Kurzgesagt: Universul, plin de stele bizare şi uimitoare. De la stelele ciudate cu cuarci la cvasi-stele cu găuri negre în interior

Cvasi-stea  - este un tip de stea extrem de masivă şi luminoasă ce a existat la începutul istoriei Universului, într-o vreme când era mai dens şi mai fierbinte, iar materia era mai concentrată, formându-se nori epici de hidrogen şi dând naştere la stele masive ce creşteau la proporţii greu de imaginat.

Prima stea era de zeci de milioane de ori mai mare decât  Soarele nostru. 

Dar zdrobit de gravitaţie, nucleul devenise atât de fierbinte încât că este comprimat de masa şi presiunea stelei, iar în cele din urmă explodează ca o supernovă în interiorul stelei şi astfel ia naştere o gaură neagră. Dar steaua este prea mare pentru a fi înghiţită rapid de gaura neagră. 

Gaura neagră  este ca o inimă pentru stea, transmite Kurzgesagt.  

Materia atrasă nu cade în linie dreaptă, ci orbitează în jurul găurii negre în cercuri din ce în ce mai mici, ca şi cum găurile negre pun multă mâncare pe platouri de Revelion, dar doar gustă din fiecare preparat, ciugulind cu furculiţa. 

Gaura neagră nu devorează steaua rapid, ci lent, timp de câteva milioane de ani. Discul de acreţie devine atât fierbinte încât împinge greutatea a 10 milioane de sori, iar gaura neagră emite şi mai multe radiaţii. 

Timp de câteva milioane de ani, cu cât gaura neagră consumă mai mult, cu cât steaua se extinde cât 30 sisteme solare, fiind mai amre decât cea mai mare gaură neagră existentă din universul nostru (TON 618) şi decât cea mai mare stea existentă (Stephenson 2-18), fiind poate cel mai mare obiect din istoria universului, cu câmpuri magnetice intnese ce scot jeturi de plasmă din polii găurii negre ce străpung steaua şi o transformă într-un far cosmic, relatează Kurzgesagt. 

Steaua se întinde şi explodează, iar gaura neagră îşi distruge în sfârşit gazda.  

Şi aşa s-a creat nucleul galaxiei noastre, Calea Lactee, iar în nucleul ei se află această gaură neagră supermasivă. Toate galaxiile au găuri negre supermasive în centru. 

Giganticele albastre sunt stele fierbinţi şi strălucitoare. Sunt mult mai rare decât giganţii roşii, deoarece se dezvoltă doar din stele mai masive şi mai puţin comune şi pentru că au o viaţă scurtă în stadiul de gigant albastră.

Cele mai cunoscute sunt Beta Centauri, Mimoza,  Bellatrix, Epsilon Canis Majoris şi Alpha Lupi. 

Numele de gigant albastru este uneori aplicat eronat altor stele luminoase de masă mare, cum ar fi stelele din secvenţa principală, pur şi simplu pentru că sunt mari şi fierbinţi. 

Sunt stele spermasive şi fierbinţi care sunt de 150 ori mai mari ca Soarele şi se formează din fuziunea mai multor stele mai mici. Dar au o durată de viaţă de doar câteva milioane de ani. 

Supergiganticele roşii sunt cele mai mari stele din univers în ceea ce priveşte volumul, dar nu sunt cele mai luminoase, fiind reci. 

Betelgeuse şi Antares sunt cele mai cunoscute stele supergigantice roşii, dar cea mai mare supergigantică roşie cunoscută din Univers este Stephenson 2-18, având o rază estimată de aproximativ 2.150 de raze solare, fiind de 10 miliarde de ori mai mare  şi strălucind de 500.000 de ori mia puternic decât Soarele nostru.  Ar dura 8 ore să te roteşti în jurul său cu viteza luminii. 

Stephenson a rezultat de pe urma unei stele de câteva ori mai mare decât Soarele şi care şi-a pierdut deja jumătate din masa sa. 

