Hoe zien Hypergiant Stars eruit?

Het universum is gevuld met sterren van alle soorten en maten. De grootste die er zijn, worden "hypergiants" genoemd en ze verkleinen onze kleine zon. Niet alleen dat, maar sommige kunnen echt raar zijn.

Hypergianten zijn enorm helder en bevatten genoeg materiaal om miljoenen sterren te maken zoals de onze. Wanneer ze worden geboren, nemen ze al het beschikbare "sterrengeboorte" -materiaal in het gebied op en leven hun leven snel en heet. Hypergianten worden geboren via hetzelfde proces als andere sterren en stralen op dezelfde manier, maar verder zijn ze heel, heel anders dan hun kleinere broers en zussen. 

Leren over hypergiants

Hypergiantsterren werden eerst gescheiden van andere superreuzen geïdentificeerd omdat ze aanzienlijk helderder zijn; dat wil zeggen, ze hebben een grotere helderheid dan anderen. Onderzoek naar hun lichtopbrengst laat ook zien dat deze sterren heel snel massa verliezen. Dat "massaverlies" is een bepalend kenmerk van een hyperreus. De anderen omvatten hun temperaturen (zeer hoog) en hun massa's (tot vele malen de massa van de zon).

Creatie van Hypergiant Stars

Alle sterren vormen zich in wolken van gas en stof, ongeacht hun grootte. Het is een proces dat miljoenen jaren duurt, en uiteindelijk "gaat" de ster aan wanneer hij waterstof in zijn kern begint te smelten. Dat is wanneer het een periode in zijn evolutie ingaat die de hoofdreeks wordt genoemd. Deze term verwijst naar een grafiek van de evolutie van sterren die astronomen gebruiken om het leven van een ster te begrijpen.

Alle sterren brengen het grootste deel van hun leven door aan de hoofdreeks, waarbij ze geleidelijk waterstof versmelten. Hoe groter en massiever een ster, hoe sneller hij zijn brandstof verbruikt. Zodra de waterstofbrandstof in de kern van een ster is verdwenen, verlaat de ster in wezen de hoofdreeks en ontwikkelt zich tot een ander "type". Dat gebeurt met alle sterren. Het grote verschil komt aan het einde van het leven van een ster. En dat is afhankelijk van de massa. Sterren als de Zon eindigen hun leven als planetaire nevels en blazen hun massa de ruimte in in schalen van gas en stof.

Als we naar hypergianten en hun leven komen, worden dingen echt interessant. Hun dood kan behoorlijk geweldige catastrofes zijn. Zodra deze sterren met grote massa hun waterstof hebben uitgeput, breiden ze zich uit tot veel grotere superreuzen. De zon zal in de toekomst eigenlijk hetzelfde doen, maar op een veel kleinere schaal.

De dingen veranderen ook binnen deze sterren. De expansie wordt veroorzaakt wanneer de ster helium begint te fuseren tot koolstof en zuurstof. Dat warmt de binnenkant van de ster op, waardoor de buitenkant uiteindelijk opzwelt. Dit proces helpt hen te voorkomen dat ze in elkaar zakken, zelfs als ze opwarmen.

In het superreusstadium oscilleert een ster tussen verschillende toestanden. Het zal een tijdje een rode superreus zijn en wanneer het andere elementen in zijn kern begint te fuseren, kan het een blauwe superreus worden. BINNEN een dergelijke ster kan ook als een gele superreus verschijnen als deze overgaat. De verschillende kleuren zijn te wijten aan het feit dat de ster honderden keren groter wordt dan de straal van onze zon in de rode superreusfase, tot minder dan 25 zonnestralen in de blauwe superreusfase.

In deze superreusfasen verliezen dergelijke sterren vrij snel massa en zijn daarom vrij helder. Sommige superreuzen zijn helderder dan verwacht en astronomen hebben ze dieper bestudeerd. Het blijkt dat de hyperreuzen enkele van de meest massieve sterren zijn die ooit zijn gemeten en hun verouderingsproces is veel overdreven. 

Dat is het basisidee achter hoe een hypergiant oud wordt. Het meest intense proces wordt geleden door sterren die meer dan honderd keer de massa van onze zon zijn. De grootste is meer dan 265 keer zijn massa en ongelooflijk helder. Hun helderheid en andere kenmerken brachten astronomen ertoe deze opgeblazen sterren een nieuwe classificatie te geven: hypergiant. Het zijn in wezen superreuzen (rood, geel of blauw) met een zeer hoge massa en ook hoge massaverlies.

Detaillering van de laatste doodsstrijd van hypergianten

Vanwege hun hoge massa en helderheid, leven hypergiants slechts een paar miljoen jaar. Dat is een vrij korte levensduur voor een ster. Ter vergelijking, de zon zal ongeveer 10 miljard jaar leven. Hun korte levensduur betekent dat ze heel snel van babysterren naar waterstoffusie gaan, ze hun waterstof vrij snel uitputten en naar de superreusfase gaan lang voordat hun kleinere, minder massieve en ironisch langer levende broers en zussen (zoals de Zon).

Uiteindelijk zal de kern van de hyperreus zwaardere en zwaardere elementen versmelten totdat de kern grotendeels ijzer is. Op dat moment kost het meer energie om ijzer in een zwaarder element te smelten dan de kern beschikbaar heeft. Fusion stopt. De temperaturen en drukken in de kern die de rest van de ster vasthielden in wat "hydrostatisch evenwicht" wordt genoemd (met andere woorden, de naar buiten gerichte druk van de kern tegen de zware zwaartekracht van de lagen erboven) zijn niet langer voldoende om de de rest van de ster stort op zichzelf in. Dat evenwicht is verdwenen, en dat betekent dat het catastrofale tijd in de ster is.

Wat gebeurt er? Het stort in, catastrofaal. De instortende bovenlagen botsen met de kern, die uitzet. Alles kaatst vervolgens terug. Dat is wat we zien wanneer een supernova explodeert. In het geval van de hyperreus is de catastrofale dood niet alleen een supernova. Het wordt een hypernova. Sommigen theoretiseren zelfs dat in plaats van een typische Type II-supernova, iets genaamd een gamma-ray burst (GRB) zou gebeuren. Dat is een ongelooflijk sterke uitbarsting, explosieve omgevingsruimte met ongelooflijke hoeveelheden stellair puin en sterke straling. 

Wat blijft er achter? Het meest waarschijnlijke resultaat van een dergelijke catastrofale explosie is ofwel een zwart gat, of misschien een neutronenster of magnetar, allemaal omgeven door een schil van zich uitbreidend puin met vele, vele lichtjaren in doorsnede. Dat is het ultieme, rare einde voor een ster die snel leeft, jong sterft: hij laat een prachtige scène van vernietiging achter.

Uitgegeven door Carolyn Collins Petersen.