Stelele
Ce sunt stelele ?
Stelele (Figura 1) sunt uriase acumulari de gaze (de obicei hidrogen si heliu) fierbinti si luminoase, de forma sferica. Stabilitatea lor din punct de vedere al formei se datoreaza, în mare parte echilibrului format între uriasele forte de gravitatie (care îsi exercita forta spre interior) si reactiilor termonucleare din interiorul stelei (care îsi exercita forta spre exterior).
Vazute de pe Pamânt toate stelele, cu exceptia Soarelui, par a avea acelasi loc pe bolta cereasca pentru un timp foarte îndelungat. Ele sunt într-o miscare permanenta, iluzia starii fiind cauzata de distantele foarte mari dintre ele si Pamânt.
Numarul stelelelor vazute cu ochiul liber de pe Pamânt este în jur de 8000, dintre care 4000 din emisfera sudica, iar 4000 în emisfera nordica.
În Calea Lactee, galaxia în care se afla Soarele împreuna cu sistemul nostru solar, se estimeaza a fi câteva sute de miliarde de stele, care au fost observate cu ajutorul tehnologiilor moderne. Numarul galaxiilor cunoscute este de câteva sute de milioane, astronomii fiind convinsi ca numarul lor este mult mai mare.
Cea mai apropiata stea de cea a sistemul nostru solar este Proxima Centauri, o componenta a sistemului solar format din trei stele, Alpha Centauri. Distanta dintre cele doua stele este aproximata la 4.29 ani lumina, adica 40 miliarde de kilometri.
Caracteristicile stelelor (culoarea, temperatura, luminozitatea, marimea) varieaza de la stea la stea în functie de masa lor (cantitatea de material continuta) si în functie de modul de formare. Caracteristicile unei anumite stele varieaza de asemenea, din cauza schimbarilor suferite în timpul perioadei de viata a acesteia. Viata unei stele varia de la sute de milioane pâna la zeci de miliarde de ani terestri.
Nasterea unei stele
Stelele iau nastere din nori de praf cosmic, a caror densitate constanta este de câteva miliarde de ori mai mica decât a atmosferei terestre.
La un moment dat, densitatea din norul de praf se mareste într-un anumit punct (Figura 2), de obicei din cauza trecerii unei unde de soc supernovice sau a unui meteorit sau asteroid.
Punctul respectiv, cu o densitate, si astfel cu o putere gravitationala marita, atrage o masa tot mai mare de materie. Astfel se creeaza un efect în cascada, urmând ca el sa fie stabilizat în momentul în care temperatura si presiunea creste suficient de mult pentru a da nastere reactiilor termonucleare din interiorul stelelei.
Daca la început, în interiorul norului de praf cosmic era o temperatura apropiata de zero absolut ( – 273.15 oC), dupa formarea stelei temperatura acesteia poate atinge mai mult de 10 milioane oC.
Energia stelelor
Reactiile termo-nucleare, care poarta numele de reactii de fuziune în fizica nucleara, sunt cele care fac stelele sa produca energie. În cele mai frecvente cazuri aceasta se gaseste sub forma de lumina, caldura si radiatii (de diferite frecvente).
Reactiile de fuziune din interiorul stelelor, nu pot fi reproduse decât în anumite conditii, prezente numai pe corpurile ceresti de masa foarte ridicata: temperaturi de câteva milioane de grade Celsius si presiuni foarte mari (cauzate de forta gravitationala).
Reactiile termo-nucleare constau în fuziunea a doua sau mai multe nuclee de hidrogen pentru a forma un nucleu de heliu, sau unul mai complex. În urma fuziunii, 0.7 la suta din masa hidrogenului este convertita în energie, ceea ce semnifica foarte mult.
În stelele de masa scazuta, asemanatoare Soarelui, în urma proceselor de fuziune rezulta materiale relativ simple, cu un numar atomic mic, cum ar fi heliu(2) sau litiu (3).
În urma fuziunii din stele cu o masa ridicata rezulta însa materiale mult mai complexe, cu un numar atomic mare.
Fie mari sau mici, stelele care au o masa suficienta pentru realizarea reactiilor termo-nucleare; pot „arde” un timp foarte îndelungat, deoarece la început toate sunt compuse în cea mai mare parte din hidrogen.
Oameni de stiinta încearca în continuare sa realizeze procesul de „fuziune la rece”, o reactie asemanatoare celei din stele, care sa se poata realiza la temperaturi mai scazute. Folosind un astfel de procedeu, apa ar putea devenii combustibilul de baza al planetei, un litru de apa echivalând aproximativ 500 de litri de benzina.
Gaurile negre
Când energia unei stele este pe terminate, tot hidrogenul a fost fuzionat în materie mai complexa din punct de vedere al structurii atomice, steaua respectiva se destabilizeaza, pierzându-se echilibrul dintre gravitatie si reactiile termo-nucleare, care sunt din ce în ce mai reduse.
Stelele care au o masa si astfel o forta gravitationala imensa (de obicei supernovele), încep sa se contracte. Cu cât suprafata stelei scade mai mult, câmpul gravitational creste. Într-un anumit punct al procesului de contractie, nici lumina nu mai poate iesi din câmpul gravitational.
Astfe...