10 Astronomisch extreme Arten von Sternen

Das Universum ist voller Sterne und sie sind nicht alle gleich. In der Tat gibt es eine unglaubliche Vielfalt. Hier ist ein Sampler der extremsten Sterne des bekannten Universums.

10Die am längsten lebenden Sterne

Wie lange kann ein Stern leben? Definieren wir zunächst die Lebensdauer eines Sterns als Dauer der Kernfusion, da die Leiche eines Sterns noch lange nach dem Ende der Kernfusion hängen kann.

Die Art und Weise, wie Sterne wirken, je weniger massiv sie sind, desto länger leben sie. Die Sterne mit der kleinsten Masse sind die roten Zwerge. Sie können zwischen 7,5 und 50 Prozent der Sonnenmasse sein. Alles, was weniger massiv ist, wäre nicht in der Lage, Kernfusion durchzuführen - es wäre kein Star. Aktuelle Modelle schätzen, dass die kleinsten roten Zwergsterne bis zu 10 Billionen Jahre fusionieren könnten. Vergleichen Sie das mit Sternen wie unserer Sonne, die etwa 10 Milliarden Jahre oder 1.000 Mal weniger fusionieren. Nach dem Verschmelzen des größten Teils des Wasserstoffs sagt die Theorie voraus, dass ein leichter roter Zwerg ein blauer Zwerg wird. Wenn er den Rest seines Wasserstoffs verbraucht, stoppt die Kernfusion und der weiße Zwerg wird zum Zwerg.

9Die ältesten Sterne

Die ältesten Sterne wären die nach dem Urknall (vor etwa 13,8 Milliarden Jahren). Astronomen können das Alter der Sterne durch Blick auf ihr Sternenlicht abschätzen - es sagt ihnen, wie viel von jedem Element (z. B. Wasserstoff, Helium, Lithium) im Stern ist. Die ältesten Sterne haben meistens Wasserstoff und Helium mit sehr geringer Masse für schwerere Elemente.

Der älteste bekannte sichtbare Stern heißt SMSS J031300.36-670839.3. Ihre Entdeckung wurde im Februar 2014 veröffentlicht. Sie wird auf 13,6 Milliarden Jahre geschätzt, ist aber nicht einer der ersten, ursprünglichen Stars. Keiner von ihnen wurde bisher gefunden, aber einige sind noch in der Nähe. Immerhin können rote Zwerge Billionen von Jahren leben. Wenn es welche gibt, gibt es nicht viele, also wäre die Suche nach einem Nadelstich in einem Heuhaufen die ultimative Suche.

8Die dunkelsten Sterne

Was sind die schwachsten Sterne? Bevor dies beantwortet werden kann, müssen wir uns darüber im Klaren sein, was wir unter "schwächster" verstehen. Je weiter man von einem Stern kommt, desto schwächer wirkt er, also müssen wir den Faktor "Abstand von uns" eliminieren und einfach die Helligkeit messen oder die Gesamtleistung, die der Stern als Photonen (Lichtteilchen) abgibt.

Wenn wir uns auf Sterne beschränken, die immer noch miteinander verschmelzen, haben rote Zwerge die geringste Leuchtkraft. Der coolste Stern mit der derzeit niedrigsten Lichtstärke ist der Rote Zwerg 2MASS J0523-1403. Weniger leuchten und wir geraten in das Reich der braunen Zwerge, die gar keine Sterne sind.

Und dann gibt es die Überreste von Sternen: Weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Wie schwach können sie sein?

Weiße Zwergsterne sind etwas leuchtend, kühlen sich jedoch mit der Zeit ab. Wenn sie genug Zeit haben, werden sie zu kalten Kohlenstoffklumpen, die kaum Licht emittieren - sie werden zu „schwarzen Zwergen“. Es dauert sehr lange, bis sich weiße Zwerge abkühlen, so dass es noch keine schwarzen Zwerge gibt.

Astrophysiker wissen nicht, was mit der Materie in Neutronensternen passiert, wenn sie abkühlen. Durch die Beobachtung von Supernovae in anderen Galaxien können sie schätzen, dass sich in unserer Galaxie mehrere hundert Millionen Neutronensterne gebildet haben müssen, aber nur einen Bruchteil davon. Der Rest muss so weit abgekühlt sein, dass er jetzt im Wesentlichen unsichtbar ist.

Was ist mit schwarzen Löchern tief im intergalaktischen Raum, ohne dass sie umkreisen? Sie würden immer noch ein kleines bisschen Strahlung abgeben - bekannt als Hawking-Strahlung -, aber es würde nicht viel sein. Solche einsamen schwarzen Löcher wären die am wenigsten leuchtenden Sternreste. Existieren sie? Könnte sein.

