Stjernens livssyklus mandag 2. februar

Like dokumenter
RST Fysikk 1 lysark kapittel 10

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 15: Hvite dverger og supernovaer

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 15: Hvite dverger og supernovaer

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 16: Hvite dverger, supernovaer og nøytronstjerner

AST1010 Forlesning 15. Stjernenes liv fra fødsel til død

AST1010 Forlesning 14. Hertzsprung-Russell-diagram. Hovedserien: Fusjonerer H He 2/24/2017. Hvorfor denne sammenhengen for hovedseriestjerner?

AST1010 En kosmisk reise. Stjernenes liv fra fødsel til død

RST Fysikk 1 lysark. Klikk på sidetallet for å komme til det enkelte lysark. De svarte sidetallene viser hvor illustrasjonen står i læreboka.

AST1010 Forlesning 14

1 Leksjon 8 - Kjerneenergi på Jorda, i Sola og i stjernene

Stjerneutvikling 2008 Lars, Morten, Åsgeir, Erlend. Stjerneutvikling. Lars, Morten, Åsgeir og Erlend 1/11

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Sola

AST1010 Forlesning 14

Supernovaer. Øyvind Grøn. Trondheim Astronomiske Forening 16. april 2015

Melkeveien sett fra jorda

AST1010 Forlesning 14. Stjernenes liv fra fødsel til død

Grunnstoffdannelse. (Nukleosyntese)

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 13: Sola

AST1010 En kosmisk reise

Fasit for AST1010 høsten 2004.

AST1010 Forlesning 14. Innhold 06/03/16. Skyer av gass og støv. Stjernenes liv fra fødsel <l død

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 15: Hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull

Leksjon 12: Stjerneutvikling fra fødsel til død

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 21: Oppsummering

FASIT Svarene trenger ikke være like utdypende som her. Side 1 UNIVERSITETET I OSLO

Leksjon 16: Supernova - en stjerne som dør

Leksjon 10 Stjerneutvikling fra fødsel (protostjerner) til død (hvite dverger)

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien

AST1010 En kosmisk reise Forelesning 12: Sola

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 12: Melkeveien

Referat fra medlemsmøte i TAF 5. oktober 2011

Oppgaver, Fasit og Sensurveiledning

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 8: Sola

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

EksameniASTlolo 13 mai2

Stråling fra rommet. 10. November 2006

UNIVERSITETET I OSLO

AST1010 En kosmisk reise

EN STJERNES LIV AV: SHERMILA THILLAIAMPALAM

Spørretime før eksamen AST 1010

10/23/14. AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Melkeveien. Innhold. Melkeveiens struktur Det sorte hullet i sentrum av Melkeveien Mørk materie

AST1010 En kosmisk reise. I dag. Astronomiske avstander 2/24/2017

Innhold. AST1010 En kosmisk reise. Melkeveien sed fra jorda 10/19/15. Forelesning 17: Melkeveien

AST1010 En kosmisk reise

1 Leksjon 14 Stjerners natur

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Eksamen AST1010 oppgaver med fasit

Hvor kommer magnetarstråling fra?

Eksamen i Astrofysikk, fag FY 2450 (og MNFFY 250) Fredag 4. juni 2004 Løsninger

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HRdiagrammet

Q = ΔU W = -150J. En varmeenergi på 150J blir ført ut av systemet.

AST1010 den kosmiske reisen: Onsdag 19 november 2008

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 18: Eksoplaneter og jakten på liv

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 19: Kosmologi

( ) Masse-energiekvivalens

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Stjernedød i to varianter 10/13/15. Forelesning 15: Hvite dverger, nøytronstjerner og sorte hull

AST1010 våren 2010 Oppgaver med fasit

Atomets oppbygging og periodesystemet

Supernova - en stjerne som dør

Oppgaver med fasit for AST1010 våren 2004

AST1010 En kosmisk reise

Eksamen i Astrofysikk, fag TFY4325 og FY2450 Torsdag 2. juni 2005 Løsninger

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

Fasit og Sensurveiledning for AST101 Våren 2003.

