Η ζωή των αστεριών : λευκοί νάνοι

Νεφέλωμα Dumbbell

Πλανητικό νεφέλωμα

M27

Απόσταση : 1200 έτη φωτός

Σε περίπου έξι δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ήλιος θα γίνει ένας ολοκληρωμένος κόκκινος γίγαντας, φουσκώνοντας έως ότου η διάμετρός του γίνει εκατονταπλάσια της σημερινής, ενώ στην πορεία θα μετατρέψει τη γη σ' ένα κομμάτι λάβα χωρίς ατμόσφαιρα και ζωή. Μερικά εκατομμύρια χρόνια αργότερα τα εξωτερικά στρώματα του ήλιου θα αποβληθούν, σχηματίζοντας ένα πλανητικό νεφέλωμα περίπου όμοιο με αυτό που βλέπουμε στην παραπάνω φωτογραφία.
Εκατοντάδες λευκοί νάνοι έχουν ανακαλυφθεί εντός ακτίνας μερικών δεκάδων ετών φωτός από τον ήλιο. Πρόκειται για αστερια που έχουν εξαντλήσει τα φορτία των θερμοπυρηνικών τους καυσίμων και βυθίζονται ταχύτατα στην γεροντική απραγία του λευκού νάνου. Μετά από περίπου 40.000 χρόνια, το πλανητικό νεφέλωμα διαλύεται.
Ο λευκός νάνος Ήλιος θα κινείται ανάμεσα στ' αστέρια, πάνω στο ίδιο μονοπάτι που ακολουθούσε γύρω από το κέντρο του Γαλαξία κατά την πιο ρωμαλέα νιότη του. Θα έχει όμως γύρω στα τρία τέταρτα της αρχικής του μάζας , συμπιεσμένη σ' ένα σώμα με τις διαστάσεις της γης αλλά πολλές φορές βαρύτερο. Ένα κουταλάκι του γλυκού γεμάτο με ύλη από λευκό νάνο ζυγίζει περίπου πέντε τόνους.

Από τον καμμένο τόπο που κάποτε ήταν η Γη και που, αν υπάρχει ακόμα τότε, θα είναι πια παγωμένος κι έρημος, θα φαίνεται σαν εντυπωσιακό ουράνιο διαμάντι που θα εκπέμπει λάμψη σε επίπεδα λυκόφωτος, αλλά σχεδόν καθόλου θερμότητα. Μέσα στα επόμενα 30 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, ο Ήλιος θα ψυχθεί αργά, σαν μια χόβολη που σιγοκαίει, μέχρις ότου πάψει να εκπέμπει ενέργεια.

Το τελικό λείψανο του Ήλιου θα είναι ένας μαύρος νάνος με μέγεθος ίσο με της Γης και με 200.000 φορές τη μάζα της. Έως τώρα δεν υπάρχουν παρατηρησιακές ενδείξεις για μαύρους νάνους, Το σύμπαν είναι ακόμα τόσο νέο, ώστε ούτε ένας από τους λευκούς νάνους δεν έχει ακόμα ολοκληρώσει τον αργό και ήρεμο θάνατο που περιμένει τον Ήλιο μας.

Σείριος Α

Σείριος Α : Το στολίδι του χειμερινού ουρανού, λάμπει εκτυφλωτικά τον Ιανουάριο και τον Φεβρουάριο, χαμηλά στον νότο, στις 10.00μμ. Το όνομά του προέρχεται από τα αρχαία ελληνικά και σημαίνει καυτός. Έχει κατα προσέγγιση διπλάσια μάζα και διάμετρο από τον ήλιο κι εκπέμπει 20 φορές περισσότερο φως. Αυτό από μόνο του δεν είναι ασυνήθιστο. Εκείνο που συμβάλλει στο να φαίνεται ο Σείριος τόσο λαμπρός στον ουρανό μας είναι το ότι είναι μόνο 8,6 φωτός μακριά. Από τους ορατούς με γυμνό μάτι αστέρες, μόνο ο Άλφα του Κενταύρου, ένας κόκκινος νάνος, στο νότιο ημισφαίριο, είναι πιο κοντά σε μας απ' ότι ο Σείριος.

Ο Σείριος έχει έναν εκκεντρικό συνοδό, έναν μικρό και πυκνό αστέρα που ανήκει στην κατηγορία των λευκών νάνων. ( Κάτω αριστερά στη φωτογραφία ) . Στον μικρό αυτό συνοδό του Σείριου, έχει δοθεί το παρωνύμιο Κουτάβι. Δυστυχώς βρίσκεται τόσο κοντά στο Σείριο, ώστε απαιτείται μεγάλο τηλεσκόπιο για να διακριθεί. Μέσα στην αίγλη του υπέρλαμπρου γείτονά του, η λάμψη του Σείριου Β μοιάζει με ασθενή σπίθα.