7Die leuchtendsten Sterne

Die leuchtendsten Sterne sind in der Regel auch die massereichsten. Sie sind auch eher Wolf-Rayet-Sterne, was bedeutet, dass sie heiß sind und viel Masse in ihren starken Sternenwind werfen. Die leuchtendsten Sterne bleiben auch nicht lange: Sie leben schnell und sterben jung.

Der Stern, der derzeit den Titel für die meisten leuchtenden (und massivsten) Titel trägt, ist R136a1. Die Entdeckung wurde 2010 bekannt gegeben. Es handelt sich um einen Wolf-Rayet-Stern mit einer Helligkeit von etwa 8.700.000 mal der Helligkeit der Sonne und einer Masse von etwa 265 mal der Masse der Sonne. Weil es Masse abwirft, hatte es früher eine Masse von 320 Sonnen.

R136a1 ist eigentlich Teil eines dichten Sternhaufens namens R136. Laut Paul Crowther, einem der Entdecker: „Planeten brauchen länger, um sich zu formen als diese Sterne, um zu leben und zu sterben. Selbst wenn es Planeten gäbe, gäbe es keine Astronomen, denn der Nachthimmel wäre in diesen Haufen fast so hell wie der Tag. “Dies ist eine Situation, die Isaac Asimov in seiner Science-Fiction-Kurzgeschichte„ Nightfall “(1941) vorgestellt hatte.

6Die größten Sterne

Trotz seiner enormen Masse ist R136a1 nicht der größte Stern (in der Größe). Es gibt viele größere Sterne, und sie sind alle rote Überriesen - Sterne, die den größten Teil ihres Lebens verbrachten, bis ihnen der Wasserstoff zum Verschmelzen fehlte, Helium fusionierte, heißer wurde und sich ausdehnte. Unsere Sonne wird irgendwann knapp an Wasserstoff sein und sich ausdehnen, aber nur zu einem roten Riesen. Um ein roter Überriese zu werden, muss ein Stern mindestens zehnmal so groß sein wie die Sonne. Die rote Überriese-Phase ist kurz und dauert nur wenige tausend bis eine Milliarde Jahre (was für Sternstandards, wenn nicht für andere Standards, kurz ist).

Die bekanntesten roten Überriesen sind Antares A und Betelgeuse, die jedoch im Vergleich zu den größten relativ klein sind. Den größten roten Supergiant zu nennen, ist die Aufgabe eines Dummkopfs, weil seine genaue Größe schwer genau zu schätzen ist. Die größten werden bis zu 1.500 Mal breiter als die Sonne - möglicherweise größer.

5Die Sterne mit den hellsten Explosionen

Die energiereichsten Photonen werden Gammastrahlen genannt.Sie werden in Atombombenexplosionen produziert, weshalb die Vereinigten Staaten spezielle Satelliten, die Vela-Satelliten, gestartet haben, um nach den Gammastrahlen zu suchen, die durch sowjetische Atombombentests erzeugt wurden. Im Juli 1967 entdeckten diese Satelliten einen Gammastrahlenausbruch (GRB), der nicht so aussah, als wäre er von einer Atombombe erzeugt worden. Viele weitere wurden danach entdeckt. Sie waren in der Regel ziemlich kurz und dauerten nur wenige Millisekunden bis einige Minuten. Sie waren auch unglaublich hell - weitaus leuchtender als die leuchtendsten Sterne, wenn auch nur kurz. Und die Quelle war nicht auf der Erde.

Was produziert GRBs? Es gab viele Ideen. Es wird angenommen, dass die meisten von den Explosionen massereicher Sterne (Supernovae oder Hypernovae) stammen, um Neutronensterne oder Schwarze Löcher zu werden. Einige GRBs stammen von Magnetaren, einer Art Neutronenstern mit einem extrem starken Magnetfeld. Andere GRBs können das Ergebnis sein, wenn zwei Neutronensterne zu einem verschmelzen oder ein Neutronenstern in ein schwarzes Loch fällt.

4die verrücktesten ehemaligen Stars

Schwarze Löcher sind keine Sterne - sie sind die Überreste von Sternen -, aber es macht Spaß, sie mit Sternen zu vergleichen, denn solche Vergleiche machen deutlich, wie verrückt sie sind.

