Die lewe van sterre
… en die verskillende soorte sterre in die hemelruim
BO: Die Nederlandse skilder Vincent van Gogh (1853–1890) het die naghemel gesien soos geen ander kunstenaar dit kon uit­beeld nie—totdat die wentelende ruimte-teleskoop Hubble die hemelruim begin gefotografeer het. Hierdie treffende Hubble-beeld van 'n kolking van stof tussen die sterre—ruimtestof wat deur 'n rooi reuse-ster genaamd V838 Monocerotis verlig word—het al baie mense aan die beroemde Van Gogh-skildery "Sterrenag" (REGS) herinner.
Foto: HST / NASA / ESA
Gaan op toer na nog skouspelagtige tonele van sterre:
Na die inhoudsblad
Begin die toer
'n Gewone ster soos ons Son sou in 'n latere stadium van sy lewe tot 'n "rooi reus" kon ontwikkel wat die Aarde en die ander binneplanete insluk en tot by die wentelbaan van Jupiter strek. Maar sterre kan uiteindelik ook in soge­naamde "wit dwerge", "neutron-sterre" of "swart gate" verander. Dis te sê as hulle nie beteurterde "bruin dwerge" is wat nooit as volwaardige liggewers kon ontpop nie…
TERRE is sonne soos ons Son, hoewel hulle in grootte en aard baie van mekaar kan verskil. Hulle is nietemin almal bolvormige hemelligame wat hul eie lig uitstraal. Dit doen hulle deur hul eie energie op te wek en dit in die vorm van lig in die ruimte te verstrooi.
Sterre verskil dus grootliks van die planete, mane en komete in ons Sonnestelsel wat nie self lig genereer nie, maar slegs die lig van ons eie ster, die Son, weerkaats.
Die brandstof wat sterre gebruik, is dit waarvan hulle self gemaak is—elemente soos water­stof, helium, koolstof, ensovoorts. Hulle verbrand hierdie elemente en skep daardeur swaarder elemente.
Wanneer ons hier van "verbrand" praat, is dit nie 'n verbrandingproses soos dié wat ons ken wanneer byvoorbeeld hout of steenkool in die suurstof van die lug in vlamme opgaan nie. Laasgenoemde bekende soort verbranding is 'n chemiese verbranding. Maar by sterre word met verbranding nukluêre verbranding bedoel. Dit is waar die nukleusse (of nukleï of kerne) van atome versmelt om die kerne van swaarder atome te vorm, 'n proses wat kernfusie genoem word.
REGS: 'n Kunstenaarsvoorstelling van kernfusie in 'n ster.
Omdat sterre se grootte beperk is, moet hulle uiteindelik hul kernbrandstof opgebruik—en dan is hul blus natuurlik uit, om dit so te stel.
In hul lewensgang, waarin hulle geleidelik hul atoomkerne van een soort in 'n ander omskakel, is dit vanselfsprekend dat sterre sal verander en ontwikkel.
Hoe sterre gebore word
'N STER word gevorm wanneer 'n wolk van hoofsaaklik die gas waterstof vanweë swaarte­krag in die ruimte saamtrek en al hoe meer ruimtelike materie om homself bly versamel. Só gaan dit voort totdat sy swaartekrag so geweldig raak dat hy as 't ware 'n vurige bal word wat op homself inplof en waarin die kernreaksie aan die gang gesit word.
BO: Die Driepunt-newelvlek, etlike ligjare ver, is as 't ware 'n kraaminrigting waar nuwe sterre gebore word.
Foto: Hubble-ruimte-teleskoop / ESA / NASA
Wanneer 'n ster sy lewe as 'n yslik groot gaswolk begin, is hy betreklik koud. Maar die sametrekking van die gas gaan gepaard met 'n aanhoudende verhoging in die temperatuur totdat die binnekant van die embrionale ster 'n hitte van sowat 'n miljoen grade Celsius bereik. Op hierdie punt ontstaan die kernreaksie. Die kerne van die waterstofatome versmelt met die deuterone (kerne van sogenaamde swaarwaterstofatome) om kerne van helium te vorm. Hierdie reaksie stel groot hoeveelhede kernenergie vry, en deur nog prosesse word swaarder elemente mettertyd gevorm.
Sterre in hul wordingstadium word protosterre genoem. Protosterre wat baie klein is, word nooit warm genoeg vir kernfusie om te begin nie. Hulle staan bekend as bruin dwerge.
BO: 'n Kunstenaarsvoorstelling van 'n bruin dwerg.
Krediet: BNL / U.S. Department of Energy
Die materie in 'n brandende ster bestaan in 'n toestand wat plasma genoem word. Wanneer 'n gas so geweldig verhit word, bots sy molekules so hewig teen mekaar dat hulle in individuele atome opgebreek word. Die negatief gelaaide elektrone word heeltemal van die atome afge­stamp. Dit is by hierdie punt dat die plasma-toestand bereik word.
Wat in hul lewens met sterre gebeur… en hoe hulle uiteindelik sterf
DIE ontwikkeling en uiteindelike lot van sterre in die laat stadiums van hul lewens hang kenne­lik af van die hoeveelheid materie wat hulle bevat het toe hulle gebore is.
• Sogenaamde hoofsekwensie-sterre verbrand waterstof in hul kerne—soos die meeste sterre maar doen in die grootste deel van hul "aktiewe" lewe. Hierdie hoofsekwensie-sterre (wat dus ook as "normale" sterre beskou word) is kleiner en dus minder helder as die ander hooftipe sterre, die reuse.
