Zánik hviezd
Zánik hviezd
Hviezda vstupuje do fázi svojho zániku, keď skončia jadrové reakcie v jej vnútri. Tým sa hviezda stane nestabilnou.
Hviezda o relatívne malej hmotnosti v priebehu miliárd rokov spáli jadrové palivo a stane sa z nej červený obor. Ten sa potom rozloží a vytvorí planetárnu hmlovinu ( oblak prachu a plynu ) obklopujúcu bieleho trpazlíka.
Hviezda o veľkej hmotnosti spáli svoje jadrové palivo rýchlejšie ( niekoľko miliónov rokov ) a stane sa z nej veleobor ( gigant ). Ten potom vybuchne obrovskou explóziou zvanou supernova. Zvyšné jadro vytvorí neutrónovú hviezdu, alebo čiernu dieru.
Biely trpazlíci
Červený obor stráca pri zániku až 90% svojej hmoty, ktorá potom okolo kolabujúceho jadra vytvára planetárnu hmlovinu.
Pri zmršťovaní je hmota jadra stlačovaná omnoho viac ako by to bolo možné na Zemi. V určitom okamihu však už jadro ďalšiemu stlačovaniu odoláva a stáva sa bielym trpazlíkom o hmotnosti neprekračujúcej 1,4 násobok hmotnosti Slnka a veľkosti podobnej Zemi.
Ich hustota je tak veľká, že čajová lyžička ich hmoty by na Zemi vážila 1,4tony.
Supernovy
Veleobry s hmotnosťou nad 10 násobok Slnka končia svoju existenciu obrovskou explóziou - Supernovou. Pri explózii sa uvoľní toľko energie, že prežiari aj galaxie o miliardách hviezd. Krátko sa supernova zo Zeme môže javiť ako nová a veľmi jasná hviezda. Uvoľnená energia môže zničiť desiatky tisíc takých planét ako je Zem.
Supernovy ale nie sú iba ničivé. Pri ich explózii sa prvky, vzniknuté v ich vnútri rozšíria do medzihviezdneho priestoru, kde sa z nich rodia nové hviezdy a planéty.
Vzniknutá gravitačná a tlaková vlna je taktiež zväčša podnetom pre prvotné zapálenie väčšiny hviezd. Vnútri týchto hviezd vznikol taktiež uhlík, ktorý je jedným zo základných kameňov života na Zemi.
Ak po explózii zostane jadro o hmotnosti medzi 1,4 až 3 násobku hmotnosti Slnka, zmrští sa do neutrónovej hviezdy.
Pokiaľ má zostávajúce jadro hmotnosť väčšiu ako je 3-násobok hmotnosti Slnka, gravitácia ho zmrští až na čiernu dieru.
Pulsary a Neutrónové hviezdy
Keď niektorá hmotná hviezda exploduje ako supernovy, jej jadro môže prežiť. Pokiaľ má jadro hmotnosť medzi 1,4 a 3 násobku hmotnosti Slnka, gravitácia ho zmrští tak, že sú jeho protóny a elektrony vtlačené do seba a vzniknú tak neutróny.
Novému útvaru sa hovorí neutrónová hviezda. Pri priemere hviezdy asi 10km, sa proces jej zmršťovania zastaví. Niektoré neutrónové hviezdy sú zo Zeme pozorované ako pulzary, ktoré vyžarujú dve zväzky žiarenia.
Pulzary sú rotujúce neutrónové hviezdy, vysielajúce rádiové vlny v podobe pulzov. Pomerne tenké lúče žiarenia vychádzajú z blízkosti ooboch pólov a pri rotácii vytvárajú efekt blikajúceho majáku. Frekvencia pulzov zodpovedá rotácii pulzaru. Pomaly rotujúce pulzary sa otočia zhruba raz za 4 sekundy. Rychle rotujúce sa otočia za sekundu asi 30-krát.
Dvojité ( binárne pulzary ) ktoré tvoria obežné systémy so svojími súputníkmi rotujú až 1000-krát za sekundu.
Čierne diery
Keď hviezda exploduje ako supernova, môže zanechať hrútiace sa jadro. V jadre, ktorého hmotnosť prevyšuje trojnásobok hmotnosti Slnka, gravitácia úplne prekonáva rozpínavosť stlačenej hmoty jadra.
Na povrchu jadra supernovy sú gravitačné sily tak veľké, že svetlo sa vracia späť, v závislosti na uhle, pod ktorým lúče jeho povrch opúšťajú.
