Geef me de ruimte. De blog van Gerard Kienhuis
In mijn twee vorige Blogs heb ik het ontstaan en de grootte van het heelal beschreven. Daarbij heb ik aangegeven dat ons heelal 100 miljard sterrenstelsels kent die op haar beurt weer 100 miljard sterren heeft. Dit zijn natuurlijk schattingen. Waarschijnlijk zelfs meer dan zandkorrels op onze aarde. Maar wat zijn sterren? Hoe zijn ze ontstaan? En hebben ze mogelijk ook een einde?
Net als mensen
Sterren zijn inderdaad net als mensen, geboren worden en na enige tijd sterven. Alleen de tijdspan waarbinnen dit geschiedt verschilt enorm. Bij sterren praten we dan over miljoenen, ja zelfs over miljarden jaren van geboorte tot sterven. Er zijn verder sterren die het rustig aandoen en langzaam sterven, maar ook sterren die heel snel komen en dan gaan. Onze zon is een gemiddelde ster die nu 4,5 miljard jaar oud is. Nog slechts een ander 4-5 miljard te gaan. Einde oefening.
Tientallen lichtjaren
In het gigantisch grote heelal komen gaswolken voor met een doorsnede van tientallen lichtjaren. Deze bestaan voornamelijk uit waterstofatomen, de meest eenvoudige atoom die we kennen. De dichtheid van deze wolk is bijzonder laag, een zeer kleine fractie van die van onze dampkring. Nou kan het gebeuren dat een nabije ster ontploft waarbij een schokgolf ontstaat die vervolgens atomen binnen de wolk in beweging brengt. Onder de invloed van de zwaartekracht trekken de atomen elkaar aan en gaan als het ware klonteren.
Door het samentrekken van de wolk stijgt de temperatuur en gaat zij steeds harder ronddraaien. Vergelijk dit met het maken van een pirouette bij het kunstschaatsen. Door zich smaller te maken neemt de rotatiesnelheid toe. Geleidelijk aan ontstaat er een kern en de wolk wordt dunner. Na verloop van tijd is de dichtheid van de wolk dusdanig toegenomen, dat zij volledig onder haar eigen gewicht instort. Een gaswolk van vele lichtjaren in diameter is nu een “Protoster” geworden met een diameter van ‘slechts’ miljoenen kilometers met daarom een platte ring van koelere materie waaruit later eventueel planeten gevormd worden.
De protoster blijft zich nog steeds verder samentrekken waardoor de temperatuur van de kern blijft stijgen. Bij het bereiken van een temperatuur van 10 miljoen graden Celsius komt kernfusie op gang. De geboorte van een “ster” is een feit. De temperatuur in de kern kan daarna nog wel oplopen tot 15 miljoen graden Celsius. Aan de oppervlakte is de temperatuur aanmerkelijk lager. Voor onze zon geldt 6000 graden Celsius.
Kernfusie
Het bespreken van het proces van kernfusie voert hier te ver. Kortweg betekent het dat door de gigantisch hoge temperatuur, waterstofatomen met elkaar gaan botsen en dan met elkaar gaan fuseren tot helium, het tweede element op de lijst van stoffen . Bij deze fusie komt zeer veel energie vrij waaronder fotonen die het licht vormen dat we zien. Voor wat betreft onze zon wordt per seconde 700 miljoen ton waterstof omgezet in 695 miljoen ton helium! Na 4,5 miljard jaar is alle beschikbare waterstof verbruikt en sterft onze zon. Het zal ons niet verbazen dat sterren verschillende groottes kunnen hebben, veelal het gevolg van de grootte van de oorspronkelijke gaswolk zoals in fase A) besproken.
De zon
De grootte herkennen we aan de kleur van de ster. Onze zon heeft een gele kleur. Naarmate de grootte van de ster toeneemt wordt de oppervlaktetemperatuur groter en de kleur witter. Kleinere sterren zijn koeler en de kleur verschuift naar rood en zelfs naar bruin.
Een belangrijk gegeven is verder dat naarmate de ster heter is, meer energie vrijkomt en de lichtkracht (helderheid) toeneemt, waardoor haar levensduur sterk verkort wordt. Immers de kernfusie van waterstof naar helium verloopt sneller. Een witte ster leeft 1 miljard jaar, voor onze zon (geel) is dat 9 miljard jaar en voor een rode ster kan dit oplopen tot wel 200 miljard jaar.
Al deze genoemde sterren worden gerekend tot de dwergsterren, waarvan de massa kan verschillen van 0,2 tot 2 keer de zonmassa. Allen maken gebruik van fusie van waterstof naar helium. Onze Melkweg bestaat uit 90% van deze dwergsterren. Daarnaast kennen we nog de reuzen- en superreuzen, te weten de blauwe- en de rode reus en de rode superreus, allemaal sterren die aan het einde van hun leven zijn.
De laatste fases van het leven van deze sterren leiden tot geweldig indrukwekkende situaties.
Hierover in het volgende Blog meer.
