Top 10 Sterne, die Sie umhauen werden

Niemand kann helfen, sich alle Sterne anzusehen, die unseren Himmel schmücken, und sich zu fragen, "was gibt es da draußen?" Es ist natürlich, von dem zu träumen, was so sehr außerhalb unserer Reichweite liegt. In einem Sonnensystem, das weit von unserem entfernt ist, blickt vielleicht eine andere Spezies zu unserer Sonne, ein bloßer Lichtpunkt aus ihrer Perspektive, und fragt sich, welche Geheimnisse sie birgt.

Versuchen Sie es so gut wie möglich, wir werden nie wirklich alles verstehen, was es über Kosmologie zu wissen gibt, aber es hindert uns nicht daran, es zu versuchen. Von der bekannten bis zur hypothetischen Liste wird diese Liste zehn faszinierende Arten von Sternen aufzeigen.

10

Hypergiant




Im Vergleich zu den übrigen auf dieser Liste ein ziemlich langweiliger Stern, konnte ich nicht widerstehen, Hypergiermittel nur wegen ihrer Größe einzuschließen. Es ist schwer für uns vorstellbar, wie riesig diese Monster wirklich sind, aber der derzeit größte bekannte Stern, NML Cygni, hat einen Radius von 1.650-facher Entfernung von unserer Sonne - oder 7.67 AU. Zum Vergleich: Die Umlaufbahn des Jupiter liegt 5,23 AE von unserer Sonne entfernt, und Saturn ist 9,53 AU. Aufgrund ihrer enormen Größe leben die meisten Hypergianten höchstens ein paar Dutzend Millionen Jahre, bevor sie zur Supernova werden. Die hypergiant Betelgeuse, die sich im Sternbild Orion befindet, wird in den nächsten paar hunderttausend Jahren Supernova werden. Wenn dies der Fall ist, überstrahlt es den Mond über ein Jahr lang und ist auch tagsüber sichtbar.

9

Hypergeschwindigkeits-Star




Im Gegensatz zu allen anderen Einträgen in dieser Liste sind Hyperempfindlichkeitssterne ansonsten normale Sterne ohne interessante oder unterscheidende Merkmale - abgesehen davon, dass sie mit verrückter Geschwindigkeit durch den Weltraum rasen. Mit einer Geschwindigkeit von mehr als einer oder zwei Millionen Meilen pro Stunde sind Sterne mit Hypergeschwindigkeitsgeschwindigkeit das Ergebnis von Sternen, die zu nahe an das galaktische Zentrum wandern, wodurch die Sterne mit extrem hohen Geschwindigkeiten ausgestoßen werden. Alle bekannten Sterne mit Hypergeschwindigkeit in unserer Galaxie bewegen sich mit mehr als der doppelten Fluchtgeschwindigkeit und sind daher dazu bestimmt, die Galaxie gemeinsam zu verlassen und für den Rest ihres Lebens in der Dunkelheit zu treiben.

8

Cepheiden

Cepheiden - oder Cepheid Variable Stars - bezieht sich auf Sterne mit einer Masse, die typischerweise zwischen dem 5- und 20-fachen der Masse unseres Sterns liegt. Dieser Stern wird in regelmäßigen Abständen größer und kleiner, so dass er aussieht, als würde er pulsieren. Cepheiden dehnen sich aufgrund des unglaublich hohen Drucks aus, der in ihrem dichten Kern auftritt, aber sobald sie größer geworden sind, sinkt der Druck und sie ziehen sich wieder zusammen. Dieser Zyklus des Wachstums und des Schrumpfens setzt sich fort, bis der Stern das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat.

7

Schwarzer Zwerg




Wenn ein Stern zu klein ist, um ein Neutronenstern zu werden oder einfach in eine Supernova zu explodieren, wird er sich zu einem weißen Zwerg entwickeln - ein extrem dichter und stumpfer Stern, der seinen gesamten Treibstoff verbraucht hat und im Kern keine Kernspaltung mehr erfährt . Oft nicht größer als die Erde, kühlen weiße Zwerge langsam durch die Emission elektromagnetischer Strahlung ab. Über lächerlich lange Zeiträume kühlen sich weiße Zwerge schließlich so ab, dass sie aufhören, Licht und Wärme ganz auszustrahlen - und werden so zu einem schwarzen Zwerg, der für den Betrachter fast unsichtbar ist. Die schwarze Zwergenhaube markiert für viele Sterne das Ende der Sternentwicklung. Es wird angenommen, dass derzeit keine schwarzen Zwerge im Universum existieren, da es so lange dauert, bis sie sich gebildet haben. Unsere Sonne wird in etwa 14,5 Milliarden Jahren zu einer Entartung werden.