STJERNEHIMMELEN I DESEMBER av Harald Eide

1 Leksjon 11 Stjerners natur

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Stjerners avstand og lysstyrke 01/03/16

1) Redoksreaksjoner, reaksjoner hvor en forbindelse. 2) Syre basereaksjoner, reaksjoner hvor en. elektronrik forbindelse reagerer med en

AST1010 En kosmisk reise. Andromeda. Avstand: 2.55 millioner lysår. Hubbles klassifikasjon av galakser 3/20/2017

Stjerner & Galakser. Gruppe 2. Innhold: Hva er en stjerne og hvilke egenskaper har en stjerne?

UNIVERSITETET I OSLO

Kapittel 21 Kjernekjemi

Hvorfor studere kjemi?

UNIVERSITETET I OSLO

Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 17: Sorte hull og galakser

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 13: Innledende stoff om stjerner: Avstander, størrelsesklasser, HRdiagrammet

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Mekanikk 1/19/2017. Forelesning 3: Mekanikk og termodynamikk

Eksamensoppgaver AST1010 våren 2008 med forslag til fasitsvar.

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise

UNIVERSITETET I OSLO

Svarte hull kaster lys over galaksedannelse

FASIT UNIVERSITETET I OSLO. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

elementpartikler protoner(+) nøytroner elektroner(-)

Eksamen AST november 2007 Oppgaver med fasit

AST1010 En kosmisk reise. Astronomiske avstander v=vsl-jncjak0. Forelesning 20: Kosmologi, del I

AST1010 En kosmisk reise

AST1010 En kosmisk reise. Innhold. Stjerners avstand og lysstyrke 9/27/15

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 3: Mekanikk, termodynamikk og elektromagnetisme

Løsning, eksamen FY2450 Astrofysikk Lørdag 21. mai 2011

Professor Elgarøy avslører: Hva DU bør repetere før AST1100-eksamen!

Eksamen i AST1010 den kosmiske reisen, 4 mai Oppgavesett med fasit.

Transkript:

Stjernens livssyklus 1

Stjernefødsel Materie er ujevnt fordelt, noen steder tykkere tåker. Gravitasjon tiltrekker, gasstrykk frastøter. Masse som faller frigjør potensiell energi, trykk og temperatur øker. Nok temperatur gir synlig stråling. Protostjerne! Ved 5 millioner Kelvin starter fusjon av hydrogen. Energi frigis, strålingstrykket stanser sammentrekningen. Resten av tåka blåses vekk, stjernen er født! 2

... med en skive av gass rundt seg. l sentrum av området øker tettheten, og i hver enkelt sky for seg. Etter hvert danner det seg et særlig tett område i midten sammentrekningen fortere enn i områdene rundt. Det dannes mindre, tette skyer der kollapsen fortsetter En stor gassky kollapser under sin egen tyngde. Noen steder der tettheten er større enn ellers, går temperaturen blir etter hvert så høy at denne delen tar form som et himmellegeme. En protostjerne er dannet. Sammentrekningen av protostjernen fortsetter til temperaturen er blitt så høy at fusjonsprosesser kan komme i gang. En stjerne er tent! Cappelen, RST, 2007 3

HR-diagrammet Deneb O-B: tydelige Ustrålt effekt/l sol 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 0,1 10 2 10 3 Centauri Rigel Spica Hovedserien Sirius B Bellatrix Hvite dverger Procyon B Canopus Arkturus Vega Sirius Altair Superkjemper Kefeider Sola Ceti Polaris Procyon Kjemper Pollux Centauri A Antares Aldebaran Centauri B Barnards stjerne Cygni B Proxima Centauri Betelgeuse Ross 128 Wolf 359 0,01 0,1 1 10 100 1000 Levetid på hovedserien/10 9 år spektrallinjer fra Helium A-F: Hydrogen G-K: Metaller M: Molekyler 10 4 Spektralklasse O0 B0 A0 F0G0K0 M0 50 000 Cappelen, RST, 2007 30 000 10 000 6000 5000 3500 Temperatur/K 4

