Source: http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/The%20Website/end.html
Helijuma blic
Početak kraja za crveni gigant mase našeg Sunca javlja iznenada. Kao helijum “pepeo” i dalje gomilaju u njegovom centru, veći dio njih okrenuti elektron-degenerik. To je čudan paradoks: iako je vanjski sloj crvenog giganta zvjezdicom su širi u veliku, ali slabu oblak, svoje unutrašnje jezgro je ugovaranje dole da formira sahranjen beli patuljak. Temperatura i pritisak u jezgru Sunca će skočiti do 10 puta svoje trenutne vrijednosti. I otprilike 1,2 milijarde godina nakon što napusti glavnog niza, na vrhuncu svoje slave kao crveni gigant, centar helijuma jezgra Sunce će postati dovoljno masivan, gusta, i topla da se nešto neverovatno će se desiti: u roku od nekoliko minuta, on će zapaliti i izgorjeti.
Kada je temperatura u središtu dostiže oko 100 miliona stepeni, helijuma će početi da spoji u ugljen od reakcija poznata kao proces triple-alfa, jer pretvara tri helijum jezgre u jednu atoma ugljenika. To stvara veliku topline. Međutim, za razliku od kada je Sunce bio mlad i svoje osnovne sadrži normalne stvari, dodajući više topline u elektron-degenerik helijum ne uzrokuje to da se proširi i cool. Kao što sam napomenuo, kada sam se raspravlja kvantne mehanike, elektron-degenerik materija ponaša više kao tečnost od gas kad je zagrijavanje: njegova temperatura brzo raste, ali to ne proširi. Drugim riječima, mehanizam samoregulacije koji drži glavni-sekvenca zvezdica tako stabilan (hidrostatički ravnoteže) je isključen u elektron-degenerik stvar. Ako ste dodali topline u beli patuljak, to postaje sve toplije.
Kao što se događa, proces triple-alfa je izuzetno visoko ovisi o temperaturi: udvostručenje temperature reakcije uzrokuje da radi oko bilion puta brže! Dakle, kao spajanje helijuma zagrijava jezgru, koja ne može da se proširi na ohladi, povećana temperatura uzrokuje helijuma Fusion iznenada nastavi milijune puta brže, što vrlo brzo grije jezgru još više, što dovodi do toga da helijuma da spoji način , način brže. . .
Ukratko, centru helijuma jezgra eksplodira. Oko 6% elektrona-degenerik helijum core, koji je do sada teži oko 40% od solarne mase, se spajaju u ugljen u roku od nekoliko minuta. (To odgovara gori oko deset Zemlja mase helija u sekundi, ako drže rezultat.) Iz očiglednih razloga, astronomi nazivaju ovo helijuma blic. U približno vrijeme koje je potrebno da nazdravim pecivo, blic ispuštanja energije koliko naše trenutne Sunce stvara u 200 miliona godina. Na vrhuncu blica, Sunčeve jezgre će vrlo kratko jednak kombinovani sjaj svih zvezda u galaksiji! Moglo bi se zamisliti da je požar ove veličine bi imati dramatičan utjecaj na crvenog diva – i to radi, na neki način, ali ni približno tako naglo ili nasilno kao što mislite.
To je zato što smo skloni podcijeniti gravitacije. U odnosu na zastrašujuće moć nuklearnog naoružanja, energiju koju pada nekoliko kamenja ne izgleda impresivno. Ali, u stvari, gravitaciono energija izuzetno guste, izuzetno velike mase je zapanjujuće – to je samo naše ljudske predrasude, koje proizlaze iz činjenice da živimo na slabašan šljunak koji nije ni masivna ni gusta, što nas čini da na neki drugi način.
Pretpostavimo da ne uzeti Zemlju kao primjer velike, guste objekata, iako se radi o gusta kao pamuk bombona u odnosu na beli patuljak. Napuhati Zemlji dva puta svoje veličine – to jest, da se ukine mase Zemlje protiv vlastite gravitacije do njegovog radijus je dvostruko – zahtijeva sve solarne energije pada na površinu Zemlje (samo 185000000000 megavata) za narednu 13 miliona godina!
Tokom helijum blic, zvezda je degenerik jezgra se grije tako intenzivno da je konačno “isparava”, da se tako izrazim. To je, pojedinačne jezgre početi kreće tako brzo da se mogu “proključa away” i pobjeći ga. Jezgra se vraća nazad u (spektakularno gusti) normalan gas, i snažno širi. Ogromna gravitacione energije potrebne za proširenje 100.000 Zemlju mase od degeneracije i do nekoliko puta njihov originalni volumen je u rangu sa energijom oslobađanje helijuma flash. Ili drugim riječima, skoro sva energija blica se apsorbuje Titanic dizanje tegova potrebno podići jezgro iz svojih bijelo-patuljak stanju. U suštini niko od energije dolazi do površine crvenog giganta, i zaista, ako ste posmatrali crvenog diva sa svojim golim okom kao helijum core blesnuo više, pitanje je da li bi išta primjetiti na sve.
