Крај Сунца

Source: http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/The%20Website/end.html

Хелијума фласх

Почетак краја за црвеног џина маса нашег Сунца настаје веома нагло. Пошто хелијума “пепео” настављају да се гомилају у свом центру, већи део њих окренути електронима дегенерације. То је чудно парадокс: чак и на спољашњи слој црвеног џина се шири у велики, али слаба облака, његов унутрашње језгро је уговарање доле да формира сахрањен бели патуљак. Температура и притисак на сунцу језгру ће винути до 10 пута своје тренутне вредности. И око 1.2 милијарди година након што напусти главни низ, на врхунцу своје славе као црвеног џина, центар хелијума језгра Сунца ће бити довољно масиван, густа, а топло да ће се нешто невероватно се десити: у року од неколико минута, то ће запалити и изгорети.

Када је температура у језгру достиже око 100 милиона степени, хелијума ће почети да се спајају у угљеник реакцијом познатом као процес трипле-алфа, јер претвара три језгра хелијума у ​​једну угљениковог атома. То ствара велику топлоту. Међутим, за разлику када Сунце била млада и њена основна садржи нормалну ствар, додајући више топлоте у електрон дегенери- хелијума не изазива то да се шири и хлади. Као што сам приметио када сам расправљао квантну механику, електрон-дегенерик материја понаша као течност него гас када је топлота: њена температура брзо расте, али не шири. Другим речима, механизам само-регулисање која држи главног низа звезде со стабилна (хидростатиц равнотежи) је искључена у електронима дегенерик материје. Ако додате топлоту у белог патуљка, постаје све топлије.

Како то већ бива, процес троструко-алфа је изузетно високо зависи од температуре: удвостручује температуру реакције изазива њен рад отприлике трилион пута брже! Дакле, као што је спајањем хелијум загрева језгро, које не може да се прошири да се охлади, повећана температура изазива хелијума фузију одједном настави милион пута брже, што веома брзо загрева језгро још више, што заузврат узрокује хелијум да споји пут , начин брже. . .

Укратко, средиште хелијум основних експлодира. Око 6% електрона дегенери- хелијума језгро, које до сада тежи око 40% соларне масе, фузионисан на угљеник у року од неколико минута. (Ово одговара гори отприлике десет Еартх масе хелијум у секунди, ако се броје.) Из очигледних разлога, астрономи зову ово хелијум блиц. У отприлике времена које је потребно да наздравим пециво, блиц издања онолико енергије колико наша тренутна Сунце генерише у 200 милиона година. На врхунцу блица, сунце је језгро врло кратко ће износити комбиновану осветљај свих звезда у галаксији Млечни пут! Могло би се претпоставити да би пожар ове величине имају драматичан утицај на црвеног џина – и то ради, на неки начин, али ни приближно тако изненада или насилно као што мислите.

То је зато што смо склони да потцењују гравитацију. У поређењу са пријетећим моћи нуклеарног оружја, енергија генерише пада неколико стене не изгледа врло импресивно. Али, у ствари, гравитациона енергија изузетно густим, изузетно великих маса је запањујући – то је само наш људски предрасуда, које произилазе из чињенице да живимо на маленом каменчић који није ни масовно ни густ, што нас чини мисле другачије.

Претпоставимо да узимамо Земљу као пример велике, густе објекта, чак иако се ради о тако густе као шећерне вуне у односу на белог патуљка. Да се ​​дигне Земљу да два пута њене величине – то је, да подигне масу Земље против сопствене гравитације док његов радијус је удвостручен – захтевало би све соларну енергију упечатљив површину Земље (непуних 185,000,000,000 мегавата) за следећи 13 милиона година!

Током хелијума блиц, дегенерик језгро звезде се загрева тако интензивно да се коначно “испарава”, да се тако изразим. То је, индивидуални језгра почети креће толико брзо да они могу да “проври далеко” и побегне га. Језгро враћа назад у (спектакуларно густу) нормалног гаса и снажно шири. Огромна гравитациона енергија потребна да се прошири 100.000 Земље масе од дегенерације и до неколико пута њихов првобитни обим је у рангу са ослобађање енергије на хелијума блица. Или другим речима, готово сва енергија блица апсорбује Титаника дизања терета потребног да укине језгро из њеног белог патуљка стању. У суштини нико од енергије достигне површину црвеног џина, и заиста, ако сте посматрали црвени џин голим оком као њен хелијум језгро обасја преко, упитно је да ли би уопште приметио.

