Ce este o gigantă roșie?

publicat de Florin Mitrea
269 vizualizări
Steaua VX Sagittarii

O gigantă roșie este o stea pe moarte, aflată în ultimele stadii ale evoluției stelare. În aproximativ cinci miliarde de ani, propriul nostru soare va deveni o gigantă roșie, se va extinde și va înghiți partea interioară a Sistemului Solar – posibil chiar și Pământul.

Formarea unei gigante roșii

Cea mai mare parte a stelelor din univers sunt stele de secvență principală, adică ele convertesc hidrogenul în heliu prin fuziune nucleară.

În decursul vieții sale ”normale”, presiunea din interiorul stelei se află în echilibru cu forța exercitată de atracția gravitațională. Însă, după ce fuziunea din miezul stelei se oprește, gravitația preia controlul și începe să comprime steaua.

Acest fapt face ca temperatura din interiorul stelei să crească și să aprindă învelișul de hidrogen din jurul nucleului inert. Între timp, nucleul de heliu continuă să se contracte și să crească în temperatură, ceea ce duce la o rată de generare a energiei crescută în învelișul de hidrogen, care face ca steaua să se extindă foarte mult și să crească în luminozitate – steaua devine o gigantă roșie.

Gigantele roșii variază de la 100 de milioane până la un miliard de kilometri în diametru – de 100 până la 1.000 de ori mai mari decât este soarele nostru astăzi. Deoarece energia acestor stele este distribuită pe o suprafață atât de mare, temperaturile de la suprafața lor sunt relativ scăzute, de numai 2.200-3.200 grade Celsius – jumătate din temperatura de la suprafața Soarelui. Această modificare a temperaturii face ca stele să emită lumină cu lungimi de undă din partea roșie a spectrului, de unde și denumirea de ”gigante roșii”, deși, de obicei, ele sunt ceva mai portocalii la culoare.

Totuși, temperaturile din nucleul gigantelor roșii continuă să crească pe măsură ce acesta se contractă, atingând niveluri la care atomii de heliu fuzionează pentru a forma carbon. Dacă steaua este de cel puțin de 2,2 ori mai mare decât Soarele, transformarea heliului în carbon este un proces gradual. Însă în cazul stelelor mai mici, procesul are loc sub forma unei explozii.

În cele din urmă, heliul din nucleu se epuizează, iar fuziunea încetează. Nucleul se micșorează din nou, iar învelișul de heliu din jurul său se aprinde, așa cum s-a întâmplat cu hidrogenul la scurt timp după ce steaua și-a ars depozitele de combustibil inițial.

Această ardere face ca straturile exterioare ale gigantei să se extindă și mai mult, însă nucleul său continuă să se prăbușească în el însuși. În final, steaua devine incredibil de compactă, transformându-se într-un obiect superdens denumit pitică albă.

În timpul acestei tranziții, steaua își ejectează straturile exterioare sub forma unor nori uriași de gaze și praf cunoscuți sub denumirea de nebuloase planetare. Aceste rămășițe sunt mult mai extinse și mai slabe decât stelele lor originale.

După ce își va petrece aproximativ un miliard de ani sub forma unei gigante roșii, soarele nostru va deveni o pitică albă, înglobând cea mai mare parte a masei sale inițiale într-o sferă de dimensiunile Pământului. Această soartă așteaptă multe alte stele – toate acelea care au mase de până la opt ori mai mari decât cea a Soarelui.

Sfârșitul vieții stelelor gigantice este unul diferit. De exemplu, stele cu masa de aproximativ 40 de ori mai mare decât cea a Soarelui trec printr-o fază de ”supergigantă roșie”. Nucleelor lor devin suficient de fierbinți pentru a arde carbonul, fapt care nu se va întâmpla niciodată în cazul soarelui nostru, iar stelele vor muri sub forma unor supernove puternice. În cele din urmă, aceste stele masive vor lăsa în urmă o stea neutronică sau o gaură neagră.