6

Shell Stars




Wenn die meisten Leute an Sterne denken, denken sie an riesige, brodelnde Kugeln, die im Weltraum schweben. Tatsächlich sind die meisten Sterne aufgrund der Zentrifugalkraft leicht abgeflacht - oder an ihren Polen abgeflacht. Für die meisten Sterne ist diese Abflachung klein genug, um vernachlässigbar zu sein - aber bei einem bestimmten Anteil an Sternen, die sich mit rasender Geschwindigkeit drehen, ist diese Abflachung so extrem, dass sie eine Rugby-Kugelform erhält. Mit ihren hohen Rotationsgeschwindigkeiten werfen diese Sterne auch riesige Mengen an Materie um ihren Äquator ab und bilden eine "Hülle" aus Gas um den Stern herum - und bilden so einen sogenannten "Shell Star". In der Abbildung oben ist die leicht durchscheinende weiße Masse, die den abgeflachten Stern Alpha Eridan (Achernar) umkreist, die 'Schale'.





5

Neutronenstern

Sobald ein Stern zur Supernova geworden ist, bleibt normalerweise nur noch ein Neutronenstern übrig. Neutronensterne sind extrem kleine und extrem dichte Kugeln aus Neutronen. Neutronensterne sind oft dichter als der Kern eines Atoms und mit einer Größe von weniger als einem Dutzend Kilometer Durchmesser ein wirklich bemerkenswertes Produkt der Physik.

Aufgrund der extremen Dichte von Neutronensternen werden Atome, die mit ihrer Oberfläche in Kontakt kommen, fast sofort zerrissen. Alle subatomaren Nichtneutronenteilchen werden in ihre Quarks zerlegt, bevor sie zu Neutronen "umgelagert" werden. Dieser Prozess setzt eine enorme Menge an Energie frei - so sehr, dass eine Kollision zwischen einem Neutronenstern und einem Asteroid von durchschnittlicher Größe einen Gammastrahlenstoß mit mehr Energie freisetzen würde, als unsere Sonne während ihrer gesamten Lebensdauer erzeugen wird. Allein aus diesem Grund haben alle Neutronensterne in unmittelbarer Nähe unseres Sonnensystems (innerhalb einiger hundert Lichtjahre) eine sehr reale Gefahr, die Erde mit tödlicher Strahlung zu strahlen.

4

Dark Energy Star

Aufgrund der vielen Probleme, die mit unserem derzeitigen Verständnis von Schwarzen Löchern verbunden sind, insbesondere in Bezug auf die Quantenmechanik, wurden viele alternative Theorien als Erklärung für unsere Beobachtungen vorgeschlagen.

Eines davon ist die Idee eines dunklen Energiestern. Es wird vermutet, dass ein großer Stern beim Einstürzen nicht in ein schwarzes Loch verwandelt wird, sondern die Raumzeit, die in ihm existiert, mutiert zu dunkler Energie.Aufgrund der Quantenmechanik wird dieser Stern eine einzigartige Eigenschaft haben: Außerhalb seines Ereignishorizonts wird er alle Materie anziehen, während er im Inneren, jenseits seines Ereignishorizontes alle Materie abweist - dies liegt daran, dass die dunkle Energie 'negative' Schwerkraft hat , was alles, was nahe kommt, abweist, ähnlich wie sich die identischen Pole eines Magneten gegenseitig abstoßen.

Darüber hinaus sagt die Theorie voraus, dass ein Elektron, sobald es den Ereignishorizont eines dunklen Energiesterns passiert, in ein Positron - auch als Anti-Elektron bekannt - umgewandelt und ausgeworfen wird. Wenn dieses Antiteilchen mit einem normalen Elektron kollidiert, wird es vernichtet und ein kleiner Energieschub freigesetzt. Es wird angenommen, dass dies im großen Maßstab die enorme Menge an Strahlung erklären würde, die vom Zentrum von Galaxien emittiert wird - wo sonst angenommen wird, dass ein supermassives schwarzes Loch existiert.