Ein Schwarzes Loch bildet sich, wenn die Schwerkraft eines Sterns stark genug ist, um alle anderen Kräfte zu überwinden, wodurch er bis zu einer Punktmasse zusammenbricht. Mit einer Masse ungleich Null, aber ohne Volumen, hat sie theoretisch eine unendliche Dichte, aber das liegt nur daran, dass wir einfach keine gute Theorie für das, was wirklich vorgeht, haben.

Schwarze Löcher können extrem massiv sein. Die schwarzen Löcher in den Zentren einiger Galaxien können Dutzende Milliarden Sonnenmassen sein. Darüber hinaus kann die Materie, die sich um supermassive Schwarze Löcher dreht, sehr leuchtend sein, manchmal leuchtender als alle Sterne in einer Galaxie. Es kann sogar mächtige Materiestrahlen geben, die von einem schwarzen Loch ausgehen und sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

3Die schnellsten Sterne

Im Jahr 2005 kündigten Warren Brown und andere Astronomen am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics die Entdeckung eines Sterns an, der sich so schnell bewegt, dass er die Milchstraße verlassen und niemals wiederkommen wird. Sein offizieller Name ist SDSS J090745.0 + 024507, aber Brown nennt es "den ausgestoßenen Stern".

Andere sich schnell bewegende Sterne wurden seitdem entdeckt. Sie sind als Hyper-Sterne bekannt. Bis Mai 2014 wurden 20 gefunden. Die meisten scheinen aus dem Zentrum der Galaxie zu kommen. Eine Hypothese besagt, dass ein Paar eng umlaufender Sterne (ein binäres System) nahe am Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie vorbeigefahren ist. Dann wurde einer der Sterne vom Schwarzen Loch eingefangen und der andere mit hoher Geschwindigkeit ausgeworfen.

Es gibt Sterne, die sich scheinbar noch schneller bewegen. Im Allgemeinen gilt: Je weiter ein Stern von unserer Galaxie entfernt ist, desto schneller ist er erscheint sich von uns entfernen Das liegt jedoch an der Ausdehnung des Universums, nicht an der Bewegung des Sterns durch den Raum.

2Die variabelsten Sterne

Viele Sterne schwanken in scheinbarer Helligkeit von der Erde aus. Sie sind als variable Sterne bekannt. Es gibt viele davon: Der Allgemeine Katalog der variablen Sterne listet allein in der Milchstraße über 45.000 auf.

Laut Astrophysik-Professor Coel Hellier sind die variabelsten Sterne die veränderlichen Sterne (CV). Ihre Helligkeit kann in weniger als einem Tag um den Faktor 100 ansteigen, dann abnehmen, wieder ansteigen und so weiter. Daher sind CVs bei Amateurastronomen beliebt.

Heute haben wir ein besseres Verständnis dafür, was mit Lebensläufen los ist: Es handelt sich eigentlich um Doppelsterne, bei denen einer der Sterne ein normaler Stern und der andere ein weißer Zwerg ist. Materie fällt vom regulären Stern auf eine Akkretionsscheibe, die den Weißen Zwerg umkreist. Sobald die Masse der Platte hoch genug ist, beginnt die Verschmelzung, wodurch die beobachtete Helligkeit zunimmt. Es dauert nicht - die Fusion verschwindet und der ganze Prozess beginnt von neuem. Hier gibt es einige Variationen. Zum Beispiel wird der Weiße Zwerg manchmal zerstört.

1Die ungewöhnlichsten Sterne

Einige Arten von Sternen sind sehr ungewöhnlich. Sie müssen nicht unbedingt die extremen Werte eines Attributs sein (z. B. Helligkeit oder Masse), sie sind nur seltsam.

Thorne-Zytkow-Objekte sind so. Sie sind nach den Physikern Kip Thorne und Anna Zytkow benannt, die zuerst vorgeschlagen haben, dass sie existieren könnten. Ihre Idee war, dass sich ein Neutronenstern in den Kern eines roten Riesen oder Superriesen drehen könnte. Verrückt, richtig? Eines wurde kürzlich gefunden.

Manchmal können zwei große gelbe Sterne so nahe beieinander umrunden, dass Materie zwischen sie fällt, wodurch das Paar wie eine riesige kosmische Erdnuss aussieht. Es sind nur zwei solche Systeme bekannt.

Der Stern von Przybylski wird manchmal als Beispiel für einen ungewöhnlichen Stern angeführt, weil sein Sternenlicht sich von dem jedes anderen Sterns unterscheidet. Astronomen messen die Intensität jeder Wellenlänge, um herauszufinden, woraus der Stern besteht. Es ist normalerweise einfach, aber die Wissenschaftler versuchen immer noch, das Spektrum von Przybylskis Star zu verstehen.