La scară cosmică, toate acestea se întâmplă foarte repede, deoarece stelele uriașe își ard combustibilul foarte rapid. De exemplu, în timp ce fuziunea hidrogenului din nucleul soarelui nostru va înceta în aproximativ 10 miliarde de ani, stelele care devin supergigante roșii își epuizează rezerverele în doar 10 milioane de ani. Iar ultimele etape ale vieții lor se desfășoară și mai repede.

Supergigantele sunt unele dintre cele mai cunoscute și mai strălucitoare stele de pe cer. Betelgeuse din constelația Orion este o supergigantă roșie, la fel ca Antares din constelația Scorpionului.

Studierea gigantelor roșii

În ultimii ani, astronomii au putut studia mai detaliat câteva gigante roșii din apropierea noastră.

De exemplu, în 2017, o echipă internațională de astronomi a studiat suprafața gigantei roșii π1 Gruis cu ajutorul Very Large Telescope (VLT) al European Southern Observatory. Ei au descoperit că steaua, care se află la o distanță de circa 530 ani-lumină față de Pământ, are doar câteva celule convective, fiecare de aproximativ 120 de milioane de kilometri. Spre comparație, Soarele are circa două milioane de celule convective, fiecare de 1.500 km.

În același an, astronomii au utilizat radiotelescopul Atacama Large Millimeter/submillimeter Array din Chile pentru a studia W Hydrae, o gigantă roșie situată la 320 de ani-lumină față de Pământ. Ei au observat în atmosfera gigantei zone compacte și foarte strălucitoare – unde de șoc care ating temperaturi mult mai ridicate decât cele estimate de modelele teoretice actuale.

Supergigantele roșii capătă și ele din ce în ce mai multă atenție. De exemplu, Betelgeuse a început să scadă în intensitate în toamna anului 2019 și și-a pierdut aproximativ două treimi din strălucirea aparentă până în februarie 2020. Unii astronomi au sugerat că steaua ar fi în pragul morții, urmând a se transforma în supernovă.

Însă, în aprilie 2020, strălucierea lui Betelgeuse – care este de 11 ori mai masivă decât soarele nostru și de 900 de ori mai voluminoasă – a revenit la niveluri normale. Se pare că reducerea strălucirii sale a fost cauzată de un nor de praf cosmic, care s-a poziționat temporar între stea și telescoapele noastre.

Viitorul Soarelui

În aproximativ cinci miliarde ani, soarele nostru va începe tranziția spre o gigantă roșie. După ce se va extinde, straturile sale exterioare vor îngloba plantele Venus și Mercur și vor ajunge la Pământ. Oamenii de știință încă dezbat dacă planeta noastră va fi sau nu înghițită sau dacă va orbita periculos de aproape de giganta roșie. În ambele cazuri, viața de pe Pământ va înceta să mai existe.

De fapt, viața de la suprafața Pământului va dispărea cu mult timp înainte ca Soarele să se transforme într-o gigantă roșie. Soarele nostru a devenit din ce în ce mai cald în decursul eonilor, așa cum se întâmplă cu stelele de tipul său, iar în câteva sute de milioane de ani va deveni suficient de fierbinte pentru a evapora oceanele.

Transformările suferite de Soare vor reprezenta o speranță pentru alte planete. Atunci când o stea devine o gigantă roșie, ea modifică zona locuibilă a sistemului său solar – zona din sistemul solar în care apa poate exista în stare lichidă la suprafața unei planete. Deoarece o stea rămâne sub formă de gigantă roșie timp de aproximativ un miliard de ani, este posibil ca viața să apară pe planetele sau lunile îndepărtate, care vor primi mai multă căldură.

Însă fereastra de oportunitate va rămâne deschisă doar pentru scurt timp. Când Soarele și alte stele mici se vor micșora pentru a deveni pitice albe, lumina dătătoare de viață va dispărea. Iar supernovele rezultate de la explozia stelelor mari ar putea prezenta alte probleme pentru viață.

Sursa: Space.com.

Din aceeași categorie

© 2022  Florin Mitrea – WordPress Theme Designed and Developed by PenciDesign

Acest site folosește cookies pentru a îmbunătăți experiența de navigare. Acceptă Detalii