Τα αστέρια είναι τα πρώτα αντικείμενα που βλέπει κανείς όταν κοιτάζει τον νυχτερινό ουρανό. Ο αριθμός είναι πραγματικά τεράστιος, υπάρχουν δισεκατομμύρια. Ωστόσο στο μάτι μας είναι ορατά μόνο 3000.Όλα τα αστέρια που βλέπουμε ανήκουν στον γαλαξία μας.

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ;

Στην Αστρονομία γενικά αστέρας ονομάζεται το κάθε ουράνιο σώμα που διατηρεί όλες εκείνες τις ιδιότητες του δικού μας Ηλίου γύρω από τον οποίον περιστρέφεται η Γη. Συνεπώς όλοι οι αστέρες είναι Ήλιοι που βρίσκονται πολλά έτη φωτός μακρία από εμάς και σε αυτό οφείλεται το συγκριτικά μικρότερο μεγεθός τους σε σχέση με τον Ήλιο.

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ;

Κατά την Αστροφυσική ο κάθε αστέρας είναι ένα λαμπερό αέριο ουράνιο σώμα που παράγει ενέργεια από πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης που συμβαίνουν στον πυρήνα του.

ΑΠΟ ΤΙ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝΤΑΙ ΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ;

Σκόνη και αέριο. Από αυτά αποτελείται ο μεσοαστρικός χώρος και αυτά είναι τα αρχέγονα υλικά από τα οποία σχηματίζονται τελικά οι αστέρες. Όταν μιλάμε για αέριο εννοούμε :

υδρογόνο (74%)

ήλιο (24%)

άλλα βαρύτερα στοιχεία (2%).

Η σκόνη πιθανολογείται ότι αποτελείται από σωματίδια διάφορων στοιχείων, όπως γραφίτης, σίδηρος, πυρίτιο, παγοκρύσταλλοι κα.

Τα αστέρια γεννιούνται μέσα σε νεφελώματα. Νεφέλωμα είναι ένα διαστρικό σύννεφο σκόνης, υδρογόνου, ηλίου και άλλων ιονισμένων αερίων με μεγάλες διαστάσεις και μικρή πυκνότητα.

ΝΕΦΕΛΩΜΑΤΑ

→ Νεφέλωμα αετού 7.000 ετών φωτός στον αστερισμό Όφις.

ΝΕΦΕΛΩΜΑΤΑ

Το πλανητικό νεφέλωμα της Έλικας βρίσκεται στον αστερισμό του Υδροχόου και απέχει περίπου 700 έτη φωτός από τη Γη.

Νεφέλωμα Ροζέτας 5.000 έτη φωτός μακριά, και μπορεί να το δει κάποιος με ένα μικρό τηλεσκόπιο προς τον αστερισμό του Μονόκερου.

Η Κεφαλή του Αλόγου βρίσκεται στον αστερισμό του Ωρίωνα, περίπου 1.300 έτη φωτός μακριά από εμάς.

1) Όταν δύο ή περισσότερα νέφη συγκρούονται μεταξύ τους. Τότε, λόγω της σύγκρουσης τα νέφη συμπιέζονται και η πυκνότητά τους αυξάνει.

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΝΕΦΕΛΩΜΑΤΩΝ

2)Όταν κοντά σε κάποιο ή κάποια νέφη γίνεται έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς αστέρα. Σε μία τέτοια έκρηξη το μεγαλύτερο μέρος ενός αστεριού (ή και ολόκληρο το άστρο) διαλύεται και η ύλη του εκσφενδονίζεται βίαια στο διάστημα. Το κύμα αυτής της έκρηξης συμπιέζει τα γειτονικά νέφη και δίνει το έναυσμα για τη βαρυτική συστολή.

3) Όταν στην περιοχή των νεφών έχουν ήδη σχηματισθεί νέα μεγάλα άστρα. Αυτά τα άστρα εκπέμπουν τεράστια ποσά ακτινοβολίας, η πίεση της οποίας πάνω στην ύλη των γειτονικών νεφών μπορεί να τα συμπιέσει.

Ο σημαντικότερος όμως τρόπος σχηματισμού αστεριών στο Γαλαξία μας είναι τα "σπειροειδή κύματα πυκνότητας". Καθώς αυτά τα κύματα περιφέρονται δια μέσου της μεσοαστρικής ύλης με διαφορετική γωνιακή ταχύτητα από αυτή, συμπιέζουν όσα νέφη συναντούν και προκαλούν τη δημιουργία αστεριών .Όταν το υλικό μέσα σε ένα διαγαλαξιακό νεφέλωμα φθάσει σε μια συγκεκριμένη πυκνότητα, τότε οι ισχυρές δυνάμεις της βαρύτητας το αναγκάζουν να καταρρεύσει προς το εσωτερικό του.