Meistens ist es am einfachsten, sich einen dunklen Energiestern als schwarzes Loch vorzustellen, das Materie ausstößt und keine Singularität hat.

3

Eisenstern




Sterne erzeugen durch Kernfusion schwerere Elemente - der Prozess, bei dem leichtere Elemente zu schwereren Elementen zusammengefügt werden und anschließend Energie freisetzen. Je schwerer das Element, desto weniger Energie wird beim Verschmelzen freigesetzt. Der typische Weg, den Sterne einschlagen, besteht darin, zuerst Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen, dann Helium zu Kohlenstoff, Kohlenstoff zu Sauerstoff, Sauerstoff zu Neon, Neon zu Silizium und schließlich zu Silizium zu Eisen. Das Schmelzen von Eisen erfordert mehr Energie als freigesetzt wird. Dies ist der letzte Schritt einer stabilen Kernfusionsreaktion. Die Mehrheit der Sterne stirbt, bevor sie den Punkt erreichen, an dem sie Kohlenstoff verschmelzen, aber diejenigen, die diesen Punkt erreichen, brechen in der Regel kurz danach in eine Supernova aus.

Ein Eisenstern ist ein Stern, der rein aus Eisen besteht, aber paradoxerweise immer noch Energie freisetzt. Wie? Über Quantentunneling. Quantentunneling bezieht sich auf das Phänomen, bei dem ein Teilchen eine Barriere passiert, die es sonst nicht durchqueren könnte. Ein Beispiel: Wenn ich einen Ball gegen eine Wand warf, würde er normalerweise gegen die Wand schlagen und zurückspringen. Laut der Quantenmechanik besteht jedoch eine geringe Chance, dass der Ball die Wand passieren und die ahnungslose Person auf der anderen Seite treffen könnte.

Das ist Quantentunneling. Natürlich ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, unendlich klein, aber auf atomarer Ebene tritt sie relativ häufig auf - insbesondere in großen Objekten wie Sternen. Normalerweise ist zum Verschmelzen von Eisen eine große Energiemenge erforderlich, da es über eine Art Barriere verfügt, die einer Verschmelzung widersteht, was bedeutet, dass es mehr Energie benötigt, als es ausgibt. Beim Quantentunneling kann Eisen jedoch schmelzen, ohne Energie zu verbrauchen. Um dies zu verstehen, können Sie sich zwei Golfbälle vorstellen, die langsam aufeinander zu rollen und spontan zusammenlaufen, wenn sie zusammenstoßen. Normalerweise würde diese Fusion eine enorme Menge an Energie erfordern, aber das Quanten-Tunneln lässt es praktisch ohne geschehen.

Da die Eisenfusion durch Quantentunneling extrem selten ist, müsste ein Eisenstern eine extrem hohe Masse haben, um eine nachhaltige Fusionsreaktion zu erleben. Aus diesem Grund - und weil Eisen im Universum relativ selten ist - wird angenommen, dass es knapp 1 Quingentillion Jahre dauern wird (1 gefolgt von 1503 Nullen), bevor die ersten Eisensterne erscheinen.

2

Quasi-Star

„Funkeln, funkeln quasi Sterne
Das größte Puzzle aus der Ferne
Wie anders als die anderen
Heller als eine Milliarde Sonnen
Funkeln, Funkeln, Quasi-Stern
Wie frage ich mich was du bist. “

- George Gamow, "Quasar", 1964. Hypergiants - der größte der Sterne - stürzen normalerweise in schwarze Löcher um das Zehnfache der Masse unserer Sonne ein. Es ist also eine naheliegende Frage: Was könnte die supermassiven schwarzen Löcher, die sich im Zentrum von Galaxien befinden, mit einer Masse von einer Milliarde Sonnen verursachen? Kein typischer Stern könnte groß genug sein, um ein solches Monster zu erschaffen! Natürlich könnte man argumentieren, dass diese schwarzen Löcher durch den Konsum von Materie groß werden könnten - aber entgegen der landläufigen Meinung ist dies ein unglaublich langsamer Prozess. Es wird angenommen, dass sich die meisten supermassiven Schwarzen Löcher in den ersten Milliarden Jahren des Universums gebildet haben. Dadurch ist jedes herkömmliche Schwarze Loch viel zu kurz, um sich zu den heutigen Monstern zu entwickeln. Eine Theorie besagt, dass die Sterne der frühen III-Population, die größer als die heutigen Hypergiants sind und rein aus Helium und Wasserstoff bestehen, schnell zusammenbrachen und große Schwarze Löcher bildeten, die später zu supermassiven Schwarzen Löchern verschmolzen. Eine andere Theorie, die als wahrscheinlicher angesehen wird, lässt vermuten, dass Quasi-Sterne schuld sein könnten.

