιχθεί σε κόκκινο γίγαντα.

Με το πέρασμα του χρόνου, ο πυρήνας εξακολουθεί να απομακρύνει τα εξωτερικά του στρώματα προς τα έξω, ωσότου ο ίδιος να μείνει ακάλυπτος, περνώντας στην τελευταία φάση της ζωής του, αυτή του λευκού νάνου. Αυτό το ουράνιο σώμα έχει περίπου το μέγεθος της Γης, αλλά έχει τη μάζα του νεκρού αστέρα. Τα ηλεκτρόνια στον πυρήνα του προκαλούν πίεση η οποία συγκρατεί την επέκταση της βαρυτικής του κατάρρευσης. Λόγω, όμως, της έλλειψης ενέργειάς του, η θερμοκρασία του πέφτει, το σώμα ξεθωριάζει και χάνεται στην απεραντοσύνη του σύμπαντος.

Αυτή θα είναι η πορεία και του δικού μας ήλιου. Ας μην ανησυχούμε όμως, έχει ακόμα εκατομμύρια χρόνια μπροστά του για να μας προσφέρει ζωή.

Πηγές: https://science.nasa.gov, Wikipedia