Fehér és fekete törpék

Az előző videóban egy fősorozati csillaggal kezdtünk, mint amilyen a Nap. Ennek a csillagnak a magjában hidrogénfúzió megy végbe. Tehát itt hidrogénfúzió van, a magon kívül pedig csak szimplán hidrogén. Ott csak hidrogénplazma van. Amikor azt mondjuk, hogy hidrogénplazma, elektronokra és protonokra gondolunk, amikre az egyes atomok szétbomlottak, mivel a hőmérséklet és a nyomás nagyon magas. Szóval ez az elektronoknak és a protonoknak egyfajta „levese”, szemben a komplett atomokkal, amelyek alacsonyabb hőmérsékletekhez tartoznak. Tehát ez itt egy fősorozati csillag. Láttuk az előző videóban, hogy ez a hidrogén összeolvad héliummá, tehát itt egyre több hélium lesz. És ahogy egyre több hélium lesz, a mag egyre sűrűbbé és sűrűbbé válik, ugyanis a hélium sűrűbb atom, nagyobb tömeget tud kisebb térfogatban tárolni. Tehát ez egyre sűrűbb lesz, a mag egyre sűrűbbé válik. Egy bizonyos pontig. Miközben a mag egyre sűrűsödik, ezzel tulajdonképpen egyre gyorsabbá és gyorsabbá teszi a fúziót, mert egyre nagyobb a sűrűség, nagyobb a gravitációs nyomás, több anyag akar ide kerülni, nagyobb nyomást fejtve ki az összeolvadó hidrogénre. Tehát a fúzió hevesebbé válik ‒ hadd írjam ezt le ‒, a fúzió, a hidrogén fúziója gyorsabb lesz. És valóban, éppen ezt látjuk a Napunkban, a mi Napunk ma fényesebb és forróbb, gyorsabb benne a fúzió, mint amikor megszületett 4,5 vagy 4,6 milliárd évvel ezelőtt. Végül elérkezünk ahhoz a ponthoz, amikor a magban csak hélium lesz. Tehát lesz egy bizonyos pont, amikor az egész mag csak héliumból fog állni. És sokkal sűrűbb lesz, mint ez a mag itt, akkorra az összes hidrogén héliummá alakul át. Nem, nem az összes, sok belőle energiává alakul, de a legtöbb része akkorra héliummá egyesül, és sokkal, sokkal kisebb lesz a térfogata. A hőmérséklet egész idő alatt nő, a fúzió egyre gyorsabbá és gyorsabbá válik. És most van ez a sűrű hélium mennyiség, már nincs benne fúzió. Láttuk ebben a videóban, hogy a mag körüli hidrogénhéj az, ami összeolvad, tehát itt történik hidrogénfúzió. Itt pedig csak hidrogénplazma van. Amit nem könnyű elképzelni, legalábbis nekem nem volt könnyű elsőre, hogy mi történik a magban, ahogy egyre sűrűbbé és sűrűbbé válik. A fúzió gyorsabb, egyre forróbb és forróbb lesz, tehát a mag forróbb, a fúzió gyorsabb, a mag egyre sűrűbbé és sűrűbbé válik. Valahogy úgy képzelem el, hogy a mag elkezd összeroskadni, valahányszor összeroskad, egyre forróbbá és sűrűbbé válik. De ugyanakkor, amikor ez történik, maga a csillag egyre nagyobb lesz. Ez a rajz egyáltalán nem méretarányos. A vörös óriások sokkal, sokkal nagyobbak, mint a fősorozati csillagok. Egész idő alatt, amíg a mag egyre sűrűbb lesz, addig azt láthatjuk, hogy a csillag többi része egyre ritkábbá válik. Ez amiatt van, mert olyan sok energia keletkezik, hogy az több, mint ami a gravitációs vonzás ellensúlyozásához szükséges. Így, bár forróbb, de nagyobb térfogatba tudja szétszórni a csillag többi anyagát. Tehát a térfogat olyan nagy, hogy a felszín ‒ ahogy láttuk az előző videóban ‒, a vörös óriás felszíne hűvösebb ‒ hadd rajzoljam le egy kicsit szebben ‒, valójában hidegebb, mint a fősorozati csillag felszíne. Ez itt forróbb. Csak hogy legyen elképzelésed: amikor a Nap vörös óriássá válik ‒ és egyszer vörös óriássá fog válni ‒, akkor az átmérője százszorosa lesz a mostaninak. Más szemszögből nézve, ugyanakkora lesz az átmérője, mint amekkora a Föld Nap körüli pályájának átmérője jelenleg. Vagy ha másképpen nézzük: az a hely, ahol most vagyunk, rajta lesz a Nap felszínén, vagy közel lesz a