Ο Θάνατος Των Αστεριών 2012-2013 ΟΜΑΔΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟ ΜΑΘΗΤΕΣ ΤΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΟΥ 1ου ΓΕ.Λ. ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑΣ ΥΠΕΥΘΥΝΗ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Αραβανή Σοφία, φυσικός 2012-2013

Ζωή του Αστέρα Μετά την Κύρια Ακολουθία Το στάδιο της ζωής του αστέρα που έπεται της κύριας ακολουθίας αποτελεί την πιο σύντομη φάση της εξέλιξης του. Με την πάροδο των ετών εξαντλούνται τα αποθέματα υδρογόνου του λόγω των ισχυρών βαρυτικών δυνάμεων που δέχεται αρχίζει να συστέλλεται. Παράλληλα αυξάνεται η θερμοκρασία φτάνοντας τους 10^8 K και αρχίζει η πυρηνική καύση του ηλίου σε άνθρακα.

Ερυθρός Γίγαντας Με αυτή τη διαδικασία οι αστέρες με μάζα μεγαλύτερη από 0.4 ηλιακές μάζες αρχίζουν να εκλύουν μεγάλα ποσά ενέργειας και στη συνέχεια διαστέλλονται οδηγώντας στη δημιουργία των ερυθρών γιγάντων. Αυτή την πορεία θα ακολουθήσει και ο δικός μας Ήλιος. Τελικά αυξάνεται η πίεση στον πυρήνα οπού και αρχίζει η σύντηξη του ηλίου και η αποβολή των εξωτερικών στρωμάτων του.

Ερυθρός Υπεργίγαντας Αν η μάζα του αστέρα ξεπερνά τις 9 ηλιακές μάζες τότε θα δημιουργηθούν ερυθροί υπεργίγαντες. Οι υπεργίγαντες αφού ακολουθήσουν την ίδια διαδικασία συνεχίζουν να συντήκουν στοιχεία βαρύτερα του ηλίου όπως το νέον, το οξυγόνο και το πυρίτιο. Το τελικό στάδιο έρχεται όταν αρχίζει η παραγωγή σιδήρου. Κατά την πυρηνική κάυση του άνθρακα αποβάλλονται μεγάλα ποσά ενέργειας ενώ αργότερα ο αστέρας παίρνει νέες γιγάντιες διαστάσεις.

Τελικά στάδια της εξέλιξης Α. Λευκοί Νάνοι Β. Αστέρες Νετρονίων Γ. Μελανές Οπές

Α. Λευκοί Νάνοι Οι αστέρες με ηλιακή μάζα περίπου ίση με του ήλιο μας μέσα σε διάστημα 1.000 χρόνων αποβάλουν το 10-20% της αρχικής τους μάζας. Λόγω του αστρικού ανέμου που προκαλείται από το αστέρι η αστρική αυτή ύλη δημιουργεί νεφελώματα. Μετά την καύση του ηλίου ο πυρήνας αποτελείται στο μεγαλύτερο μέρος του από άνθρακα και συρρικνώνεται.

Παρόλο αυτά όμως οι βαρυτικές δυνάμεις που επικρατούν στο εσωτερικό του πυρήνα δεν είναι αρκετές για να δημιουργήσουν συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας ικανές για την πυρηνική καύση του άνθρακα. Επομένως ύλη έχει περάσει σε ένα στάδιο ιονισμού. Τα ελεύθερα αυτά ηλεκτρόνια ασκούν με την σειρά τους και εκείνα πίεση προς το εξωτερικό η οποία αντισταθμίζει την εξωτερική και στο σύστημα επέρχεται ισορροπία. Έτσι δημιουργείται ένας λευκός νάνος.

Ο λευκός νάνος συνεχίζει να εκπέμπει ακτινοβολία αν και δεν συμβαίνουν στο εσωτερικό του πλέον άλλες πυρηνικές αντιδράσεις. Με αυτό τον τρόπο μειώνεται η ενέργειά του και άρα και η θερμότητα και η ακτινοβολία του ώστε να δημιουργηθεί ένας μαύρος νάνος.

Αστέρες Νετρονίων Η συνεχής διαδικασία της πυρηνικής καύσης μεταξύ του ηλίου και του άνθρακα οδηγεί τους αστέρες με μάζα ανάμεσα σε 5 έως 10 ηλιακές μάζες να περνούν δύο φορές από την φάση του ερυθρού γίγαντα. Στη συνέχεια εκρήγνυνται σε μία έκρηξη υπερκαινοφανούς αστέρα δημιουργώντας έναν αστέρα νετρονίων.

Οι αστέρες νετρονίων παρουσιάζουν εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα ενώ η διάμετρος τους δεν ξεπερνά τα 10km. Αξίζει να σημειωθεί ότι ένας αστέρας νετρονίων έχει 500.000 φορές μεγαλύτερη πυκνότητα από ότι η γη ενώ έχει διάμετρο μικρότερη από το Μπρούκλιν. Ακόμα, αυτού του είδους οι αστέρες έχουν ένα ιδιαίτερα ισχυρό βαρυτικό και μαγνητικό πεδίο.

Μελάνες Οπές-Μαύρες Τρύπες Στους αστέρες με ηλιακή μάζα μεγαλύτερη του 20 οι βαρυτικές δυνάμεις που εμφανίζονται κατά την κατάρρευση του πυρήνα τους δεν μπορούν να ανακοπούν από την πίεση που ασκεί το νέφος νετρονίων. Έτσι, αφού περνούν από το στάδιο του υπεργίγαντα και την έκρηξη του υπερκαινοφανούς δημιουργούν τις λεγόμενες μελανές οπές.

Οι μελανές οπές ή μαύρες τρύπες αποτελούν ένα ιδιαίτερο φαινόμενο καθώς η πυκνότητά τους τείνει στο άπειρο ενώ η ύλη καταστρέφεται. Το βαρυτικό πεδίο το οποίο επικρατεί σε αυτές δεν επιτρέπει στο φως να διαφύγει δίνοντας τους με αυτό τον τρόπο το όνομά τους.

Επιπλέον θεωρούμε ότι στις μαύρες τρύπες σταματά η ύπαρξη της έννοιας του χρόνου κάτι το οποίο βέβαια δεν επηρεάζει το υπόλοιπο σύμπαν όπως φαίνεται και από την γενική θεωρία της σχετικότητας. Εικάζεται ότι μπορεί να υπάρχει μία μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας.

Tην εργασία εκπόνησαν οι μαθήτριες από την ομάδα της Αστρονομίας της Β΄ Λυκείου Γεωργαντά Μαρία Γεωργία Ξηρού Νίκη Μαρία Παπουτσή Φωτεινή Στάθη Μαρία Στεριώτη Αναστασία Υπεύθυνη καθηγήτρια: Αραβανή Σοφία, φυσικός