Hoofsekwensie-ster (of "normale" ster)
• Party sterre staan bekend as rooi reuse. 'n Rooi reus is 'n kolossale ster met 'n lae of middelgroot massa in 'n latere stadium van sy ontwikkeling. Kernfusie vind plaas in 'n dop buitekant die ster se kern, maar nie in die kern self nie. Die materie in die kern is geweldig saamgepers, met die gevolg dat die buite-atmosfeer uitgeswel en yl is. Die ster het 'n enorme deursnee en die oppervlak-temperatuur is laag—iets van omtrent 4700 grade C of selfs laer.
BO: Betelgeuse is 'n rooi superreus wat die einde van sy lewensloop nader. Dié ster is enorm groot—in vergelyking met hom is ons eie Son maar net 'n stippeltjie.
• Sterre wat oorspronklik massas gehad het wat minder as agt keer dié van ons eie Son was, beëindig hul lewens deur sogenaamde planetêre newelvlekke in die ruimte uit te slinger. Wat van so 'n ster oorbly, is 'n sogenaamde wit dwerg.
• Sterre met aanvanklike massas groter as agt Son-massas sterf deur as supernovas te ontplof. Dié sterre se reste is dan neutron-sterre of swart gate.
BO: Die ster Sirius in die konstellasie Canis Major ("die Groot Hond") is in werklikheid 'n twee­lingster of dubbelster—'n wit hoofsekwensie-ster genaamd Sirius A en 'n dowwe wit dwergster wat Sirius B genoem word. Hier is 'n kunstenaarsvoorstelling van hierdie onmoontlike tweeling!
BO: Die materie in 'n neutron-ster is ongelooflik kompak. Een met 'n deursnee van slegs sowat 20 km sal 'n massa hê wat gelyk staan aan een 'n halwe keer dié van ons Son. Jy sal glad nie 'n teelepel van die stof in 'n neutron-ster kan optel nie—dit sal immers sowat honderd miljoen metrieke ton weeg!
REGS: 'n Sogenaamde swart gat is die volslae uiteinde van 'n groot ster wat so verdig het dat niks, nie eens lig, daarvandaan kan ontsnap nie. En die "gat" sal alles in sy onmiddellike nabyheid opslurp. Hier is 'n kunstenaar se siening van wat met 'n ander ster kan gebeur wat dit te naby aan 'n swart gat waag.
Geïsoleerde wit dwerge en neutron-sterre kan met verloop van tyd eenvoudig afkoel en dowwer raak totdat hulle uiteindelik onsigbaar word.
Met swart gate is dit anders gesteld. Omdat hulle so massief is dat niks van hulle kan ontsnap nie, nie eens lig nie, is hulle van die begin af onsigbaar.
Hierdie dooie, uitgebrande sterre—wit dwerge, neutron-sterre en swart gate—reageer egter wel met ander materie indien dié in hul omgewing bestaan. Dit doen hulle deur middel van swaartekrag, en hulle sal enige materie wat naby aan hulle kom met brute krag aantrek. Hierdie aantrekkingskrag kan die ou sterre 'n tyd lank weer "jonk en hups" laat word en tot hernieude uitbarstings en helderheid lei.
Die supernovas van die massiewer ontploffende sterre besaai die ruimte met materie wat vermeng met die gasse en ruimtestof ("dust") wat reeds tussen die sterre aanwesig is. Dit verskaf die boumateriaal vir die vorming van nuwe generasies van sterre.
Die swaar elemente wat deur een generasie van sterre geskep word, word die boustof vir nuwe geslagte van sterre. Dié sal op hul beurt steeds swaarder elemente produseer wat ook weer na die gasse en stof tussen die sterre sal terugkeer. Die kringloop van stellêre geboortes en sterftes duur voort.
Sterre… 'n duiselingwekkende menigte
WAAR 'n klomp sterre saamkliek en om 'n gemeenskaplike middelpunt wentel, word van 'n galaksie of sterrestelsel gepraat. Galaksies oorheers die sigbare heelal. Ons Son met sy planete, komete, mane en ander liggame is deel van die galaksie wat die Melkweg genoem word.
LINKS: Die malende kerne van twee galaksies of sterrestelsels wat besig is om saam te smelt in die konstellasie Canis Major. Die samevloeiing van die galaksies NGC 2207 en IC 2163 onderstreep dat alles in die heelal gedurig besig is om te beweeg en te verander.
Maar hoeveel sterre is daar dan in die ruimte? Die getal is te groot om met ons verstand te bevat, indien dit nie totaal onberekenbaar is nie. Die getal sterre wat met die blote oog van die Aarde af sigbaar is, word egter op sowat 8000 geraam. Hiervan is 4000 sigbaar vir ons wat in die Suidelike Halfrond woon, terwyl net soveel in Noord-Amerika, Europa en Asië gesien kan word. Maar waar 'n mens jou ook al op ons planeet bevind, is slegs sowat 2000 op enige gegewe tydstip sigbaar—die res word deur die waas van die atmosfeer en ander faktore vir ons sig verdoesel.
Sterrekundiges raam nietemin dat die sterre in die Melkweg alleen honderdduisende miljoene moet tel. En die Melkweg is op sy beurt maar net een van etlike honderde miljoene galaksies wat met vandag se groot teleskope waargeneem kan word. Die individuele sterre wat ons in die naghemel sien, is dié wat die naaste aan ons Sonnestelsel in die Melkweg lê.
Die ster wat die naaste aan ons Sonnestelsel is, is Proxima Centauri, een komponent van die drielingster Alpha Centauri, wat steeds duiselingwekkend ver van ons lê. Dink net daaraan: as 'n ruimtereisiger die onmoontlike kon vermag en teen die snelheid van lig kon reis (sowat 300.000 km per sekonde) sou hy Alpha Centauri eers ná meer as vier jaar en drie maande bereik!