L'universo è pieno di stelle di tutte le dimensioni e tipi. I più grandi là fuori sono chiamati "ipergiganti" e fanno impallidire il nostro piccolo Sole. Non solo, ma alcuni di loro possono essere davvero strani.
Le ipergiganti sono tremendamente luminose e piene di materiale sufficiente per creare un milione di stelle come le nostre. Quando sono nati, raccolgono tutto il materiale disponibile nell'area "starbirth" e vivono le loro vite veloci e calde. Le ipergiganti nascono attraverso lo stesso processo delle altre stelle e brillano allo stesso modo, ma oltre a ciò, sono molto, molto diverse dai loro fratelli più piccoli.
Imparare a conoscere le ipergiganti
Le stelle ipergiganti sono state identificate per la prima volta separatamente dalle altre supergiganti perché sono significativamente più luminose; cioè, hanno una luminosità maggiore rispetto ad altri. Gli studi sulla loro emissione luminosa mostrano anche che queste stelle stanno perdendo massa molto rapidamente. Quella "perdita di massa" è una caratteristica distintiva di un'ipergigante. Gli altri includono le loro temperature (molto alte) e le loro masse (fino a molte volte la massa del Sole).
Creazione di Hypergiant Stars
Tutte le stelle si formano in nuvole di gas e polvere, indipendentemente dalle dimensioni che finiscono per essere. È un processo che richiede milioni di anni e alla fine la stella "si accende" quando inizia a fondere l'idrogeno nel suo nucleo. È allora che passa a un periodo di tempo nella sua evoluzione chiamato sequenza principale. Questo termine si riferisce a una carta dell'evoluzione stellare che gli astronomi usano per comprendere la vita di una stella.
Tutte le stelle trascorrono la maggior parte della loro vita nella sequenza principale, fondendo costantemente idrogeno. Più una stella è grande e massiccia, più rapidamente consuma il suo carburante. Una volta che il combustibile a idrogeno nel nucleo di una stella è andato, la stella essenzialmente abbandona la sequenza principale e si evolve in un "tipo" diverso. Succede con tutte le stelle. La grande differenza arriva alla fine della vita di una star. E questo dipende dalla sua massa. Stelle come il Sole terminano la loro vita come nebulose planetarie e fanno esplodere le loro masse nello spazio in gusci di gas e polvere.
Quando arriviamo agli ipergiganti e alle loro vite, le cose si fanno davvero interessanti. Le loro morti possono essere catastrofi piuttosto terrificanti. Una volta che queste stelle di massa elevata hanno esaurito il loro idrogeno, si espandono fino a diventare stelle supergiganti molto più grandi. Il Sole effettivamente farà la stessa cosa in futuro, ma su scala molto più piccola.
Le cose cambiano anche all'interno di queste stelle. L'espansione è causata quando la stella inizia a fondere l'elio in carbonio e ossigeno. Ciò riscalda l'interno della stella, che alla fine fa gonfiare l'esterno. Questo processo li aiuta a evitare di collassare su se stessi, anche se si riscaldano.
Allo stadio supergigante, una stella oscilla tra diversi stati. Sarà una supergigante rossa per un po ', e poi quando inizierà a fondere altri elementi nel suo nucleo, può diventare una supergigante blu. Nel mezzo una stella del genere può anche apparire come una supergigante gialla durante le transizioni. I diversi colori sono dovuti al fatto che la stella si sta gonfiando di dimensioni centinaia di volte il raggio del nostro Sole nella fase supergigante rossa, a meno di 25 raggi solari nella fase supergigante blu.
In queste fasi supergiganti, tali stelle perdono massa abbastanza rapidamente e quindi sono abbastanza luminose. Alcuni supergiganti sono più luminosi del previsto e gli astronomi li hanno studiati in modo più approfondito. Si scopre che le ipergiganti sono alcune delle stelle più massicce mai misurate e il loro processo di invecchiamento è molto più esagerato.
Questa è l'idea alla base del modo in cui un ipergigante invecchia. Il processo più intenso è sofferto dalle stelle che sono più di cento volte la massa del nostro Sole. Il più grande è più di 265 volte la sua massa e incredibilmente luminoso. La loro luminosità e altre caratteristiche hanno portato gli astronomi a dare a queste stelle gonfie una nuova classificazione: ipergigante. Sono essenzialmente supergiganti (rosse, gialle o blu) che hanno una massa molto elevata e anche tassi di perdita di massa elevati.
Descrivendo in dettaglio gli ultimi sbalzi mortali degli ipergiganti
A causa della loro massa e luminosità elevate, le ipergiganti vivono solo pochi milioni di anni. È una vita piuttosto breve per una star. In confronto, il Sole vivrà circa 10 miliardi di anni. La loro breve durata di vita significa che passano dalle piccole stelle alla fusione dell'idrogeno molto rapidamente, esauriscono il loro idrogeno abbastanza velocemente e si spostano nella fase supergigante molto prima dei loro fratelli stellari più piccoli, meno massicci e, ironicamente, più longevi (come il Sole).
Alla fine, il nucleo dell'ipergigante fonderà elementi più pesanti e più pesanti fino a quando il nucleo sarà per lo più ferro. A quel punto, ci vuole più energia per fondere il ferro in un elemento più pesante di quello che il nucleo ha a disposizione. La fusione si ferma. Le temperature e le pressioni nel nucleo che hanno tenuto il resto della stella in quello che viene chiamato "equilibrio idrostatico" (in altre parole, la pressione verso l'esterno del nucleo spinta contro la pesante gravità degli strati sopra di esso) non sono più sufficienti per mantenere il il resto della stella collassa su se stessa. Quell'equilibrio è andato, e questo significa che è il momento della catastrofe nella stella.
Che succede? Crolla, catastroficamente. Gli strati superiori che collassano entrano in collisione con il nucleo, che si sta espandendo. Tutto poi rimbalza indietro. Questo è ciò che vediamo quando una supernova esplode. Nel caso dell'ipergigante, la morte catastrofica non è solo una supernova. Sarà un'ipernova. In effetti, alcuni teorizzano che invece di una tipica supernova di tipo II, accadrebbe qualcosa chiamato lampo di raggi gamma (GRB). È un'esplosione incredibilmente forte, che fa esplodere lo spazio circostante con quantità incredibili di detriti stellari e forti radiazioni.
Cosa resta dietro? Il risultato più probabile di un'esplosione così catastrofica sarà un buco nero, o forse una stella di neutroni o una magnetar, il tutto circondato da un guscio di detriti in espansione di molti, molti anni luce. Questa è l'ultima, strana fine per una star che vive velocemente, muore giovane: lascia dietro di sé una splendida scena di distruzione.
A cura di Carolyn Collins Petersen.