Dacă ar fi plasată în centrul Sistemului Solar al Pământului, fotosfera sa ar înghiţi orbita lui Saturn .

Toate supergigantele roşii îşi ard elemente  grele până când miezul lor vor suferi un colaps, rezultând o supernovă, din care poate rezulta o stea neutronică sau o gaură neagră.  

Din gazele şi energia eliminate de supernove se nasc noi generaţii de stele. 

O stea neutronică este nucleul prăbuşit al unei stele supergigantice masive care avea o masă totală cuprinsă între 10 şi 25 de mase solare, posibil mai mult dacă steaua era deosebit de bogată în metale.

Cu excepţia găurilor negre şi a unor obiecte ipotetice (de exemplu, găuri albe , stele cuarci şi stele ciudate ), stelele neutronice sunt cea mai mică şi mai densă clasă de obiecte stelare cunoscută în prezent.

Stelele neutronice au dimensiuni de 10 kilometr şi greutate de aproximativ 1,4 mase solare. 

Acestea rezultă din explozia supernovei a unei stele masive, combinată cu colapsul gravitaţional care comprimă nucleul dincolo de densitatea stelei pitice albe până la cea a nucleelor ​​atomice.  

Altele devin stele neutronice după ce gravitaţia le comprimă, fuzionând elemente tot mai grele precum carbon, neon, oxigen, siliciu,  şi fier, iar protonii şi electronii fuzionează în neutroni, fiind comprimaţi laolaltă. 

Steaua implodează şi se micşorează cu 25% din viteza luminii, producând apoi o undă de şoc ce catapultează restul stelei spre univers prin supernovă. 

Din rămăşiţele stelei rămâne doar o stea neutronică de mărimea unui oraş, dar cu temperatură de 1 milion de grade Celsius. Sunt compuse din atmosferă, crustă solidă şi fierbinte din fier, nuclei şi cu scoarţă din nuclei comprimaţi în fâşii (pastă nucleară care este atât de densă că este cel mai rezistent şi indestructibil material din univers)  şi nucleu alcătuit dintr-o plasmă de cuarci şi gluoni rezultaţi din protoni şi neutroni dizolvaţi care se pot transforma în materie ciudată. 

Se învât foarte repede, de 600 ori pe secundă, emiţând pulsari şi unde radio şi câmpuri magnetice de un quadrilion de ori mai puternice decât cel al Terrei.  

Două stele neutronice se pot ciocni, rezultând o explozie numită Kilonova, formându-se nuclei cu elemente grele precum aurul, uraniul şi platina, iar apoi rezultă o gaură neagră. 

Tot aurul şi uraniul ce ne asigură traiul modern pe care îl avem pe Pământ a rezultat de pe urma supernovelor sau kilonovelor, transmite Kurzgesagt. 

O stea ciudată cu cuarci este un tip  de stea compactă şi exotică în care temperatura şi presiunea extrem de ridicate au forţat particulele nucleare să formeze materie cuarcă, o stare continuă a materiei constând din cuarci liberi. 

Potrivit Kurzgesagt, stelele cu cuarci au rezultat din interiorul stelelor neutronice. Protonii şi neutronii se separă şi se dizolvă într-o supă de cuarci, rezultând materie din cuarci. 

Dacă presiunea din steaua quarcică este destul de mare, spune Kurzgesagt, s-ar putea ca steaua neutronică să fie contaminată din interior şi să devină o stea ciudată, o stea de cuarci. 

Cuarcii ciudaţi au prorpietăţi bizare şi sunt mai grei şi mai puternici ce pot crea materie densă, stabilă, indestructibilă şi infecţioasă. 

Ce atinge poate transforma într-o materie ciudată, ca Midas când atingea orice obiect şi se transforma în aur. 

Numai o gaură neagră poate distruge o stea de cuarci. 

Când stelele neutronice se ciocnesc, pot arunca picături de materie ciudată de dimensiune subatomică. Călătorind printre galaxii miliarde de ani, se pot ciocni de o stea sau de o planetă pe care o pot converi în materie ciudată. 

