Αστρικά ρεκόρ

 

Ποια είναι τα άστρα με την μικρότερη και την μεγαλύτερη μάζα που γνωρίζουμε;

Τα πιο μικροσκοπικά, τα πιο ψυχρά, αλλά και τα πιο πολυάριθμα άστρα του Σύμπαντος είναι οι κόκκινοι νάνοι. Τα άστρα αυτά καταναλώνουν τόσο αργά τα πυρηνικά τους καύσιμα, ώστε μπορεί να «ζουν» ακόμη και για εκατοντάδες δισ. χρόνια. Μέχρι στιγμής, πάντως, το άστρο με την μικρότερη μάζα που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα βρίσκεται μόλις 40 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό του Λαγωού. Με επιφανειακή θερμοκρασία μόλις 2.000 °C, με φωτεινότητα 8.000 φορές μικρότερη από αυτήν του Ήλιου και με ακτίνα 11 φορές μικρότερη, ο μικροσκοπικός αυτός κόκκινος νάνος είναι το μικρότερο άστρο της Κύριας Ακολουθίας που έχουμε ανακαλύψει, δηλαδή το μικρότερο άστρο που μπορεί να παράγει ενέργεια, συντήκοντας το υδρογόνο του πυρήνα του σε ήλιο.

Υπάρχουν, όμως, και κάποια άστρα που έχουν μάζα δεκάδες φορές μεγαλύτερη. Τα άστρα αυτά «καταβροχθίζουν» με αστραπιαία ταχύτητα τα πυρηνικά τους καύσιμα, γι’ αυτό άλλωστε και η ζωή τους δεν διαρκεί περισσότερο από λίγα εκατ. χρόνια. Αυτό συμβαίνει διότι, όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός άστρου, όταν αυτό γεννιέται, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρυτική δύναμη που ασκείται προς τον πυρήνα του, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία του να είναι πολύ υψηλότερη και κατά συνέπεια ο ρυθμός με τον οποίο εκτελούνται οι πυρηνικές αντιδράσεις σύντηξης στο εσωτερικό του να είναι ραγδαίος. Επομένως, τα άστρα με την μεγαλύτερη μάζα καταναλώνουν ταχύτατα τα πυρηνικά τους «καύσιμα» και «πεθαίνουν» νέα, ολοκληρώνοντας την ζωή τους σε βίαιες εκρήξεις σουπερνόβα.

Τα άστρα, όμως, με την μεγαλύτερη διάμετρο δεν έχουν πάντα και την μεγαλύτερη μάζα. Για παράδειγμα, το άστρο VY Μεγάλου Κυνός, σχεδόν 4.000 έτη φωτός μακριά, είναι ένας κόκκινος υπεργίγαντας με ακτίνα 1.420 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου, έχει δηλαδή τόσο μεγάλες διαστάσεις, που στο εσωτερικό του θα χωρούσαν σχεδόν 3 δισ. άστρα σαν τον Ήλιο! Την ίδια στιγμή, όμως, η μάζα του δεν υπερβαίνει τις 9-25 ηλιακές μάζες. Από την άλλη, το άστρο του Γαλαξία μας με την μεγαλύτερη μάζα που έχουμε εντοπίσει μέχρι σήμερα, βρίσκεται περίπου 8.000 έτη φωτός μακριά, στον αστερισμό της Κασσιόπης. Με μάζα 152 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου, με επιφανειακή θερμοκρασία που υπερβαίνει τους 45.000 °C, και λάμποντας με την φωτεινότητα 660.000 άστρων σαν τον Ήλιο, το άστρο αυτό έχει ακτίνα «μόλις» 16 φορές μεγαλύτερη από αυτήν του Ήλιου.

Μέχρι στιγμής, πάντως, ένα από τα άστρα μεγαλύτερης μάζας που έχουμε ανακαλύψει στο Σύμπαν βρίσκεται στο Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου (ΜΝΜ), έναν γειτονικό μας μικρό και ακανόνιστο γαλαξία, και συγκεκριμένα στο αστρικό σμήνος R136, που ανήκει στο Νεφέλωμα Ταραντούλα. Με διάμετρο 900 έτη φωτός, το νεφέλωμα αυτό είναι η μεγαλύτερη και πιο ενεργή περιοχή αστρογένεσης που έχει εντοπιστεί στο ΜΝΜ, αλλά και από τις πιο ενεργές που έχουμε ανακαλύψει στην Τοπική Ομάδα των γαλαξιών.

Το νεαρό αυτό σμήνος υπολογίζεται ότι έχει ηλικία μικρότερη των 2 εκατ. ετών, ενώ περιλαμβάνει και πολλά άστρα, αρκετά από τα οποία συγκαταλέγονται στα μεγαλύτερα και θερμότερα που είναι δυνατό να υπάρξουν στο Σύμπαν. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το άστρο με την κωδική ονομασία R136a1, που είναι ίσως το άστρο με τη μεγαλύτερη μάζα και φωτεινότητα που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα. Πραγματικά, με μάζα 215 φορές μεγαλύτερη απ’ αυτήν του Ήλιου και λάμποντας με την φωτεινότητα σχεδόν 6 εκατ. άστρων σαν τον Ήλιο, το άστρο αυτό έχει τόσο μεγάλη μάζα, που η ίδια του η ύπαρξη αποτελεί πρόκληση για τις γνώσεις μας που αφορούν στην γένεση και την εξέλιξη των άστρων.

του Αλέξη Δεληβοριά, Διδάκτορα Φυσικής - https://www.eef.edu.gr/el/arthra/astrika-rekor/