Ενας γαλαξίας ή ένα αστέρι γεννιέται;

Η ερώτηση θυμίζει την αιώνια απορία : Η κότα γέννησε το αβγό ή το αβγό την κότα; Οι κοσμολόγοι δεν έχουν συμφωνήσει ακόμη ποιοι γεννήθηκαν πρώτοι: οι γαλαξίας ή οι αστέρες. Μετά τη Μεγάλη Εκκρηξη – απειροελάχιστα μετά – δηλαδή 10-35 δευτερόλεπτα μετά, η θερμοκρασία έπεσε στους 1028 βαθμούς Κελσίου, ελευθερώνοντας ασύλληπτα ποσά ενέργειας, που προκάλεσαν την απίστευτη διόγκωση του, νεαρού τότε, Σύμπαντος. Η ενέργεια ελευθερωνόταν κατά κύματα. Με αποτέλεσμα άλλες περιοχές να είναι πυκνότερες και άλλες αραιότερες.Στις πυκνότερες περιοχές, επειδή τα αρχέγονα σωματίδια είχαν μεγαλύτερη επαφή μεταξύ τους, η βαρυτική έλξη ήταν μεγαλύτερη. Αυτό το γεγονός έδωσε τη δυνατότητα στις περιοχές αυτές να απορροφήσουν διάσπαρτη ύλη από το κοντινό τους διάστημα, οπότε η πυκνότητά τους αυξανόταν όλο και περισσότερο. Αργά – αργά, οι αέριες αυτές μάζες μορφοποιούνταν σε τεράστιους σχηματισμούς, τους γαλαξίες.

Τα σχήματα των γαλαξιών, σε αδρές γραμμές, είναι τρία : Το σπειροειδές, που είναι και το πιο σύνηθες, το ελλειπτικό και το ανώμαλο.

Οι γαλαξίες είναι πραγματικά πολύ μεγάλοι σχηματισμοί. Ετσι, οι αποστάσεις μεταξύ τους μοιάζουν μικρές. Σε αυτή τη σχετική γειτνίαση, οι μεγαλύτεροι γαλαξίες «καταπίνουν» τους μικρότερους γείτονές τους, όπως απέδειξαν οι φωτογραφίες του τεράστιου τηλεσκοπίου Hubble. Αυτός ο «καννιβαλισμός» (όπως τον αποκάλεσε ο MarkGarlick) διαρκεί δισεκατομμύρια χρόνια, μέχρι και σήμερα.

Οι γαλαξίες αποτελούνται από αστέρες. Από μερικά εκατομμύρια ως πολλά δισεκατομμύρια ο καθένας.

Η γέννηση των αστέρων  ξεκινά από ένα σημείο συμπύκνωσης της ύλης και, με τη βοήθεια της βαρυτικής συστολής, ένα μικρό (στη συμπαντική έννοια του μικρού) σκοτεινό σφαιρίδιο αερίου και «σκόνης» (συστατικά που αφθονούν σε μοριακά νέφη, όπως το νεφέλωμα του Ωρίωνα), συμπιέζεται τόσο πολύ που η δυναμική του ενέργεια εκλύεται με μορφή θερμότητας και το σφαιρίδιο αρχίζει να εκπέμπει φως. Η περιφέρεια του σφαιριδίου έχει τότε θερμοκρασία μερικών εκατοντάδωνβαθμών Κελσίου, ενώ ο πυρήνας του χιλιαπλάσια. Οσο ακόμη το σφαιρίδιο συστέλλεται, καλείται πρωτοαστέρας.Με τη συνεχή συστολή ο όγκος του πρωτοαστέρα ελαττώνεται, τα άτομα κινούνται πιο γρήγορα και η θερμοκρασία του πυρήνα του αυξάνεται. Οταν φθάσει την κρίσιμη θερμοκρασία των 15 εκατομμυρίων βαθμώνΚελσίου, τα άτομα του υδρογόνου ενώνονται και μετατρέπονται σε ήλιο. Η αντίδραση αυτή ονομάζεται θερμοπυρηνική σύντηξη (ήνουκλεοσύνθεση). Κατά τη θερμοπυρηνική σύντηξη ένα μικρό μέρος της ύλης μετατρέπεται σε ενέργεια σύμφωνα με την εξίσωση του

Einstein :Ε = m . c2

(όπου Ε είναι η εκλυόμενη ενέργεια, m είναι η μετατρεπόμενη μάζα και  c  η ταχύτητα του φωτός, υψωμένη στο τετράγωνο), που σημαίνει τεράστια ποσά ακτινοβολίας. Στην ίδια εξίσωση βασίζονται και οι βόμβες υδρογόνου.

Η δύναμη της ακτινοβολίας είναι τόσο ισχυρή ώστε συγκρατεί την ύλη των υπερκείμενων στρωμάτων, που η βαρυτική έλξη τα ωθεί προς τον πυρήνα. Οταν η βαρυτική έλξη ισορροπήσει με την εξωθούσα ακτινοβολία, ένα νέο αστέρι έχειγεννηθεί και ακτινοβολεί πια αδιάλειπτα.

Στους αστέρες με μεγάλη μάζα απαιτούνται περισσότερα «καύσιμα» για να αναχαιτίσουν την πτώση των εξωτερικών στρωμάτων προς τον πυρήνα. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα του πυρήνα εξαντλείται γρηγορότερα από ό,τι σε αστέρες με μικρή μάζα. Τα «καύσιμα» του πυρήνα των μεγάλων αστέρων είναι δυνατόν να εξαντληθούν σε λίγα μόλις εκατομμύρια χρόνια. Το υδρογόνο του Ηλιου μας, που είναι σχετικώς μικρός αστέρας, καίγεται σχετικά αργά και η διάρκεια της ζωής του φθάνει (ευτυχώς για μας!) στα 13 – 15 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου.

Οι αστέρες που σχηματίζονται τώρα αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από υδρογόνο και ήλιο. Περιέχουν ελάχιστα ίχνη από βαρύτερα στοιχεία (άνθρακα,οξυγόνο και άζωτο), τα οποία υπάρχουν και στα διάσπαρτα μοριακά νέφη γύρω μας. Τα βαρέα στοιχεία που βρίσκονται στον γνωστό κόσμο μας, αλλά και στο ίδιο το σώμα μας, οι κοσμολόγοι πιστεύουν πως πρέπει να προέρχονται από τον θάνατο των πρώτων αστέρων της δημιουργίας. Γιατί, φίλοι μου, ο θάνατος δεν είναιαποκλειστικό προνόμιό μας, όπως θα δούμε και στην επόμενή μας ανάρτηση.

 

Φιλιώ Νόμπελη

Πυρηνική Χημικός