Şi planetele şi stelele s-ar micşora dacă ar fi contaminate de materie ciudată. 

O pitică albă este o rămăşiţă de miez stelar compusă în mare parte din materie degenerată de electroni. O pitică albă este foarte densă : masa sa este comparabilă cu cea a Soarelui, în timp ce volumul său este comparabil cu cel al Pământului.

Luminozitatea slabă a unei pitice albe provine din emisia de energie termică reziduală; nu are loc fuziune nucleară într-o pitică albă. Cea mai apropiată pitică albă cunoscută este Sirius B,  la 8,6 ani lumină, componenta mai mică a stelei binare Sirius.  

Piticele albe ar putea fi ultimele stele din istoria universului. 97% din stelele prezente îşi vor încheia existenţa ca pitice albe, la fel ca Soarele nostru.  Soarele fuzionează hidrogenul în heliu în miezul său prin forţa sa gravitaţională, eliberând cantităţi masive de energie. Când Soarele îmbătrâneşte, hidrogenul este epuizat şi heliul va fi ars în elemente grele. Jumătate din materia sa se va împrăştia în spaţiu din care va rămâne doar nucleul său, o pitică albă de dimensiunea Terrei, dar cu o densitate masivă. Numai o lingură din ea va cântări cât un automobil. Va fi de 40 ori mai fierbinte decât Soarele nostru, căldura fiind blocată în interiorul ei, eliminată doar prin radiaţie. 

Planetele care se rotesc în jurul lor nu se pot roti în jurul propriei axe, jumătate fiind întunecată permanent, cealaltă jumătate fiind luminată permanent de pitica albă. O planetă ar putea adăposti viaţă la marginile între cele două zone pentru miliarde de ani. 

Pitica albă ar putea fi ultima sursă de lumină şi energie pentru ultimele civilizaţii din istoria universului. Durata de viaţă a unei pitice albe este de 100  de miliarde de ani şi vor trăi până când vor deveni pitice negre şi reci după ce şi-au consumat energia, lăsând universul pe seama piticelor brune şi găurilor negre. Piticele negre se vor converi în sfere de fier pentru eternitate peste câteva sute de trilioane de ani.  

Piticele roşii compun 70% din stelele universului nostru. 

Sunt cele mai mici stele, având între 7 şi 50% din masa Soarelui nostru.  Nu sunt cu mut mai mari ca Jupiter. Nu pot fi văzute cu ochiul liber, ci doar cu un telescop avansat. 

Îşi folosesc combustibilul lent şi ard lent. Meida lor de viaţă este între 1 şi 10 trilioane de ani. 

Majoritatea piticelor roşii deţin sisteme cu planete din rocă, unele chiar la distanţe ce le-ar face locuibile după temperatură, însă fără rotaţie în jurul propriei axe.  

Producţia de energie variază la piticele roşii ce sunt instabile. Ele pot încălzi sau îngheţa planetele periodic, fiind acoperite de pete solare pentru multe luni, iar alteori pot emite erupţii solare puternice ce pot arde planetele. 

Este puţin probabil ca viaţa să fie sustenabilă pe planetele ce se rotesc în jurul piticelor roşii. 

Piticele roşii, după ce îşi epuizează energia, devin după trilioane de ani pitice albe şi negre după alte sute de trilioane de ani. Ele vor furniza energie şi lumină ultimelor civilizaţii din istoria universului. 

Mai sunt piticele brune care sunt de fapt stele eşuate, care nu pot susţine îndeajuns reacţiile de fuziune. În schimb, au o masă mai mare decât cea a unei planete gigantice gazoase, dar mai mică decât cea a unei stele obişnuite. Masa ei este de aproximativ 13 până la 80 de ori mai mare decât cea a lui Jupiter.

Cu toate acestea, piticele brune pot fuziona deuteriul, iar cele cu dimensiuni mai mari pot fuziona litiul.