felszínéhez, de még az is lehet, hogy ennek a jövőbeli Napnak a belsejében lesz. Vagy másképpen fogalmazva: amikor a Nap vörös óriássá válik, a Föld még egy kis pötty sem lesz itt, megolvad és elpárolog akkorra. Szóval elképesztően hatalmas. Gondolkodjunk még ezen! A jelenlegi Naptól a Föld pályájának ezen pontjáig, ahol vagyunk, a fény 8 perc alatt ér el, tehát ilyen nagy lesz egy ilyen csillag, a csillag egyik oldaláról a másik oldalára 16 perc alatt fog eljutni a fény, ha az átmérő mentén halad, és még ennél is tovább tart valamivel, ha a kerület mentén megy. Tehát ezek hatalmas, hatalmas csillagok. Később más csillagokról is fogunk beszélni, azokról, amelyek még ennél is nagyobbak, amelyek szuperóriásokká válnak. Visszatérve, hidrogén van a közepében ‒ bocsánat, hélium van középen. Hadd írjam ezt le! Hélium van a központi magban. A fúzió egyre gyorsabb és gyorsabb és gyorsabb. A csillag most már egy vörös óriás. A mag egyre forrósodik, forrósodik, forrósodik, egészen addig, amíg el nem éri a hélium gyújtásához szükséges hőmérsékletet. tehát amíg el nem éri a 100 millió Kelvint. Emlékezz vissza, a hidrogén gyújtási hőmérséklete 10 millió Kelvin volt, most pedig 100 millió Kelvin a hőmérséklet, 10-szer akkora. És ekkor hirtelen a magban tulajdonképpen beindul a hélium fúziója. Érintettük ezt az előző videóban, a hélium nehezebb elemekké olvad össze. Néhány ilyen nehezebb elem... túlnyomórészt szén és oxigén jön létre. Sejtheted már, hogyan jönnek létre egyre nehezebb elemek az univerzumban. A szó szoros értelmében a csillagok magjában alakulnak ki a fúzió következtében, főleg amikor a vasnál nem nehezebb elemekről beszélünk. De egyébként most a magban a hélium fúziója zajlik. A mag körül van a mag hélium héja, ami még nincs egészen ebben az állapotban, nem elég a nyomás és a hőmérséklet a fúzióhoz, tehát csak normál hélium. De ezen a héjon kívül van akkora nyomás és hőmérséklet, hogy folytatódjon a hidrogén fúzió. Tehát itt kinn hidrogénfúzió van. És még ennél is kijjebb csak normál hidrogénplazma van. Tehát mi is történt itt? Amikor hirtelen megindul a hélium fúziója, ez ‒ még egyszer ‒, ez egyfajta külső energiaellátást biztosít a magnak, tehát ez ellensúlyozni fogja a mag egyre gyorsabb összezsugorodását ‒ ahogy egyre sűrűbbé és sűrűbbé válik ‒, mert most ez az energia kifelé áramlik, és kifelé nyomja a dolgokat. Ugyanabban az időben, amikor ez történik, ebben a héjban egyre több hidrogén alakul át héliummá, egyesül héliummá, így a hélium magnak ez az inaktív része egyre nagyobbá és sűrűbbé válik, és még nagyobb nyomást fejt ki erre a belső részre. Tehát valójában az fog történni rövid idő alatt, ‒ mármint kozmológiai szempontból rövid ‒, hogy ez a hélium égés, ez a gyújtás vagy fúzió rendkívül heves lesz, de ez az összes nyomás fékezi. Azonban egy bizonyos ponton a nyomás nem lesz képes visszatartani, és a mag felrobban. Ez nem egy olyan katasztrofális robbanás lesz, amelyben a csillag elpusztul, csak hirtelen sok energia szabadul fel a csillagban. Ezt héliumvillanásnak nevezzük. Amikor ez hirtelen bekövetkezik, utána a csillag stabilabb lesz. Ezt idézőjelben mondom, mert a vörös óriások alapjában véve sokkal kevésbé stabilak, mint a fősorozati csillagok. Ha ez megtörténik, egy kicsit nagyobb lesz a térfogata. Nem lesz bezsúfolva olyan szűk helyre, a héliumvillanás gondoskodott róla. Tehát a hélium összeolvad szénné és oxigénné. Mindenféle más elem is létrejön, nyilvánvaló, hogy a hélium és a szén, illetve oxigén között sok más elem is van, de ezek dominálnak. Ennél kicsit kijjebb