Дакле, по људским стандардима, хелијум блиц је разочаравајуће ћорак да гледа. По галактичких стандардима, међутим, црвени џин је пуцао у срце. Нагли експанзија од главних резултата у хлађењу тако озбиљна да је то нешто попут почетка леденог доба. Хлађење је одмах доводи до знатно нижег притиска у шкољку хидроген-гори који окружује језгро, а самим тим и до поразна пада енергије. На временском року који је готово тренутан у односу на уобичајену временском року да звезде радити на (можда као мало као 10.000 година), пречника и сјај црвеног гиганта пасти на мање од 2% од својих бивших вредности. За звезда од масе нашег Сунца, резултат хелијума блица је колапс у једном орангеисх-жуте звезде са можда десет пута више од садашњег соларног пречника и 40 пута сјаја. То је сасвим ЦСМ.

Крај Сунца

Коначни 140 милиона година или тако Сунца живот ће бити веома компликовано. Након његовог колапса, као што је приказано на слици 1, Сунце ће се обновити као звезда са двоструким извором енергије: она ће имати густу (али не и електрон-дегенерик) језгро угљеник-кисеоника окружена гранате где хелијум гори у угљеник , а ван тога ће имати друга граната где водоник гори у хелијум. (Језгро кисеоника настаје спорим фузије угљеника и хелијума у ​​језгру површине. У тежим звезда, кисеоник се са своје стране осигурач са хелијумом да неон.) Хелиум фусион производи само 9% онолико енергије по килограму ас водоник фузија тако у енергетском смислу, Сунце и даље углавном водоника реактор. 90% од његовог сјаја и даље долази из сагоревања водоника.

Међутим, то је хелијум окружује језгро које тренутно диктира како ће Сунце се развија. Сунце више-мање понавља оно то као стари звезда главног низа, осим сада са угљен-хелијума мешавине у језгру него као хелијум-водоник мик. За време постиже релативну стабилност и одржава хидростатичком равнотежу у свом новом инкарнацији као “субгиант” звезда орангеисх-жута. Дакле, звезде у овој фази њиховог постојања се понекад каже да на “хелијума главном низу”. Од пролазног перспективе људског живота, субгиант Звездице изгледа довољно смирен: познати Бригхт Стар Арктурус, чија светлост је коришћена за отварање 1933 Цхицаго свјетског сајма, је таква звезда. То се није променило у било мерљив начин од изума телескопа.

Али високе температуре које су неопходне за одржавање хелијума паљење значи да је Сунце једино може снимити Хелиум један начин: веома брзо. Вруће Језгро диктира брзо водоник гори као добро. Када је био на нормалном главном низу, Сунчева светлост одржава релативно близу 1,0 Ло за око девет милијарди година пре него што осветљавањем око 2,7 Ло на крају. На хелијума главном низу, Сунчева светлост ће се одржати на око 45 Ло пре осветљавање на око 110 Ло на крају. Не тако импресивно као црвеног џина, али веома светао ипак.

Да одржи своју субгиант начин живота Сунце мора поцепати кроз горива у својој хелијума језгро 100 пута брже него што је са свог првобитног водоника сржи. Након само сто милиона година на хелијума главном низу, Сунце ће поново почети да се пење ка царству црвених дивова, и из истих разлога као и раније. Међутим, не постоји “Царбон Фласх” еквивалент хелијума блица који зауставио сунце први пут. Температура и притисак потребно да запали угљеник-угљеник фузију је превелика за сунце да се постигне без обзира на то колико компримовани њена основна постаје, тако да је угљен само нагомилава и постаје све гушћа. Тренд да се Сунце је показао на свом првом кругу као црвеног џина, када је језгро ломљеног белих патуљастих густине чак и спољних слојева куљаше на десетине милиона километара у пречнику, је сада незаустављив. Сунце постаје опет црвени џин, овај пут са максималном сјаја изнад 3.000 Ло. Њени спољашњи слој експлодира даље и даље према споља, изван орбите Јупитера, чак и његов електрон-дегенерик цоре брзо постаје све масовније и самим тим мање и гушћа.

