openscience

Στο προηγούμενο επεισόδιο είχαμε αφήσει το αστέρι μας να αποτελείται από έναν αδρανή πυρήνα άνθρακα, ενώ καίει παράλληλα στο εξωτερικά του τοιχώματα ήλιο και υδρογόνο. Έχει πλέον μετατραπεί σε ερυθρό υπεργίγαντα και καταναλώνει αλόγιστα και ασταμάτητα τεράστια ποσά ενέργειας. Και βρισκόμαστε τώρα στο κρίσιμο ερώτημα: Πώς θα προχωρήσει ο αστέρας; Θα εκραγεί; Ή θα σβήσει; Για άλλη μια φορά η μάζα του θα δείξει τον δρόμο που θα ακολουθήσει το αστέρι.

Το σιωπηλό σβήσιμο…

Ας φανταστούμε ένα αστέρι σαν τον ήλιο μας. Σ’ αυτήν την περίπτωση το πιθανότερο είναι τα εξωτερικά τοιχώματα του αστεριού είναι σχετικά ψυχρά (ψυχρά όταν λέμε εννοούμε σε σχέση με τον πυρήνα που η θερμοκρασία του αγγίζει τα εκατό εκατομμύρια βαθμούς) και διαστέλλονται, κάτι που τα κάνει να κρυώνουν ακόμα πιο πολύ. Σαν αποτέλεσμα απομακρύνονται πολύ από τον πυρήνα και τελικά αποβάλλονται από αυτόν, σχηματίζοντας ένα νεφέλωμα.

Ο ζεστός πυρήνας επομένως μένει μόνος του αντιμέτωπος με την φοβερή βαρύτητα που συνεχώς τον αναγκάζει να συστέλλεται. Εφόσον όμως η πίεση που δημιουργείται από την συνεχόμενη συστολή δεν καταφέρνει να ανεβάσει την θερμοκρασία πάνω από το ένα δισεκατομμύριο βαθμούς, τότε τίποτα δεν μπορεί να σταματήσει την βαρύτητα… Κι έτσι ο αστέρας συμπιέζεται ως εκεί που δεν πάει άλλο. Κάποια στιγμή η εσωτερική πίεση τελικά σταματάει την συστολή, αλλά ο αστέρας έχει μετατραπεί σε ένα λευκό νάνο.

Οι λευκοί νάνοι

Σ’ αυτά τα άστρα που ονομάζονται λευκοί νάνοι οι πυρηνικές αντιδράσεις έχουν σταματήσει, αυτά όμως ακτινοβολούν εξαιτίας της υψηλής τους θερμοκρασίας. Η λαμπρότητα όμως και η θερμοκρασία τους συνεχώς μειώνονται, καθώς το αστέρι ψύχεται και έρχεται σιγά – σιγά σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον του. Ο χρόνος που παίρνει ένας λευκός νάνος για να κρυώσει είναι μερικές δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια – χρόνος που ξεπερνάει την ηλικία του σύμπαντος!

Ο αστέρας δηλαδή θα μπορούσαμε να πούμε ότι όσο ήταν ερυθρός γίγαντας σπατάλησε με τεράστιους ρυθμούς όλο του το ενεργειακό απόθεμα και τώρα πια, σε αυτήν την φάση έχει μετατραπεί σε Σκρουτζ και ξοδεύει ενέργεια με το σταγονόμετρο. Εδώ όμως πρέπει να τονίσουμε ότι ο αστέρας ως γίγαντας εξελίσσεται ακόμα και εξακολουθεί να παράγει ενέργεια, ενώ ο λευκός νάνος δεν παράγει ενέργεια και φυσικά η αστρική εξέλιξή του έχει σταματήσει.

Η πυκνότητα ενός λευκού νάνου είναι τεράστια. Μπορεί να έχει διαστάσεις σαν αυτές της Γης, αλλά σε ένα τέτοιο όγκο να συγκεντρώνει μάζα σαν τη μισή μάζα του ήλιου ή και περισσότερη, καθώς η πορεία που περιγράψαμε μέχρι εδώ είναι η μοίρα που περιμένει υπό κανονικές συνθήκες αστέρια που έχουν μέχρι και 8 φορές τη μάζα του ήλιου. Αν υποθέσουμε ότι συγκεντρώνει σε διαστάσεις Γης τη μισή μάζα του ήλιου, τότε η πυκνότητά του αγγίζει τα 1 000 000 γραμμάρια ανά τετραγωνικό εκατοστό! ! !

Οι μαύροι νάνοι

Όταν ο λευκός νάνος χάσει όλη του την θερμική ενέργεια και σταματήσει να ακτινοβολεί, τότε θεωρητικά θα μετατραπεί σε μαύρο νάνο, δηλαδή ένα ουράνιο αντικείμενο που έχει χάσει την λάμψη του. Αφού βέβαια δεν ακτινοβολεί, είναι αδύνατο να το δούμε με τηλεσκόπιο. Καταλαβαίνουμε όμως ότι από την στιγμή που ένας λευκός νάνος κάνει περισσότερο χρόνο για να σβήσει από την ηλικία του σύμπαντος, τότε ακόμα δεν έχει παραχθεί κανένας λευκός νάνος μέχρι σήμερα.

Τι γίνεται τώρα αν το αστέρι έχει μάζα πολύ μεγαλύτερη από την μάζα του ήλιου μας; Η απάντηση… στο επόμενο επεισόδιο! Σημείωση: Δεν πρέπει να συγχέουμε τους λευκούς και τους μαύρους νάνους με τους καστανούς. Οι καστανοί νάνοι δεν είναι ούτε αστέρες ούτε πλανήτες. Είναι ουράνια σώματα που ξεκίνησαν να γίνουν αστέρες, πέρασαν από την φάση των πρωτοαστέρων, αλλά τελικά δεν κατάφεραν να … πάρουν φωτιά, δηλαδή δεν κατάφεραν να ξεκινήσουν οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στον πυρήνα τους, ή ξεκίνησαν για λίγο και σταμάτησαν επειδή δεν κατάφεραν να φτάσουν σε μια σταθερή κατάσταση. Ακτινοβολούν λίγο εξαιτίας της θερμοκρασίας τους.