Dakle, po ljudskim standardima, helijum blic je razočaravajuće dud gledati. Do galaktičke standarda, međutim, crveni gigant je pogođen u srce. Iznenadni proširenje osnovne rezultate u rashladnim tako teške da je to nešto kao početak jednog ledenog doba. Hlađenje odmah dovodi do znatno niži tlak u ljusci vodonik-gori koja okružuje jezgru, a samim tim i do kobne pad proizvodnje energije. Na vremenski okvir koji je gotovo trenutnu u odnosu na uobičajene kronologije koji stars rade na (možda kao mali kao 10.000 godina), promjer i sjaj crvenog diva pasti na manje od 2% od svoje bivše vrijednosti. Za zvezdica mase našeg Sunca, rezultat helijuma blic je kolaps u jedan orangeish-žuta zvijezda s možda deset puta trenutnu solarne promjera i 40 puta sjaja. To je prilično Comedown.
Kraj Sunca
Konačna 140 miliona godina ili tako Sunca život će biti vrlo komplikovano. Nakon kolapsa, kao što je prikazano na slici 1, Sunce će se obnoviti kao zvijezda s dvostrukim izvor energije: to će imati gust (ali ne i elektron-degenerik) ugljen-kisik jezgra okružena granate u kojoj se helijum gori u ugljen , i izvan da će imati još jednu ljusku u kojoj je vodik gori u helijum. (Osnovni kisika nastaje sporo fuzije između ugljika i helija na površini jezgre. U teži zvezde, kisika može zauzvrat osigurač sa helijem da neon.) Helij fuzija proizvodi samo 9% više energije po kilogramu kao hidrogen fuzija , tako da energija-mudar, Sunce je i dalje uglavnom vodik reaktor. 90% svog sjaja i dalje dolazi od spaljivanja vodika.
Međutim, to je helijum okružuje jezgru koja sada diktira kako će Sunce evoluirati. The Sun više-ili-manje ponavlja ono što je učinio kao starenje glavni-sekvenca zvijezda, osim sada s ugljen-helijum mix u jezgru, a ne helij-vodonik mix. Za vrijeme ostvaruje relativnu stabilnost i održava hidrostatski ravnoteže u svojoj novoj inkarnaciji kao orangeish-žute “subgiant” zvijezda. Tako je, glumi u ovoj fazi svog postojanja ponekad kaže da na “helijuma glavnog niza”. Iz prolazne perspektive ljudskog života, subgiant zvezdica čini dovoljno mirni: poznate Bright Star Arcturus, čije svjetlo je koriste za otvaranje Chicagu Svjetskom sajmu 1933. godine, je takva zvijezda. To se nije promijenila ni na koji mjerljiv način od pronalaska teleskopa.
Ali visoke temperature potrebne za održavanje helijum spaljivanje znači da je Sunce samo da spali helij na jedan način: vrlo brzo. Vruće core diktira brzo vodik gori kao dobro. Kada je bio na normalan glavnog niza, Sunca sjaj održana prilično blizu 1,0 Lo za oko devet milijardi godina prije nego što osvetljavanjem oko 2,7 Lo na kraju. Na glavnoj sekvenci helijuma, Sunca sjaj će se održati na oko 45 Lo prije osvetljavanjem oko 110 Lo na kraju. Nije tako impresivno kao crveni gigant, ali vrlo svijetao ipak.
Da održi svoju subgiant način života Sunca mora suza kroz goriva u helijum core 100 puta brže nego što je to učinio sa svojim originalnim vodika jezgre. Nakon samo sto miliona godina na glavnoj sekvenci helijuma, Sunce će opet početi da se penje ka carstvo crvenih divova, i iz istih razloga kao što je ranije. Ali nema “carbon flash” ekvivalent helijuma blic koji je zaustavio Sunce prvi put. Temperatura i tlak potreban da se zapali ugljik-ugljik fuzija je prevelika za Sun da se postigne bez obzira na to koliko komprimirani svoje osnovne postaje, tako da je ugljen samo akumulira i postaje sve gušći. Trend da je Sunce pokazao na prvoj vožnji kao crveni gigant, kada je svoje osnovne slomljena na beli patuljak gustoće i kao vanjski slojevi se dize na desetine miliona kilometara u promjeru, je sada nezaustavljiv. Sunce postaje ponovo crveni gigant, ovaj put s vrha sjaj iznad 3.000 Lo. Njegov vanjski slojevi raznese sve dalje i dalje prema vani, izvan orbite Jupitera, čak i kao elektron-degenerik core brzo raste više masivnih i stoga manje i gušće.
