Φεβ 09
2
Ο Ηλιος… σε 7,5 δισ. χρόνια
ΣΤΑΜΑΤΙΟΣ ΠΑΠΑΔΑΚΗΣ | 2 Φεβρουαρίου, 2009 | Γράψτε σχόλιο
Μια νέα φωτογραφία από το Τηλεσκόπιο «Χαμπλ», η οποία δημοσιοποιήθηκε την περασμένη εβδομάδα από τη NASA, μπορεί ίσως να χαρακτηριστεί και ως πορτρέτο του Ηλιου μας… σε 7,5 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια. Πρόκειται για το «Πλανητικό Νεφέλωμα» NGC-2818 το οποίο βρίσκεται σε απόσταση 10.400 ετών φωτός προς την κατεύθυνση του νότιου αστερισμού της Πυξίδας και του οποίου η μέγιστη ακτίνα των αέριων στρωμάτων που έχουν εκτοξευτεί φτάνει τα 3 έτη φωτός.
Η εικόνα αυτή παρουσιάζει το προτελευταίο στάδιο της ζωής ενός άστρου με υλικά περίπου όσα έχει και ο Ηλιος μας, ο οποίος προς τα τέλη της ζωής του θα μετατραπεί σε έναν «Κόκκινο Γίγαντα».
Σ αυτό το στάδιο ένα άστρο βρίσκεται στον προθάλαμο του θανάτου του. Ενός θανάτου που θ αφήσει πίσω του ένα από τρία μόνο πιθανά «λείψανα», ανάλογα με τη μάζα που έχει κάθε άστρο. Αστρα με λιγότερα υλικά από 4 ηλιακές μάζες θα μετατραπούν σε άσπρους νάνους. Αστρα με 4 έως 25 ηλιακές μάζες θα γίνουν πάλσαρ ή άστρα νετρονίων. Και άστρα με ακόμη μεγαλύτερες μάζες θα καταλήξουν να γίνουν μαύρες τρύπες.
Οταν ένα άστρο με λιγότερα υλικά από 4 ηλιακές μάζες, γίνει κόκκινος γίγαντας, μπαίνει σε μια περίοδο αστάθειας. Η βαρυτική του δύναμη δεν είναι ικανή να συγκρατήσει τα εξωτερικά του στρώματα, τα οποία διαφεύγουν στο Διάστημα. Τα αέρια αυτά στρώματα σχηματίζουν ένα διαστελλόμενο κέλυφος. Οι αστρονόμοι των περασμένων αιώνων, νόμιζαν ότι τα αντικείμενα αυτά έμοιαζαν με πλανήτες, γι αυτό και τα ονόμασαν πλανητικά νεφελώματα.
Τα διαστελλόμενα αέρια των πλανητικών νεφελωμάτων περιλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος της αρχικής μάζας ενός άστρου, και καθώς αποχωρίζονται από αυτό, αφήνουν πίσω τους, αποκαλύπτοντάς τον συγχρόνως, τον γυμνό υπερθερμασμένο πυρήνα του.
Παρόλο όμως που ο πυρήνας αυτός έχει πάψει να παράγει ενέργεια (αφού οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του έχουν σταματήσει), εκπέμπει τεράστιες ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας, ενώ η επιφανειακή του θερμοκρασία φτάνει τους 100.000 βαθμούς Κελσίου.
Η μεγάλη όμως αυτή θερμότητα οφείλεται στην τρομαχτική συμπίεση των υλικών του. Το αρχικό δηλαδή άστρο έχει μετατραπεί σ’ έναν άσπρο νάνο, που ακτινοβολεί ένα έντονο γαλαζόλευκο φως από μια επιφάνεια 16.000 φορές μικρότερη από την αρχική του.
