Hvad sker der med en stjerne, når brintet bliver helium?

1. Fusion af brint til helium

* Hovedsekvensen: En stjerne tilbringer størstedelen af ​​sit liv i en stabil tilstand kendt som hovedsekvensen. I løbet af dette trin smelter stjernens kerne hydrogenatomer ind i heliumatomer, hvilket frigiver enorme mængder energi i processen. Denne energi skaber det ydre tryk, der afbalancerer den indre kraft af tyngdekraften.

* Hydrogenudtømning: Når stjernen smelter sammen brint, falder mængden af ​​brint i kernen. Til sidst er kernen primært sammensat af helium.

2. Heliumkerne kontrakter og varmer op

* Gravitationskollaps: Uden brintfusion for at give udadvendt pres, begynder heliumkernen at trække sig sammen under sin egen tyngdekraft.

* Forøget temperatur: Denne sammentrækning øger temperaturen og densiteten af ​​kernen, hvilket gør den endnu varmere.

3. Stjernen udvides og bliver en rød kæmpe

* hydrogenfusion i shell: Den stigende kernetemperatur gør det muligt for brintfusion at begynde i en skal, der omgiver heliumkernen.

* udvidelse: Energien frigivet af denne skalfusion får stjernens ydre lag til at udvide dramatisk og omdanne stjernen til en rød kæmpe.

4. Heliumfusion begynder

* Triple-alpha-proces: Hvis kernen bliver varm nok (ca. 100 millioner grader celsius), kan heliumkerner (alfa-partikler) smelte sammen for at danne kulstof i en proces kaldet triple-alpha-processen.

* Yderligere udvidelse: Heliumfusion frigiver endnu mere energi end brintfusion, hvilket får stjernen til at udvide yderligere.

5. Stjernens fremtid afhænger af dens masse

* stjerner med lav masse: For stjerner, der er mindre end ca. 0,8 gange massen af ​​vores sol, vil kernen aldrig blive varm nok til at smelte helium. De vil til sidst kaste deres ydre lag og efterlade en hvid dværg, der primært er sammensat af kulstof og ilt.

* mellemmasse-stjerner: Stjerner som vores sol vil smelte helium til kulstof og ilt og kan endda smelte kulstof til tungere elementer. De vil derefter kaste deres ydre lag, danne en planetarisk tåge og efterlade en hvid dværg.

* stjerner med høj masse: Stjerner, der er mere massive end solen, vil smelte helium og tungere elementer og til sidst nå jern i deres kerner. De vil eksplodere som supernovaer og efterlader en neutronstjerne eller sort hul.

Nøgle takeaways:

* Hydrogen -fusion er den primære energikilde for en stjernes hovedsekvensliv.

* Når brint udtømmes i kernen, går stjernen ind i en ny fase og udvides og bliver en rød kæmpe.

* Heliumfusion begynder i kernen og frigiver endnu mere energi og udvides yderligere stjernen.

* Stjernens skæbne efter heliumfusion afhænger af dens oprindelige masse.