I na kraju dođe dan kada su dva dijela kompanije. Konačni dani zvezda su izuzetno komplikovana, jer je helij-spaljivanje i školjke hidrogen-gori ne spali po istoj stopi. U toplije, brže-gori helijum školjka ima tendenciju da se trkaju vani i prestići ljuske vodonik-gori, a kada se to desi više nema helija ostavio da gori, tako da je helij granata nostavno ponestane. Ali gigant zvijezda brzo kuva više helija, koji zatim prikuplja na bijelo-patuljak core dok se iznenada rakete se u beg helijum paljenje to je nešto kao beba verziju helijuma jezgra flash. helijum rasplamsavanje remeti (isključuje) vodik gori za kratko vrijeme, i tako to ide. Na samom kraju, Sunce će doslovno kašalj sebe do smrti kao više paljenja goriva i gušio-off fuzija Gašenje rip kroz atmosferu.
U četiri ili pet ogromne rafala, razdvojenih otprilike 100.000 godina, spoljašnji slojevi Sunca će odvojiti od jezgre i biti potpuno oduševljeni. Oni će formirati ogroman, širi ljuske oko Sunčevog sistema, i kreću prema van da se vrati na međuzvezdanog gasa. Oko 45% od mase Sunca će pobjeći na ovaj način. Preostalih 55% od mase Sunca se uskoro komprimirani u usijane, ultra-gustu jezgru. Da bi neko posmatra Sunce iz daleka, Sunce se čini da se brzo prebaciti boje od crvene do bijele kao plinovitih veo oko njega je podignuta. (Pod “brzo”, naravno, mislim na vremenski raspon samo nekoliko puta duže od starosti piramida.)
Izložena površina vreline jezgra sunca će biti tako vruće, najmanje 170.000 K °, da će davati više x-zrake od vidljive svjetlosti. (Post-crveno-gigant zvijezde su najtopliji zvezdica poznato, osim neutronske zvijezde.) Njegova sjaja će biti sjajan 4.000 Lo. Sunce će postale zračenja izvor uistinu galaktičke rasta, energije rasvjetljavanju ovog curenja gasa oko njega kao veliki neonski znak. Takvi oblaci se zovu planetarna maglina, pogrešnu ime, jer astronomi 18. stoljeća jedva mogao vidjeti sa teleskopima vremena i mislio da su izgledali kao planeta. Oni su među najljepše znamenitosti u astronomiji. Na fotografiji desno, magline poznat kao NGC 6751, je jedan od mojih omiljenih. U svijetla tačka u centru je post-crveno-gigant matične zvezde.
Neobično, postoji pravo zvijezda u trenutku ispalio svoje spoljne slojeve koji se može vidjeti golim okom. Ovo je Mira, u “Amazing One”, tako se zove arapski astronomi u srednjem vijeku, jer Mira stihijski varira preko raspona od oko 330 dana od toga da je najsjajnija zvijezda u konstelaciji (Cetus, the Whale) na ukupno nevidljivosti. Mira je jedini klasično zove zvijezda koje ne možete vidjeti, mnogo vremena. Moderni instrumenti otkrivaju da Mira je znatno više-proširene torba duboko crvene plin koji nije ni izbliza sferne i koji, na 2.000 K °, je također jedan od najboljih komentara poznat. Njegova atmosfera prolazi kroz složen talasanje i oscilacije kao nuklearni spaljivanje ispod sputters i uzdahe. Dakle, njegove varijabilnosti. U tričavih 500.000 godina ili manje, Mira će biti planetarna maglina.
Što se tiče Sunca, bez njegove spoljne slojeve da ga snabdeva više vodika, može održavati samo prekrasna prikaz svojih Nebula za nekoliko tisuća godina, jedva više od ugriz na prstima od galaktičkih standardima. Posljednji talog goriva na gustu jezgru konačno izgore, i po prvi put u više od 12000000000 godina Sunce će prestati proizvoditi energiju. Magline će se raziđu i nestati. The Sun je postao bijeli patuljak, malo veći od
Zemlju, ali 200.000 puta masivnija, i milijardama godina koje dolaze sve što će učiniti je polako ohladi.
Zbog svoje ogromne gustine, vrijeme potrebno belih patuljaka da se ohladi je tako velika da ni najstariji poznati (skoro 12 milijardi godina) imali vremena da se ohladi daleko ispod 5000 K °. Ovi vrlo stara “belih patuljaka” bi možda preciznije nazvati “žućkasto-bijele” patuljci, ali u svakom slučaju, Mliječni put ne sadrži nikakve “crne patuljaka”. Sve od deset milijardi KM ili tako bijeli patuljak komentara da je naša galaksija je proizveo od Velikog praska i dalje sija, međutim, nejasno.