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΝΕΦΕΛΩΜΑΤΩΝ

Βαρυτική κατάρρευση αστρικών νεφών

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΝΕΦΕΛΩΜΑΤΩΝ

Αύξηση πυκνότητας τους

Συστολή και περιστροφή

↓

↓

↓

Δημιουργία πρωτοαστέρα Ερευνητές του Πανεπιστημίου Λέιντεν στην Ολλανδία χρησιμοποιώντας το διαστημικό παρατηρητήριο Herschel εντόπισαν έναν πρωτοαστέρα (νεογέννητο άστρο) σε απόσταση 750 ετών φωτός από τη Γη στον αστερισμό του Περσέα. Το άστρο, που έχει ηλικία μόλις 100.000 ετών, εξακολουθεί να περιβάλλεται από το νέφος αερίων και σκόνης μέσα στο οποίο δημιουργήθηκε.

Συνεχής συστολή πρωτοαστέρα

Η ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΝΕΟΥ ΑΣΤΕΡΑ

Αύξηση πίεσης και θερμοκρασίας στο εσωτερικό του

Πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης υδρογόνου σε ήλιο στους 106 Κ

Η γέννηση ενός άστρου

↓

↓

↓

Εσωτερική πίεση ίση με βαρυτική κατάρρευση

ΑΣΤΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ

Το αστέρι μεγαλώνει και δηλαδή αποκτά όλο και μεγαλύτερη μάζα στροβιλιζόμενων αερίων και αστρικής σκόνης.

ΚΥΡΙΑ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ

Μόλις φτάσει δέκα εκατομμύρια βαθμούς, το υδρογόνο πιάνει φωτιά! Αυτήν την στιγμή, αμέσως μόλις το υδρογόνο αρχίσει να καίγεται, ο αστέρας μας ενηλικιώνεται και μπαίνει στην ¨Κύρια Ακολουθία¨.

Κύρια Ακολουθία ονομάζεται ένας κλάδος στο σχεδιάγραμμα H-R (Hertzsprung-Russel) στο οποίο απεικονίζονται όλα τα αστέρια σε συγκεκριμένες θέσεις, ανάλογα με το πόσο λαμπερά είναι ή τι χρώμα έχουν. Σε όλη τη διάρκεια της ενήλικης ζωής τους τα αστέρια παραμένουν στην Κύρια Ακολουθία, στην ίδια θέση με αυτήν που είχαν όταν πρωτοξεκίνησαν να καίνε το υδρογόνο στον πυρήνα τους.

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ H-R

Ένα εύρος θερμοκρασιών το οποίο μπορούμε με ασφάλεια να πούμε ότι καλύπτει σχεδόν όλα τα άστρα είναι από 3000Κ βαθμούς μέχρι 25000Κ

. Όσο πιο θερμό είναι τώρα ένα αστέρι, τόσο πιο μπλε είναι, ενώ όσο πιο ψυχρό, τόσο πιο κόκκινο. Ενδιάμεσα υπάρχουν κι άλλα χρώματα, όπως λευκό, κίτρινο και πορτοκαλί.

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ H-R

Η αρχική μάζα ενός αστέρα είναι καθοριστική για την εξέλιξη του.

► Αστέρες μεγάλης μάζας → διαρκούν λίγες χιλιάδες χρόνια με πολύ βίαιο τέλος.

► Αστέρες μικρής μάζας → αμετάβλητοι για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΜΑΖΑΣ

Υπάρχουν αστέρες 5 ηλιακών μαζών ή αστέρες 0,3 ηλιακών μαζών. Οι μεγαλύτεροι αστέρες που έχουν παρατηρηθεί, φτάνουν τις 100 ηλιακές μάζες, ενώ οι μικρότεροι έχουν μάζες ίσες με το 1/10 της ηλιακής.

Η δεύτερη φάση της ζωής ενός αστέρα, η φάση κύριας ακολουθίας, είναι η περίοδος της ζωής του που έχει τη μεγαλύτερη διάρκεια. Το χαρακτηριστικό της φάσης αυτής είναι η «καύση» του υδρογόνου σε ήλιο στον πυρήνα του αστέρα.

ΔΕΥΤΕΡΗ ΦΑΣΗ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΣ

Η Τρίτη αυτή φάση αποτελεί το πιο σύντομο στάδιο της ζωής του αστέρα. Με την εξάντληση του υδρογόνου, η ισορροπία του καταστρέφεται. Ο πυρήνας αρχίζει πάλι να συστέλλεται λόγω βαρύτητας, η θερμοκρασία του ανεβαίνει κι όταν φτάσει περίπου στους 108 Κ, αρχίζει η πυρηνική καύση του ηλίου σε άνθρακα που προκαλεί δραματική διαστολή του αστέρα.