И на крају дође дан када су два дијела компаније у. Последњим данима звезде су изузетно компликована, јер је хелијум-гори и гранате водоника-гори, не гори у истом брзином. Топлија, брже-гори хелијум љуска има тенденцију да се споља раси и преузме гранату водоник-гори, а када се то деси више нема хелијум оставио да гори, тако да је хелијум граната физзлес напоље. Али џиновска звезда брзо кува се више хелијума, који затим прикупља на белом патуљак језгра док се изненада плане у другом кругу-е хелијума паљења који је нешто као бебе верзије хелијум језгра блица. У разбуктавање ремети хелијума (искључује) водоник гори за кратко време, и тако то иде. На самом крају, Сунце ће буквално се кашаљ до смрти као више Игнитионс горива и давио офф фузије Гашење рип кроз атмосферу.

У четири или пет великих излива, распоређене око 100.000 година, осим, ​​спољни слојеви Сунца ће одвојити од језгра и да се потпуно одува. Они ће формирати огроман, шири оклоп око соларног система, и крећу ка споља да се поново међузвездани гас. Приближно 45% од Сунца масе ће побећи на овај начин. Преосталих 55% од Сунца масе се ускоро компримовани у бело-топло, ултра-густом језгру. Да би неко посматра Сунце издалека, Сунце ће се појавити на брзо пребацити боје из црвене у белу као гасном вела околног се подигне. (С “брзо”, наравно, мислим на временски период само неколико пута дуже од старости пирамида.)

Изложена површина Сеаринг сунчево језгро ће бити тако топло, барем 170.000 К °, да ће емитовати више рендген од видљиве светлости. (Пост-црвено-џиновске звезде најтоплијег звезде познате, изузев неутронске звезде.) Његова светлост ће бити сјајан 4.000: Ло. Сунце ће постати извор зрачења заиста галактичке раста, његова енергија осветљава бежећи гас око ње као велики неонски знак. Такви облаци су се зове планетарна маглина, које доводи у заблуду име, јер астрономи 18. века једва могао да их види са телескопима тог времена и мислили да су изгледали планете. Они су међу најлепших призора у астрономији. Фотографија на десној страни, маглине познате као НГЦ 6751, је једна од мојих омиљених. Свијетла тачка у центру је пост-црвено-гигант родитељ звезда.

Упадљиво је право звезда у тренутку одувао своје спољне слојеве који се могу видети голим оком. Ово је Мира је “Невероватно Један”, названа тако Араб астронома у средњем веку, јер Мира прилично чудно варира у распону од око 330 дана, од тога да је најсјајнија звезда у свом сазвежђу (Цетус, китова) у укупној невидљивости. Мира је једини класично зове звезда која се не види, много времена. Савремени инструменти откривају да Мира је веома превише продужена кеса дубоког-црвене гаса који није ни изблиза сферична и који, на 2.000 к °, је такође један од најбољих звезда познатих. Његова атмосфера пролази кроз сложене таласа и осцилација као нуклеарна спаљивања испод тога спуттерс и Гаспс. Стога, њена варијабилност. За слабим 500,000 година или мање Мира ће бити планетарна маглина.

Што се тиче Сун, без својих спољних слојева да се снабдевају са више водоника, може само одржавати прекрасан приказ свог маглине за неколико хиљада година, једва више од неколико потеза прстију од Галацтиц стандардима. У последњих талог горива на густом језгру ће коначно изгорети, а по први пут у више од дванаест милијарди година Сунце ће престати да производи енергију. Маглина ће разиђу и избледети. Сунце је постао бели патуљак, мало већи од
Земља већ 200.000 пута већу масу, а за милијарде година да се све то ће учинити полако се охлади.

Због своје огромне густине, време које је потребно белих патуљака да се охлади је толико велика да чак ни најстарији познати (скоро 12 милијарди година) имао времена да се охлади знатно испод 5000 К °. Ови веома стари “белих патуљака” могла би прецизније назвати “жућкасто-бели” збуњује, али у сваком случају, Млечни пут не садржи никакве “црне патуљака”. Свих десет милијарди или тако бела патуљка да је наша галаксија је произведена од Великог праска и даље сија, међутим, нејасно.