Solmasser Når vi snakker om massen til stjerner sammenlikner vi dem med sola vår. Vi skiller mellom opprinnelig masse og restmasse. Stjerner med m < 0,08 solmasser får ikke høy nok temperatur til at fusjon starter. Vi får en brun dverg. Hva kommer lyset fra i en brun dverg? 5

Livet på hovedserien Produserer energi ved at hydrogen fusjonerer til helium. Enten proton-proton-kjeden, eller karbonsyklusen. Masse over 1,5 solmasser domineres av karbonsyklusen. Strålings- og gasstrykk balanserer gravitasjonskreftene og stjernen er i likevekt. Stjernens masse avgjør hvor lenge den vil være på hovedserien. Stor masse, høy temperatur gir kort liv. Øverst til venstre i HR-diagrammet. Trykkrefter Tyngdekrefter Massen avgjør også hva stjernen blir etterpå. 6

Proton-proton-kjeden Proton Proton Proton Deuterium H-2 Helium He-3 Helium He-3 Deuterium H-2 Positron Helium He-3 Helium He-4 To protoner Nøytrino Cappelen, RST, 2007 7

Stjernens død En stjerne som dør kaster masse ut i rommet. Det som blir igjen kalles restmasse. Restmasse Stjernens sluttfase MR < 1,4 Msol Hvit dvergstjerne 1,4 Msol < MR < 2-2,5 Msol Nøytronstjerne MR > 2-2,5 Msol Svart hull 8

Hvite dverger 1 Hovedsakelig oksygen og karbon. Dannes når opprinnelig masse er mindre enn 6 solmasser. Når 10% av hydrogen er brukt, starter sammentrekning. Temperatur øker, og etterhvert begynner helium å fusjonere til karbon (100 millioner K). Nå svulmer stjernen opp til en rød kjempe! Lite helium fører til ny sammentrekning. 9

Hvite dverger 2 Temperaturen vil ikke øke nok til karbonfusjon. Det vil bli to lag med fusjonsprosesser: Innerste skall, heliumfusjon. Ytterste skall, hydrogenfusjon. Gravitasjonskreftene ikke store nok til å motvirke trykket. De ytterste lagene blir kastet av, og vi sitter igjen med en hvit dverg. Dersom opprinnelig masse er mindre enn 0,26 solmasser hopper stjernen over hele rød kjempe-prosessen. 10

Fra stjerne Stjerneutvikling til hvit II dverg A Hovedseriestjerne, f.eks. sola B Stjernen blir en rød kjempe. Kjerne med hydrogenfusjon til helium (hydrogenbrenning) C Heliumblaffet Skall med H-brenning Tett heliumområde D Langvarig rolig fase Eksplosiv heliumfusjon til karbon Kjerne med He-brenning Skall med H-brenning E Sakte blir den røde kjempen enda mye større. Tett karbonkjerne Skall med He-brenning Skall med H-brenning F Den røde kjempen kaster de ytre lagene av seg. Det dannes planetarisk tåke. G Hvit dverg Cappelen, RST, 2007 11

Flere lag ulike reaksjoner Fe Si, S Fe O Si, S C Ne, Mg He C, O H He Kjernetemperatur ca 5*10 9 Kelvin kan fusjonsprosessen lage jern. Hvorfor blir ikke tyngre grunnstoffer dannet? 12

Nøytronstjerner Dersom restmassen er stor nok, kan temperaturen bli 5 milliarder Kelvin, og dannelsen av jern begynner. Hvorfor stopper det med jern? Fusjon etter dette stopper opp, gravitasjon får overtaket, stjernen imploderer. Enorme mengder energi blir frigjort, supernova! Nøytronstjerne når elektronene blir presset inn i atomkjernene. = 13

Svarte hull Dersom det ikke er likevekt mellom gravitasjon og trykkrefter fra nøytroner fortsetter sammentrekningen. Elektronene presses inn i protonene. Opprinnelig masse større enn 40 solmasser. 14

http://sunshine.chpc.utah.edu/labs/star_life/support/ HR_static_real.html 15