In den ersten Milliarden Jahren des Universums schwammen große Wolken aus Helium und Wasserstoff. Wenn die Materie in diesen Wolken schnell genug zusammenbrach, könnte sie einen großen Stern mit einem kleinen schwarzen Loch in der Mitte bilden - ein Quasi-Stern mit der Helligkeit einer Milliarde Sonnen. Normalerweise würde dieses Szenario zu einer Supernova führen, was dazu führen würde, dass die "Hülle" des Sterns und die umgebende Materie in den Weltraum gesprengt werden. Wenn jedoch die Materiewolke, die den Stern umgibt, groß und dicht genug ist, wird sie der Explosion standhalten und in das Schwarze Loch fallen. Das schwarze Loch, das nun von der riesigen Menge an Materie umgeben wird, wird extrem schnell groß.

Um eine Analogie zu verwenden: Stellen Sie sich vor, Sie hätten eine kleine, von Karton umgebene Bombe. Wenn die Bombe wie eine Supernova explodiert, würde sie die Pappe wegsprengen, und das daraus resultierende schwarze Loch hätte gleich nichts zu verbrauchen. Wenn der Karton tatsächlich aus dickem Beton bestand, würde die Explosion die Wand nicht wegwerfen - und das Schwarze Loch könnte sie sofort verbrauchen.

1

Boson Star




Es gibt zwei Arten von Dingen in diesem Universum: Bosonen und Fermionen. Die einfachste Unterscheidung zwischen den beiden besteht darin, dass Fermionen Partikel mit einem halbzahligen Spin sind, während Bosonen Partikel mit einem ganzzahligen Spin sind. Alle Elementar- und Kompositpartikel wie Elektronen, Neutronen und Quarks sind Fermionen, während der Titel des Bosons allen krafttragenden Partikeln wie Photonen und Gluonen verliehen wird. Im Gegensatz zu Fermionen können zwei oder mehr Bosonen in demselben Zustand existieren.

Um dies mit einer verworrenen Analogie zu erklären, sind Fermionen wie Gebäude, während Bosonen wie Geister sind. Sie können nur ein Gebäude an einem bestimmten Punkt im Raum haben - es ist unmöglich, zwei Gebäude im selben Raum nebeneinander zu haben -, aber Sie können Tausende von Geistern an derselben Stelle oder im Gebäude haben, da sie ' re immateriell (Bosonen haben zwar Masse, aber man bekommt die Idee) Es gibt keine Begrenzung dafür, wie viele Bosonen denselben Raum belegen können.

Nun, alle bekannten Sterne bestehen aus Fermionen, aber wenn ein stabiles Boson mit einer bestimmten Masse existiert, könnten auch hypothetisch Bosonensterne existieren. In Anbetracht der Tatsache, dass die Schwerkraft von der Masse abhängt, stellen Sie sich vor, was passieren würde, wenn es eine Art Partikel gäbe, bei dem eine unendliche Menge am selben Punkt im Raum nebeneinander existieren könnte. Um unser Geisterbeispiel zu verwenden, stellen Sie sich vor, es gäbe eine Milliarde Geister, alle mit einer geringen Masse an gleicher Stelle - wir würden am Ende eine riesige Menge an Masse an einem einzigen Punkt im Weltraum haben, was dann zu viel wäre Natürlich haben eine große Anziehungskraft. Bosonensterne könnten somit unendlich viel Masse an einem unendlich kleinen Punkt im Weltraum besitzen. Es wird vermutet, dass der wahrscheinlichste Ort für Bosonen-Sterne, falls vorhanden, im Zentrum von Galaxien liegt.