Načítám

Transkript

Už jsme mluvili o životním cyklu hvězd o zhruba stejné hmotnosti jako Slunce. V rámci tohoto videa chci mluvit o masivních (hmotnějších) hvězdách. Když mluvím o masivních hvězdách, pak mám na mysli hvězdy s hmotností více než devětkrát hmotnost Slunce. Hlavní myšlenka je úplně stejná, začneme opět s obrovským mrakem, především vodíku, a mrak musí být větší než mraky, které kondenzovaly, aby vznikly hvězdy, jako je naše Slunce. Začneme s tím, a nakonec to bude gravitace, co dá vše dohromady, a jádro bude dostatečně žhavé a husté, aby vodík začal fúzi (slučování jader). A nyní začíná fúze. Slučování jader vodíku. Jde o fúzi vodíku uprostřed, takže se zapálí a okolo je další materiál mraku, čili zbytek vodíku, který je nyní tak horký, že jde o opravdovou plazmu připomínající polévku elektronů a atomových jader na rozdíl od dobře vytvořených atomů, zejména blízko středu jádra. Nastává fúze vodíku, což jsme viděli při asi 10 milionech kelvinů. A aby to bylo jasné, protože hovoříme o masivních hvězdách, již v této fázi tam bude větší gravitační tlak, a to dokonce i v této fázi, během hlavní fáze tvorby hvězdy, protože je mnohem hmotnější, tedy hoří rychleji a za vyšší teploty. Teď to bude rychlejší a žhavější než při hmotnosti našeho Slunce. A i tato fáze se bude dít v mnohem kratší časové periodě než u hvězdy o hmotnosti našeho Slunce. Délka života našeho Slunce je odhadovaná na 10 nebo 11 miliard let, v tomto případě půjde o záležitost desítek miliónů let, tedy o tisíckrát kratší délku života. Každopádně, pojďme se zamyslet, co se stane, a podle tohoto vzoru se vše odehraje rychleji z důvodu většího tlaku, větší gravitace, vyšší teploty, ale stane se to v podstatě stejně jako to, co jsme viděli u hvězd o hmotnosti Slunce. Posléze vodík fúzuje do heliového jádra, které bude mít okolo sebe vodíkový obal, vlastně obal fúzujícího vodíku. Pak máte okolo zbytek hvězdy. Označím to. Právě tady je naše heliové jádro. A více helia se bude hromadit stejně během fúze vodíku, stejně jako u hvězdy hmotnosti našeho Slunce. Toto je v době, kdy se začíná stávat červeným obrem, protože jádro zhoustne natolik, že je produkováno více helia, a jak stále více houstne a stále vyšší gravitační tlak je zvenčí vyvíjen na tento vodíkový obal, kde stále dochází k fúzi, vede to k uvolnění většího množství vnější energie, která zvětší poloměr hvězdy. Ale pak, když se rychle přeneseme dále v tomto obecném ději, můžeme vidět, jak hvězda stále více nabývá na hmotnosti, v jádru se budou tvořit stále těžší prvky, takové prvky budou stále těžší, jak hvězda nabývá na hustotě, a nakonec se vznítí, tím podpoří jádro. Ale protože jádro samo o sobě je stále hustší a materiál je stále více vytlačován se stále větším množstvím energie... Ačkoliv, pokud hvězda je dostatečně hmotná, nebude to vytlačeno až tak daleko, jak abychom předpokládali u rudého obra u hvězdy podobné Slunci. Zamysleme se, jak tento model bude pokračovat. Nakonec se helium bude... Až bude dostatečně husté, zapálí se a bude fúzovat do uhlíku a bude formovat uhlíkové jádro. Toto je uhlíkové jádro, okolo něj máte heliové jádro a poblíž středu heliového jádra je obal, kde se helium slučuje a vzniká uhlík, což způsobuje, že uhlíkové jádro se stává hustší a žhavější, dále v tomto okolí dochází k fúzi vodíku a pak okolo tohoto máte zbytek hvězdy. A tak ten děj pokračuje, až se nakonec začne slučovat uhlík, a tak se formují stále těžší a těžší prvky. Tento obrázek poměrně zralé masivní hvězdy je získaný z Wikipedie. A tak se formují obaly stále těžších prvků a jádra stále těžších prvků, až se nakonec dostanete k železu. A zejména hovoříme o železe 56, železe s relativní atomovou hmotností 56. V periodické tabulce je 26 jeho atomové (protonové) číslo, říká, kolik obsahuje protonů. 56 znamená počet protonů a neutronů, ačkoliv to nemusí být vždy přesné. Důvod, proč v tomto bodě dochází k zastavení, je ten, že slučováním jader železa nemůžete dostat energii. Slučování železa do těžších prvků za železem vyžaduje další energii, musel by to být endotermický děj. Slučování železa by tedy nepodpořilo jádro. Aby to bylo jasnější, takto se vytvářejí těžší prvky. Začínáme s vodíkem. Vodík se slučuje do helia, helium do uhlíku a pak do dalších prvků v různých kombinacích. Nechci zacházet do velkých detailů, ale slučují se do těžších prvků: neon, kyslík a vidíte je tady napravo. Křemík... A to nejsou jediné prvky, které se tvoří, ale jsou jedny z hlavních prvků tvořících jádro. Stejnou cestou získáte i všechny ostatní, lithium, beryllium, bor. Všechny tyto prvky se budou tvořit. To je způsob, jakým se tvoří prvky před železem 56. Abychom byly přesní, je to také způsob, jakým se tvoří nikl 56. Bude tam také nikl 56, který má stejnou hmotnost jako železo 56, má pouze o dva neutrony méně a o dva protony navíc. Bude se tvořit také nikl 56, takže jádro může být nikloželezné. Ale jde o to, jak daleko může zajít hvězda, bez ohledu na svou hmotnost, tím, jak prochází tradiční fúzi (slučováním), tradičním mechanizmem spalování. Tady vás nyní zanechám, můžete přemýšlet o tom, co by se nyní mohlo dít dál, pokud v takové hvězdě nemůže docházet k dalšímu slučování. A uvidíme, že to bude supernova.