Czerwony nadolbrzym
Powstanie
Gwiazdy ok. 8 do 40 mas Słońca skończywszy swój ciąg główny stają się czerwonymi nadolbrzymami. Początkowe etapy przemian nadolbrzyma są takie same jak w przypadku czerwonych gigantów . Różnica pojawia się gdy gwiazda wyczerpuje swój zapas helu. Nadolbrzymy są w stanie wytworzyć na tyle duże ciśnienie i temperaturę aby rozpocząć fuzję cięższych pierwiastków.
Kolejne pierwiastki wytwarzane przez gwiazdy w procesie fuzji to odpowiednio:
- Wodów - H
- Hel - He
- Węgiel - C
- Neon - Ne
- Tlen - O
- Krzem - Si
- Żelazo - Fe
Co po żelazie?
Elektrownie jądrowe wytwarzają energię za sprawą rozszczepienia atomów ciężkich i niestabilnych pierwiastków. Np. po kolizji jądra uranu z neutronem, ten rozpada się na jądro kryptonu oraz baru, uwalniając przy okazji pewną porcję energii. Wiemy też, że gwiazda wytwarza energię poprzez fuzję atomów lekkich pierwiastków w cięższe.
Mamy więc sytuację w której zarówno rozszczepienie atomu jak i jego fuzja mają dodatni bilans energetyczy. Coś tutaj nie pasuje, moglibyśmy przecież na przemian scalać i rozdzielać atomy i w ten sposób usyskać nieskończoną energię, a to jest przecież niemożliwe. Musi istnieć granica po przekroczeniu której fuzja nie produkuje już dodatkowej energii. Tą granicą jest właśnie żelazo.
W momencie gdy w jądrze zacznie wytwarzać się żelazo dochodzi do gwałtownej śmierci gwiazdy, ponieważ nie wytwarza ona już energii chroniącej ją przed grawitacją. Warstwy jądra zapadają się na siebie i część z nich jest odbijana, czego skutkiem jest największa eksplozja znana wszechświatowi (poza wielkim wybuchem) - supernowa.
To co stanie się potem zależy (jak już często bywało) od masy umierającej gwiazdy. Po wybuchu supernowej z nadolbrzyma może pozostać czarna dziura bądź gwiazda neutronowa.
Ponieważ, każdy kolejny pierwiastek wymaga większej temperatury i ciśnienia, są one wytwarzane po kolei. Gdy rozpoczyna się fuzja kolejnego pierwiastka część tych wytworzonych poprzednio odkłada się w zewnętrzych warstwach gwiazdy. Wynika z tego, że ogry, cebula i gwiazdy mają ze sobą coś wspólnego - mają warstwy.
Gwiazdy o masie powyżej 40 mas Słońca całkowicie pomijają etap czerwonego nadolbrzyma i od razu wybuchają jako supernova.
Pierwiastki cięższe niż węgiel powstają ekstremalnych warunkach panujących podczas wybuchu supernovy. Mimo iż trwa on dosyć krótko wywtarzane są miliardy ton cięższych pierwiastków różnego rodzaju.
Jednym ze słynniejszych nadolbrzymów jest Betelgeza. Zajduje się ona w odległości ok. 640 lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Oriona.
W Polsce łatwo można zaobserwować ją w okresie zimowym. W dobrych warunkach, gołym okiem można zobserwować jej czerwoną barwę. Jest 18 razy cięższa i od 684 do 1090 większa od Słońca. Jej wiek to tylko ok. 8 milionów lat. Jeśli w przeciągu najbliższych lat będzie możliwa obserwacja supernovej bez użycia specjalistycznego sprzętu będzie to właśnie supernova Berelgezy. Gwiazda jest już na schyłku swojego życia i może eksplodować w każdej chwili.