ΦΑΣΗ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ

↓

Πτώση θερμοκρασίας και μετατόπιση φάσματος ακτινοβολίας προς το ερυθρό

↓Ερυθρός γίγαντας

Αν ο αστέρας έχει μάζα πολύ μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλίου, μετά την εξάντληση του στοιχείου ηλίου, ο πυρήνας συστέλλεται εκ νέου λόγω βαρύτητας, η θερμοκρασία του ανεβαίνει στους 109Κ οπότε αρχίζει η πυρηνική καύση του άνθρακα με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται ακόμα μεγαλύτερη ενέργεια. Ο αστέρας διαστέλλεται και παίρνει τρομακτικές διαστάσεις.

ΦΑΣΗ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΑΚΟΛΟΥΘΙΑ

↓Ερυθρός υπεργίγαντας

Το τελικό στάδιο είναι αβέβαιο και εξαρτάται από τη μάζα του αστέρα.

ΤΕΛΙΚΑ ΣΤΑΔΙΑ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

Β) Αστέρες Νετρονίων

ΤΕΛΙΚΑ ΣΤΑΔΙΑ ΕΞΕΛΙΞΗΣ

Α) Λευκοί Νάνοι Γ) Μελανές Οπές

Στους αστέρες με μάζα περίπου ίση με του ήλιου όταν εξαντληθεί το ήλιο, ο πυρήνας του αστέρα που αποτελείται τώρα από άνθρακα συρρικνώνεται πάλι λόγω βαρύτητας. Η μάζα όμως το αστέρα είναι σχετικά μικρή.

ΛΕΥΚΟΙ ΝΑΝΟΙ

Ανίσχυρες βαρυτικές δυνάμεις, μικρή θερμοκρασια και πίεση→ πλήρης ιονισμός

Τα ελεύθερα πλέον ηλεκτρόνια σχηματίζουν ένα νέφος, που αναπτύσσει ισχυρή εσωτερική πίεση στον πυρήνα του αστέρα. Η πίεση του νέφους των ηλεκτρονίων αντισταθμίζει τη βαρυτική συστολή κι έτσι ο αστέρας ισορροπεί.

Στο εσωτερικό του λευκού νάνου δε συμβαίνουν πια θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Αυτός αποτελείται κυρίως από άνθρακα με κρυσταλλική δομή και συνεχίζει να εκπέμπει ακτινοβολία από την εσωτερική ενέργεια που περιέχει.

ΛΕΥΚΟΙ ΝΑΝΟΙ

Επειδή δεν έχει πηγές ενέργειας ο λευκός νάνος σταδιακά ψύχεται, η ακτινοβολία που εκπέμπει μειώνεται και τελικά μετατρέπεται σε έναν καστανό και στη συνέχεια σε μαύρο νάνο.

Οι αστέρες των οποίων οι μάζες κυμαίνονται από 5 ως 10 ηλιακές μάζες περνάνε από τη φάση του ερυθρού γίγαντα 2 φορές. Αυτό γίνεται με τις διαδοχικές πυροδοτήσεις της πυρηνικής καύσης του ηλίου και του άνθρακα. Μετά από μία βίαιη έκρηξη που ονομάζεται έκρηξη υπερκαινοφανούς αστέρα (supernova), καταλήγουν σε αστέρες νετρονίων. Οι τελευταίοι αποτελούνται κατά κύριο λόγο από νετρόνια. Έχουν εξαιρετικά μεγάλη πυκνότητα και η διάμετρος τους είναι μόλις περί τα 10 Km. Οι αστέρες νετρονίων εμφανίζουν πολύ ισχυρό βαρυτικό και μαγνητικό πεδίο.

ΑΣΤΕΡΕΣ ΝΕΤΡΟΝΙΩΝ

SUPERNOVA

Στους αστέρες μεγάλης μάζας – πάνω από 20 ηλιακές μάζες – η πίεση του νετρονικού νέφους δεν είναι ικανή να ανακόψει τη βαρυτική κατάρρευση του πυρήνας τους. Οι αστέρες αυτοί αφού περάσουν από το στάδιο του υπεργίγαντα, μετά την έκρηξη του υπερκαινοφανούς καταλήγουν σε μελανές οπές – μαύρες τρύπες.

ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ

Πρόκειται για αντικείμενα των οποίων η πυκνότητα θεωρητικά τελειώνει στο άπειρο και γνωστές υλικές δομές καταστρέφονται. Οι μαύρες τρύπες είναι μια αινιγματική κατάσταση του χώρου και του χρόνου. Το βαρυτικό πεδίο κοντά σ ’αυτές είναι τόσο ισχυρό ώστε δε μπορεί να διαφύγει ούτε το φως. Για το λόγο αυτό οι μελανές οπές δεν είναι άμεσα ορατές.

ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