Vnútri zmršťujúceho sa jadra je imaginárna hranica, nazvaná Horizont udalosti. Čím viac sa povrch jadra k horizontu udalosti blíži, tým viac sa svetelné lúče zakrivujú.
Nakoniec unikajú už len vertikálne svetelné lúče. Akonáhle sa jadro zmenší pod hranicu horizontu udalosti, gravitačné sily sú tak veľké, že do priestoru už neuniká vôbec žiadne žiarenie. Pre vonkajšieho pozorovateľa jadro jednoducho zmizne.
Oblasť pod horizontom udalosti nazývame čierna diera, pretože zvonku nevidíme nič, čo je vnútri.
Vnútri čiernej diery pokračuje zmršťovanie jadra až do dosiahnutia tzv. bodu singularity, kde je všetká hmota jadra sústredená do jediného bodu o nulovom objeme a nekonečnej hustote.
Pokiaľ sa v blízkosti čiernej diery nachádza nejaká hviezda, čierna diera z nej začne posupne vysávať materiál. Vzniká tak obrovský disk rotujúceho plynu okolo -prázdneho- stredu. Ak sa všetka hmota hviezdy odčerpá, zanikne postupne aj tento viditeľný prejav prítomnosti čiernej diery.
Gravitačná sila v okolí horizontu udalosti je tak veľká, že ak kniha vážiaca na Zemi 0,001 tony by bola od neho vzdialená 6metrov, vážila by 1000 miliárd ton.
Super Supernovy
Predpokladá sa, že pri extrémne hmotných hviezdach (dosahujúcich hmotnosti 150 násobku Slnka) nedochádza pri explózii supernovy k následnému vzniku čiernej diery, ale k tzv. Super Supernove. Takéto hmotné hviezdy sú v súčasnosti mimoriadne vzácne. Vedci odhadujú, že v našej galaxii je ich z celkového počtu okolo 400 miliárd hviezd len asi desiatka. V rannom vývoji vesmíru boli pravdepodobne takéto superhmotné hviezdy končiace svoj vývoj ako Super Supernova zrejme pomerne bežné.
Superhmotné hviezdy produkujú také veľké množstvo gama žiarenia, že na konci ich života sa časť tohto žiarenia premení na hmotu a antihmotu, väčšinou na elektróny a pozitróny. Gama žiarenie svojou energiou "chráni" vonkajšie vrstvy hviezdy pred kolapsom (zrútením). Pri vzniku hmoty a antihmoty táto ochrana zmizne, vonkajšie vrstvy hviezdy padajú dovnútra, začína sa termonukleárna explózia, ktorá hviezdu zničí. Príčinou roztrhania je tzv.párová nestabilita (hmota-antihmota). Nové objavy naznačujú, že niektoré prvé veľmi hmotné hviezdy v rannom vesmíre "odišli" veľkolepými explóziami, namiesto toho, aby sa zrútili do čiernych dier. Vďaka tomu sa galaxie a vesmír mohol "znečisťovať" veľkým množstvom novovzniknutých prvkov, namiesto toho , aby sa tieto prvky natrvalo uväznili v čiernych dierach.
K prvému pozorovaniu Super Supernovy došlo 18.09.2006 . Supernova SN2006gy vybuchla v galaxii NGC1260 vzdialenej od nás 240 miliónov svetelných rokov a bola stokrát jasnejšia než ktorákoľvek typická supernova. SN 2006gy sa 70 dní pomaly zjasňovala. Na svojom vrchole žiarila viac než 50 miliárd Sĺnk a svietila desať krát jasnejšie než materská galaxia.
K ďalšiemu pozorovaniu Super Supernovy budeme mať zrejme čoskoro opäť príležitosť, a to dokonca v našej vlastnej galaxii. Éta Carinae, jedna z najsvietivejších hviezd v našej Mliečnej ceste a nachádza sa vo vzdialenosti asi 7.500 svetelných rokovsa zdá byť pripravená na explóziu. Explozívna premenná hviezda Éta Carinae v súčasnosti svieti asi 5 miliónkrát jasnejšie ako naše Slnko a na jej povrchu bolo vidieť erupcie. Podobne sa správala aj SN 2006gy tesne pred výbuchom. Podľa vedcov, vzhľadom na relatívne bezpečnú vzdialenosť od nás, výbuch Éta Carinae pravdepodobne neohrozí život na Zemi. K výbuchu môže dôjsť zajtra, ale aj o 1.000 rokov; astron´movia sú preto stále v pohotovosti a túto hviezdu neustále sledujú pozemskými aj vesmírnymi ďalekohľadmi.