Τα διαστελλόμενα αέρια του κελύφους που περιβάλλει πλέον τον νεοαποκαλυφθέντα άσπρο νάνο «ερεθίζονται» από την υπεριώδη ακτινοβολία του και λάμπουν. Η πυκνότητα της μάζας ενός άσπρου νάνου είναι τεράστια. Ενα μόνο «κουταλάκι» από τα υλικά του μπορεί να «ζυγίζει» μέχρι και 1.000 τόνους. Κάτω από τόσο μεγάλες πιέσεις τα υλικά αυτά είναι τελείως ιονισμένα, που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια έχουν αποχωριστεί τελείως από τους ατομικούς τους πυρήνες.
Σύμφωνα, όμως, με την απαγορευτική αρχή του Pauli (στην κβαντομηχανική) το σύννεφο αυτό των ηλεκτρονίων δεν μπορεί να συμπιεστεί και να περιοριστεί πέρα από έναν ορισμένο όγκο.
Σ αυτό το όριο η ύλη βρίσκεται σε μια… εκφυλισμένη κατάσταση, η οποία απαγορεύει στα ηλεκτρόνια να πλησιάσουν πολύ το ένα στο άλλο. Ετσι τα ελεύθερα, «εκφυλισμένα» ηλεκτρόνια εξασκούν μια ισχυρότατη πίεση που αντιστέκεται σε οποιαδήποτε περαιτέρω συμπίεση του άσπρου νάνου με αποτέλεσμα την εξισορρόπησή του. Σ αυτήν τη φάση η θερμοκρασία του άσπρου νάνου έχει πέσει στους 50.000 βαθμούς Κελσίου.
«Δραπέτες»
Ο εξωτερικός του μανδύας, και μέχρι βάθους 50 περίπου χλμ., περιλαμβάνει το 1 δεκάκις χιλιοστό της ύλης του. Στο λεπτό αυτό στρώμα η πίεση είναι αρκετά μικρή και τα εκεί ευρισκόμενα ηλεκτρόνια δεν είναι εκφυλισμένα. Ετσι καθώς τα νετρίνα, που παράγονται στο κέντρο του, «δραπετεύουν» παίρνουν μαζί τους και μεγάλες ποσότητες θερμότητας.
Η διαρροή αυτή και των τελευταίων αποθεμάτων ενέργειας έχει σαν αποτέλεσμα τη συνεχή του ψύξη. Μέσα σε 10 εκατ. χρόνια μετά τον σχηματισμό του, ένας άσπρος νάνος έχει το ένα δέκατο της λαμπρότητας του Ηλιου και επιφανειακή θερμοκρασία 30.000 βαθμών C. Καθώς λοιπόν ο άσπρος νάνος χάνει συνεχώς τη θερμότητά του, τα ιόντα που τον αποτελούν αρχίζουν να συνδέονται μεταξύ τους σε μια «ρευστή» κατάσταση.
Σ ένα δισ. χρόνια οι ατομικοί πυρήνες κρυσταλλοποιούνται μετατρέποντας σιγά σιγά τον άσπρο νάνο σ’ ένα κρυσταλλικό στερεό, αρχίζοντας πρώτα από το κέντρο του και ανεβαίνοντας προς τα εξωτερικά του στρώματα. Η φάση αυτή της κρυσταλλοποίησης ενός άσπρου νάνου απαιτεί πολλά δισεκατομμύρια χρόνια. Οταν όμως ολοκληρωθεί ο άσπρος νάνος θα έχει μετατραπεί σ’ έναν κρυστάλλινο, άψυχο, μαύρο νάνο.
Mίινι ζωή
Μερικές εκατοντάδες μόνο πλανητικά νεφελώματα έχουν ανακαλυφτεί μέχρι τώρα, γιατί η διάρκεια της ζωής τους είναι σχετικά μικρή. Μέσα σε 50.000 χρόνια τα αέρια αυτά διασκορπίζονται στο Διάστημα, παύουν να «ερεθίζονται» από τον κεντρικό τους άσπρο νάνο και δεν φαίνονται πια από τα τηλεσκόπιά μας.
Ανακτήθηκε από: http://www.ethnos.gr
Αφήστε μια απάντηση
Για να σχολιάσετε πρέπει να συνδεθείτε.