Ανακαλύφθηκε το 1862, από τον Αμερικανό αστρονόμο Alvan Clark. Όπως διαπιστώθηκε αργότερα, ο Σείριος Β περιέχει τόση μάζα όση κι ο ήλιος, στριμωγμένη μέσα σε μια μικρή σφαίρα που είναι μόλις το 1% της διαμέτρου του ήλιου, δηλαδή έχει περίπου τις ίδιες διαστάσεις με τη γη, εκπληκτικά μκρές για τα αστρικά δεδομένα.

.

Σείριος Β
Λευκός νάνος
HD 48915 B
Απόσταση : 8.600 έτη φωτός

Στα ορατά μήκη κύμματος, ο Σείριος Α είναι το λαμπρότερο αστέρι του νυχτερινού ουρανού. Η λάμψη του κυριαρχεί επί του Σείριου Β , του μικρότερου λευκού νάνου συντρόφου του που εκπέμπει ένα πολύ αμυδρό φως ακτίνων Χ ( μη ορατό μήκος κύμματος ) .

Ο Σείριος Β είναι μόλις λίγο μικρότερος από τη Γη, καθώς όμως έχει τη μάζα του Ήλιου, απολαμβάνει μια επιφανειακή βαρύτητα 400.000 φορές ισχυρότερη από αυτή του πλανήτη μας και μια επιφανειακή θερμοκρασία γύρω στους 8.000 βαθμούς Κελσίου.

Γενικά, αυτό που μένει στο τέλος της ζωής ενός αστεριού σαν τον Ήλιο, είναι ένα αστρικό υπόλειμμα σε μέγεθος πλανήτη, που ψύχεται αργά. Ο πυρήνας του αστεριού, μετά την κατάρρευση, είναι μια σούπα σωματιδίων υδρογόνου, ηλίου και διάφορων ατομικών πυρήνων - όπως του άνθρακα - που κολυμπούν σε μια θάλασσα αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων.

Καθώς το αστέρι κρυώνει, πυκνώνει σταδιακά μέχρι να φτάσει το μέγεθος της Γης. Παρόλο που δεν καίει πια καύσιμα, η επιφανειακή του θερμοκρασία μπορεί να είναι μεγαλύτερη από κείνη του προγόνου του, φθάνοντας τους 100.000 βαθμούς Κελσίου ή και περισσότερους. Επειδή όμως η επιφάνεια του είναι τώρα πολύ μικρή, μικρή είναι και η ποσότητα ακτινοβολίας που εκπέμπει και δηλαδή ένα πολύ αμυδρό φως.

.

NGC 2440 nucleus
Λευκός νάνος
HD 62166
Απόσταση : 4.000 έτη φωτός.

Λάμποντας λαμπρά στο κέντρο του πλανητικού του νεφελώματος, το αστέρι αυτό είναι ο πιο καυτός λευκός νάνος που γνωρίζουμε. Με μια επιφανειακή θερμοκρασία 200.000 βαθμών Κελσίου, είναι 40 φορές θερμότερος από τον Ήλιο. Αυτή η θηριώδης ζέστη δεν προέρχεται από την πυρηνική σύντηξη, - το άστρο έχει εξαντλήσει τα καύσιμά του - αλλά από τη βαρυτική κατάρρευση του πυρήνα του.
Καθώς ο λευκός νάνος ψύχεται για εκατομμύρια χρόνια, κάτι θεαματικό συμβαίνει βαθιά μέσα του. Τα άτομα του άνθρακα στο κέντρο του αρχίζουν να ενώνονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν κρυστάλλους οι οποίοι, κάτω από την τόσο ακραία πίεση, η μορφή που μπορούν να πάρουν είναι μόνο μία : το διαμάντι.

Ύστερα από δισεκατομμύρια χρόνια, ο λευκός νάνος θα συσταλλεί ακόμα περισσότερο. Τελικά θα " σβήσει ", δηλαδή δεν θα εκπέμπει καθόλου φως , μόνο μια αμυδρή υπογραφή ενός θερμού υπολείμματος του άλλοτε ακμαίου αστέρα. Ο λευκός νάνος θα έχει γίνει ένας μαύρος νάνος, έχοντας στην καρδιά του ένα διαμάντι σε μέγεθος πλανήτη.
Πηγές στοιχείων : Terence Dickinson, Επίτιμος Αστρονόμος, Το Σύμπαν και πέρα από αυτό, Πλανητάριο Θεσσαλονίκης 2004, Οδηγός παρατήρησης του ουρανού, Πλανητάριο Θεσσαλονίκης 2007 και Giles Sparrow, Αστρονόμος, Cosmos, Quercus Pubblishing Ltd, London 2006.

Μετάφραση από τ' αγγλικά : Σ. Πάνου, Δεκέμβριος 2007.