hélium van, ez a hélium nem ég. Ennél kijjebb összeolvadó hidrogén van, itt a hidrogén összeolvad héliummá. Ezen túl, a mi hatalmas nagy vörös óriásunk sugarának a többi részén csak hidrogénplazma van. Mi lesz, amikor a csillag megöregszik? Ha előreugrunk egy nagyot az időben ‒ emlékezz vissza, ahogy a csillag magja egyre sűrűbb és sűrűbb és a reakció egyre gyorsabb lesz, a mag egyre több és több energiát dob ki, a csillag kitágul. a felszíne egyre hidegebb és hidegebb lesz. Tehát ha előreugrunk egy nagyot ‒ ez a Napunkhoz hasonló, de egy kicsit nagyobb tömegű csillagokkal történik ‒, egy bizonyos ponton a mag, ami szénből és oxigénből áll, összeolvadhat még nehezebb elemekké. A Napot tekintve: az soha nem fogja elérni ezt a 600 millió Kelvint, a szén és az oxigén tényleges összeolvadását. Végül lesz egy szén és oxigén mag, vagyis főleg szén és oxigén, körbevéve összeolvadó héliummal, az körbevéve héliummal, amiben nincs fúzió, ami körül egyesülő hidrogén van, a körül pedig hidrogén, amiben nincs fúzió, azaz a Nap hidrogénplazmája. De végül ez az összes üzemanyag elfogy, az összes hidrogén el fog fogyni a csillagokban, ez az összes összeolvadó hidrogén elfogy. Az összes fúziós hélium elfogy. Ez a hidrogén, ami összeolvad. Ez az élettelen hélium, ami el fog fogyni, ezt elhasználja a mag, összeolvad szénné és oxigénné, amíg elérkezik az a pont, amikor szó szerint csak egy nagyon forró, szénből és oxigénből álló maggá válik. És ez rendkívül sűrű, ez alatt az egész idő alatt egyre sűrűbbé és sűrűbbé fog válni, ahogy egyre nehezebb és nehezebb elemek jelennek meg közben. Tehát egyre sűrűbb és sűrűbb és sűrűbb lesz. De a Nap esetén nem lesz rendkívül sűrű dolog belőle ‒ ha a Napnál sokkal nehezebb lenne, akkor eljuthatna oda ‒, a Nap nem lesz elég forró a szén és az oxigén fúziójához. Tehát lényegében ez egy nagyon sűrű szénből és oxigénből és a Nap egyéb anyagaiból álló gömb lesz, Emlékezz vissza, hogy rengeteg energia keletkezett, tonnaszámra szabadult fel az energia, ahogy haladtunk előre, egyre több energiát bocsátott ki, egyre nagyobbá vált a csillag sugara, és egyre hidegebb lett a csillag külső része, amíg a külső rész egyfajta felhővé válik, egy hatalmas gázfelhővé a körül, ami egyszer a csillag volt. És középen ‒ iderajzolhatnám a gázfelhőt, hogy milyen nagy, ez már nagyon távol áll a csillagtól, sokkal nagyobb a sugara vagy átmérője, mint a vörös óriásé ‒, és csak egy test marad, egy nagyon sűrű tömeg, ami, mondhatjuk úgy, hogy inaktív szénből vagy oxigénből áll. Ez történik a Nap esetében. Először, amikor forró, sugárzik, mert annyira meleg. Ezt fehér törpének hívjuk. Ezt itt fehér törpének hívják. Ez nagyon, nagyon, nagyon sok év alatt lehűl, mialatt teljesen kihűl, elveszti az összes energiáját, és csak egy nagyon sűrű szénből és oxigénből álló gömb lesz belőle. Ezen a ponton nevezhetjük fekete törpének. Ezeket nyilvánvalóan nagyon nehéz megfigyelni, mert nem bocsátanak ki fényt, és nem elég nagy a tömegük, mint mondjuk, egy fekete lyuknak, amely ugyan nem bocsát ki fényt, de láthatjuk, hogyan befolyásolja a körülötte lévő objektumokat. Szóval ez fog történni a Nappal. A következő néhány videóban arról fogunk beszélni, hogy mi történne akkor, ha a csillag tömege kisebb lenne, mint a Napé, illetve akkor, ha sokkal nehezebb lenne, mint a Nap. Habár szerintem a sokkal nehezebbet el tudod képzeni, akkor sokkal nagyobb nyomás alatt lennének ezek, mert sokkal nagyobb tömeg lenne körülöttük, ezért ezek elkezdenének összeolvadni egyre nehezebb elemekké, egészen addig, amíg vasat nem kapnánk.