Video

Transcriptie

Wat is de grootste ster in het heelal en waarom is hij zo groot?

En wat zijn sterren eigenlijk?

Dingen die graag sterren zouden willen zijn.

We beginnen onze reis met de aarde.

Niet om iets te leren, gewoon om een gevoel voor schaal te krijgen.

De kleinste dingen die eigenschappen van een ster hebben,

zijn grote gasreuzen of semi-bruine dwergen.

Zoals Jupiter, de meest massieve planeet in het zonnestelsel.

11x groter en 317x massiever dan de aarde,

en min of meer, gemaakt van hetzelfde materiaal als onze zon.

Alleen veel, veel minder.

De overgang naar sterren begint met bruine dwergen,

mislukte sterren, die een enorme teleurstelling zijn voor hun moeders.

Ze hebben tussen de 13 en 90 keer de massa van Jupiter.

Dus zelfs als we 90 Jupiters zouden nemen en naar elkaar zouden gooien,

hoewel leuk om naar te kijken, zou het niet genoeg zijn om een ​​ster te creëren.

Interessant is dat het toevoegen van veel massa aan een bruine dwerg

hem niet veel groter maakt, alleen de binnenkant is dichter.

Dit verhoogt de druk in de kern voldoende

om bepaalde kernfusiereacties langzaam te laten verlopen

en het object een beetje te laten gloeien.

Bruine dwergen zijn dus een soort gloeiende gasreus,

die in geen enkele categorie goed passen.

Maar we willen het hebben over sterren, niet over mislukte wannabe-sterren,

dus laten we verder gaan.

Hoofdreekssterren.

Zodra grote gasballen een bepaalde massadrempel passeren,

worden hun kernen heet en dicht genoeg om te ontbranden.

Waterstof wordt in hun kernen gefuseerd tot helium,

waardoor enorme hoeveelheden energie vrijkomen.

Sterren die dat doen, worden hoofdreekssterren genoemd.

Hoe massiever een hoofdreeksster is, hoe heter en helderder hij brandt

en hoe korter zijn levensduur is.

Zodra de waterstofverbrandingsfase voorbij is,

groeien sterren tot honderdduizenden keren hun oorspronkelijke grootte.

Maar deze gigantische fases duren slechts een fractie van hun levensduur.

Dus we zullen sterren vergelijken in drastisch verschillende stadia van hun leven.

Dit maakt ze niet minder indrukwekkend,

maar misschien is het goed te onthouden

dat we baby’s met volwassenen gaan vergelijken.

Nu terug naar het begin,

de kleinste echte sterren zijn rode dwergen.

Ongeveer 100 keer de massa van Jupiter;

nauwelijks massief genoeg om waterstof te fuseren tot helium.

Omdat ze niet erg massief zijn,

zijn ze klein, niet erg heet en schijnen ze vrij zwak.

Het zijn de enige sterren in de hoofdreeks

die niet groeien als ze dood zijn, maar als het ware uitsterven.

Rode dwergen zijn verreweg het meest voorkomende type in het universum,

omdat ze hun brandstof zo langzaam verbranden,

dat ze tot 10 biljoen jaar meegaan - 1000 keer de leeftijd van het universum.

Een van de sterren die zich het dichtst bij de aarde bevinden,

is een rode dwergster, de ster van Barnard,

maar hij schijnt te zwak om zonder telescoop gezien te worden.

We hebben een hele video over rode dwergen gemaakt als je meer wilt weten.

De volgende fase zijn sterren zoals onze zon.

Zeggen dat de zon het zonnestelsel domineert, doet het geen recht,

aangezien het 99,86% van al zijn massa uitmaakt.

Het brandt veel heter en helderder dan rode dwergen,

wat zijn levensduur verkort tot ongeveer 10 miljard jaar.

De zon is 7 keer massiever dan de ster van Barnard,

maar dat maakt hem bijna 300x helderder met 2x de oppervlaktetemperatuur.

Laten we groter gaan!

Kleine veranderingen in massa veroorzaken enorme veranderingen

in de helderheid van een hoofdreeksster.

De helderste ster aan de nachtelijke hemel, Sirius,

is 2 zonsmassa’s met een straal van 1,7x die van de zon,

maar het oppervlak is bijna 10.000° C, waardoor hij 25 keer helderder schijnt.

Zo heet branden verkort de levensduur met 4x tot 2,5 miljard jaar.

Sterren met een massa van bijna 10 keer de massa van onze zon

hebben een oppervlaktetemperatuur van bijna 25.000° C.

Beta Centauri bevat twee van deze massieve sterren,

elk met ongeveer 20.000x de kracht van de zon.

Dat is veel kracht die afkomstig is van iets dat slechts 13x groter is,

maar ze zullen slechts ongeveer 20 miljoen jaar branden.

Hele generaties van deze blauwe sterren sterven in de tijd die de zon nodig heeft

om 1x om de melkweg te draaien.

Is dit dan de formule?

Hoe massiever, hoe groter de ster.

De meest massieve ster die we kennen is R136a1.

Het heeft 315 zonsmassa’s en is bijna 9 miljoen keer helderder dan de zon.

En toch, ondanks zijn enorme massa en kracht, is hij amper 30x zo groot als de zon!

De ster is zo extreem en wordt nauwelijks bij elkaar gehouden door de zwaartekracht

dat hij elke seconde 321 miljard ton materiaal verliest door zijn stellaire wind.

