הבזק הליום

הבזק הליום הוא תהליך אשר מתרחש בכוכבים במסה בינונית לאחר סיום חייהם ככוכבי הסדרה הראשית. תוך כדי הפיכת הכוכב לענק אדום, הליבה שלו עוברת קריסה כבידתית והגז שבה עובר למצב של חומר מנוון כלומר חומר המוחזק על ידי לחץ ניוון, שהוא לחץ הנובע מעקרון האיסור של פאולי. כתוצאה מתחילת היתוך הליום בליבה המנוונת, מתחילה תגובת שרשרת מהירה ועוצמתית, אשר גורמת תוך זמן קצר לגידול דרסטי בתפוקת האנרגיה בליבה.

התהליך כפי שהוא מתואר בהמשך הוא תוצאה של מודליים אסטרופיזקליים ממוחשבים. קיימים גרמי שמים אותם מסווגים כאובייקטי הבזק הליום, לדוגמה אובייקט סקוראי .

תיאור התהליך בכוכב

מעבר שלב בחיי כוכב
כאשר כוכב בעל מסה בינונית אינו מסוגל להמשיך להתיך מימן, השלב הבא בחייו הוא ענק אדום. המעבר הוא הדרגתי ונמשך לפרק זמן של מיליארדי שנים, כאשר לשמש שלנו, לדוגמה, המעבר ייקח כמיליארד שנים, ולכוכבים בעלי מסה קטנה יותר יידרש אף יותר זמן.

בסיומו של המעבר, ליבתו של הכוכב עשירה בהליום (תוצר היתוך המימן), מהווה כ-30% ממסת הכוכב ודחוסה לנפח קטן מאוד, בערך פי שניים עד שלושה מנפח כדור הארץ. בצפיפות גבוהה זו, החומר בליבה לא מתנהג כמו גז רגיל, אלא כחומר מנוון.

התנהגות חומר מנוון
התנהגותו של חומר מנוון שונה מזו של גז רגיל. בגז רגיל, הקטנת הנפח (דחיסה) גורמת לעליה בטמפרטורה ואיתה גם עליה בלחץ כלפי חוץ, אשר גורם להתפשטות הגז והתקררותו, עד שמושג איזון בין כבידה ללחץ תרמי, הנקרא באסטרופיזיקה שיווי משקל הידרוסטטי. התנהגותו של חומר מנוון לעומת זאת, מזכירה יותר מצב מוצק: הוא אינו יכול להתרחב ולכן גם לא מתקרר. הסבר שקול הוא שבחומר מנוון, עלייה בטמפרטורה לא גורמת לשינוי לחץ ואין מה שיאזן את ההתחממות.

הבזק הליום בליבה
כאשר הליבה של כוכב מתכווצת, עקב דעיכת היתוך המימן וקריסה כבידתית, היא מתחממת מאוד. אך ההליום בה מתנהג כחומר מנוון ולכן ההתחממות לא גורמת להתפשטות. הטמפרטורה ממשיכה לעלות, עד לנקודה שהיא מספיקה להיתוך הליום (כ-100-200 מיליון מעלות קלווין). תחילת תגובת ההיתוך משחררת אנרגיה וגורמת לעלייה נוספת בטמפרטורת הליבה, אשר מובילה להתרחבות האזור בו מתרחש היתוך. זוהי תגובת שרשרת שמזינה את עצמה ומתגברת - קצב יצירת האנרגיה בליבה עולה בצורה דרסטית תוך זמן קצר, ויכול להגיע לסדר גודל של פי 100 מיליארד מהשמש. עם זאת, התפרצות אנרגיה אדירה זו אינה גורמת לחוסר יציבות או התפוצצות הכוכב, מכיוון שרובה מושקעת בהתגברות על לחץ הניוון של האלקטרונים.

כתוצאה מהתהליך, מבנה ליבת הכוכב משתנה והיא יכולה להתיך הליום לפחמן באופן רגיל. שלב זה יכול להימשך עד מיליארד שנים נוספות, סה"כ כ-10% מאורך חיי הכוכב.

הבזק הליום יכול להתרחש רק בכוכבים בהם ליבת ההליום היא בעלת מסה של פחות מ-1.4 מסות שמש, מכיוון שבהם החומר בליבה מגיע למצב מנוון. לכן התהליך מוגבל לכוכבים קטנים עד בינוניים, בעלי 1 עד 2.6 מסות שמש.

הבזק הליום בעצמים אחרים

ננס לבן
במקרה של ננס לבן שסופח מימן (לדוגמה, מכוכב רגיל במערכת זוגית), בדרך כלל מתחיל תהליך של היתוך הליום על פני השטח שלו. כאשר מצטברת מסה מספיק גדולה של הליום, יכול להתרחש הבזק הליום, אשר יגרור התפרצות אנרגיה וחומר בצורת נובה.

הבזק מעטפת הליום
תהליך דומה להבזק הליום עלול להתרחש באופן מחזורי בכוכבים הנמצאים בענף הענקים האסימפטוטי (אזור בדיאגרמת הרצשפרונג-ראסל בו נמצאים כוכבים של 0.6-10 מסות שמש בשלב התפתחות מתקדם, לאחר עזיבתם את הסדרה הראשית). בכוכבים אלה ההבזק מתרחש במעטפת מחוץ לליבה.

ראו גם
 ענק אדום

הערות שוליים

אסטרופיזיקה
שלבים במחזור החיים של כוכבים
הליום