Dit soort sterren zijn uiterst zeldzaam

omdat ze de regels van stervorming een klein beetje overtreden.

Wanneer superzware sterren worden geboren, branden ze extreem heet en helder

en dit blaast elk extra gas weg dat ze massiever zou kunnen maken.

Dus de massalimiet voor zo’n ster is ongeveer 150x de zon.

Sterren zoals R136a1 worden waarschijnlijk gevormd

door de samensmelting van verschillende zware sterren in dichte stervormingsgebieden

en verbranden hun kernwaterstof in slechts een paar miljoen jaar.

Dit betekent dus dat ze zeldzaam zijn en kort leven.

Vanaf hier is de truc om groter te worden niet het toevoegen van meer massa.

Om de grootste sterren te maken, moeten we ze doden.

Rode Reuzen

Wanneer hoofdreekssterren de waterstof in hun kern beginnen uit te putten,

trekt het samen, waardoor het heter en dichter wordt.

Dit leidt tot heter en snellere fusie die tegen de zwaartekracht in duwt

en de buitenste lagen in een gigantische fase doet opzwellen.

En deze sterren worden inderdaad echt gigantisch.

Gacrux bijvoorbeeld.

Slechts 30% massiever dan de zon, is het opgezwollen tot ongeveer 84x zijn straal.

Maar als de zon de laatste fase van zijn leven ingaat,

zal hij opzwellen en zelfs nog groter worden; 200x zijn huidige straal!

In deze laatste fase van zijn leven zal het de binnenplaneten opslokken.

En als je denkt dat dit indrukwekkend is, laten we dan eindelijk

de grootste sterren in het universum introduceren:

hyperreuzen.

Hyperreuzen zijn de gigantische fase van de meest massieve sterren in het universum.

Ze hebben een enorm oppervlak dat waanzinnig veel licht kan uitstralen.

Omdat ze zo groot zijn, blazen ze zichzelf in feite uit elkaar

omdat de zwaartekracht aan het oppervlak te zwak is om de hete massa vast te houden

die wordt opgetild door krachtige stellaire winden.

Pistol Star is 25 zonsmassa’s maar 300x de straal van de zon;

een blauwe hyperreus, toepasselijk genoemd naar zijn energieke blauwe sterrenlicht.

Het is moeilijk te zeggen hoe lang Pistol Star precies zal leven,

maar waarschijnlijk slechts een paar miljoen jaar.

Nog groter dan de blauwe hyperreuzen zijn de gele hyperreuzen.

De best bestudeerde is Rho Cassiopeiae; een ster die zo helder is

dat hij met het oog kan worden gezien,

hoewel hij duizenden lichtjaren van de aarde verwijderd is.

Met 40 zonsmassa’s is deze ster ongeveer 500x de straal van de zon

en 500.000 keer helderder.

Als de aarde zo dicht bij Rho Cassiopeiae zou staan ​​als bij de zon,

zou ze erin zitten en zou je erg dood zijn.

Gele hyperreuzen zijn echter zeer zeldzaam.

Er zijn er maar 15 bekend.

Dit betekent dat ze waarschijnlijk slechts een kortstondige tussentoestand zijn

als een ster groeit of krimpt tussen andere fases van een hyperreus.

Met rode hyperreuzen bereiken we de grootste ons bekende sterren.

Waarschijnlijk zelfs de grootste sterren mogelijk!

Dus wie is de winnaar van deze waanzinnige wedstrijd?

Nou, de waarheid is dat we het niet weten.

Rode hyperreuzen zijn extreem helder en ver weg, wat betekent

dat zelfs de kleine onzekerheden in onze metingen

ons een enorme foutmarge kunnen geven voor hun grootte.

Erger nog zijn kolossen ter grootte van een zonnestelsel

die zichzelf uit elkaar blazen, waardoor ze moeilijker te meten zijn.

Naarmate we meer wetenschap doen en onze instrumenten verbeteren,

zal wat de grootste ster ook is, veranderen.

De ster die momenteel wordt beschouwd als een van de grootste

is Stephenson 2-18.

Het was waarschijnlijk als hoofdreeksster geboren

enkele tientallen keren de massa van de zon

en heeft nu ongeveer de helft van zijn massa verloren.

Terwijl typische rode hyperreuzen 1500x zo groot zijn als de zon,

plaatst de grootste ruwe schatting Stephenson 2-18 op 2150 zonnestralen,

en schijnt met bijna een half miljoen keer de kracht van de zon!

Ter vergelijking lijkt de zon een stofkorrel.

Onze hersenen kunnen dergelijke verhoudingen niet goed begrijpen.

Zelfs met lichtsnelheid zou je er 8,7 uur over doen

om er één keer omheen te reizen.

Het snelste vliegtuig op aarde zou ongeveer 500 jaar nodig hebben!

Vanuit de zon zou het de baan van Saturnus vullen!

Naarmate het evolueert, zou het waarschijnlijk nog meer massa verliezen

en krimpen in een andere hetere fase, zware elementen in de kern verzamelen,

voordat het uiteindelijk explodeert in een supernova die instort

en zijn gas teruggeeft aan het sterrenstelsel..

Dit gas zal dan een nieuwe generatie sterren vormen van alle soorten en maten.

En weer een nieuwe cyclus starten van geboorte en dood

om ons universum te verlichten.

Laten we deze reis opnieuw maken, maar deze keer zonder te praten.

Het universum is groot en bevat ​​veel grote dingen.