Υπάρχει κάτι γι 'αυτούς που μας ενοχλεί. Πολλές από τις θρησκείες της ανθρωπότητας συνδέονται με τη λατρεία αυτών των ουράνιων κεριών. Για τους Αιγύπτιους, ο ήλιος ήταν αντιπροσωπευτικός του Θεού Ρα, ο οποίος κάθε μέρα νίκησε τη νύχτα και έφερε φως και ζεστασιά στα εδάφη. Για τους Έλληνες, ο Απόλλωνας οδήγησε το φλεγόμενο άρμα του στον ουρανό, φωτίζοντας τον κόσμο. Ακόμα και στον Χριστιανισμό, ο Ιησούς μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι αντιπροσωπευτικός του ήλιου, λαμβάνοντας υπόψη τα εντυπωσιακά χαρακτηριστικά που έχει η ιστορία του με τις αρχαίες αστρολογικές πεποιθήσεις και φιγούρες. Στην πραγματικότητα, πολλές από τις αρχαίες πεποιθήσεις ακολουθούν ένα παρόμοιο μονοπάτι, όλα τα οποία συνδέουν την προέλευσή τους με αυτήν της λατρείας του ήλιου και των αστεριών.
Η ανθρωπότητα ευδοκιμήθηκε από τα αστέρια στον νυχτερινό ουρανό επειδή αναγνώρισαν μια συσχέτιση με το μοτίβο στο οποίο ορισμένοι σχηματισμοί αστεριών (γνωστοί ως αστερισμοί) αντιπροσώπευαν συγκεκριμένες ώρες στον ετήσιο κύκλο. Ένα από αυτά σήμαινε ότι επρόκειτο να ζεσταθεί σύντομα, γεγονός που οδήγησε στη φύτευση τροφίμων. Οι άλλοι αστερισμοί προέβλεπαν την έλευση του α
ψυχρότερη περίοδο, ώστε να μπορέσατε να αρχίσετε να αποθηκεύετε φαγητό και να μαζεύετε καυσόξυλα. Προχωρώντας προς τα εμπρός στο ταξίδι της ανθρωπότητας, τα αστέρια στη συνέχεια έγιναν τρόπος πλοήγησης. Η ιστιοπλοΐα με τα αστέρια ήταν ο τρόπος να περιηγηθούμε, και οφείλουμε την πρώιμη εξερεύνησή μας για την κατανόηση των αστερισμών. Για πολλά από τα δεκάδες χιλιάδες χρόνια που τα ανθρώπινα μάτια έχουν στραμμένα προς τα πάνω προς τους ουρανούς, μόλις πριν από λίγο πρόσφατα αρχίσαμε να καταλαβαίνουμε πλήρως ποια πραγματικά ήταν τα αστέρια, από πού προέρχονταν και πώς ζούσαν και πέθαναν. Αυτό θα συζητήσουμε σε αυτό το άρθρο. Ελάτε μαζί μου καθώς μπαίνουμε βαθιά στον Κόσμο και παρακολουθείτε τη φυσική γραφή, καθώς καλύπτω πώς γεννιέται ένα αστέρι, ζει και τελικά πεθαίνει.
Ξεκινάμε το ταξίδι μας ταξιδεύοντας στο σύμπαν αναζητώντας κάτι ξεχωριστό. Ψάχνουμε για μια μοναδική δομή όπου υπάρχουν τόσο οι σωστές συνθήκες όσο και τα συστατικά. Ψάχνουμε για αυτό που ο αστρονόμος ονομάζει σκοτεινό νεφέλωμα. Είμαι βέβαιος ότι έχετε ακούσει για νεφελώματα στο παρελθόν και χωρίς αμφιβολία τα έχετε δει. Πολλές από τις εκπληκτικές εικόνες που έχει αποκτήσει το διαστημικό τηλεσκόπιο του Χαμπλ είναι όμορφα σύννεφα αερίου, λαμπερά στο πλαίσιο δισεκατομμυρίων αστεριών. Τα χρώματα τους κυμαίνονται από βαθύ κόκκινο, έως έντονα μπλουζ, και ακόμη και μερικά τρομακτικά πράσινα. Δεν είναι όμως αυτός ο τύπος νεφελώματος που αναζητούμε. Το νεφέλωμα που χρειαζόμαστε είναι σκοτεινό, αδιαφανές και πολύ, πολύ κρύο.
Μπορείτε αναρωτιέστε τον εαυτό σας, "Γιατί ψάχνουμε κάτι σκοτεινό και κρύο όταν τα αστέρια είναι φωτεινά και ζεστά;"
Πράγματι, αυτό είναι κάτι που φαίνεται αρχικά προβληματικό. Γιατί κάτι πρέπει πρώτα να είναι κρύο πριν να γίνει εξαιρετικά ζεστό; Πρώτον, πρέπει να καλύψουμε κάτι στοιχειώδες σχετικά με αυτό που ονομάζουμε Interstellar Medium (ISM) ή το διάστημα μεταξύ των αστεριών. Ο χώρος δεν είναι άδειος, όπως υποδηλώνει το όνομά του. Ο χώρος περιέχει τόσο αέριο όσο και σκόνη. Το αέριο στο οποίο αναφέρεται κυρίως είναι το υδρογόνο, το πιο άφθονο στοιχείο του σύμπαντος. Δεδομένου ότι το σύμπαν δεν είναι ομοιόμορφο (η ίδια πυκνότητα αερίου και σκόνης σε κάθε κυβικό μέτρο), υπάρχουν τσέπες χώρου που περιέχουν περισσότερο αέριο και σκόνη από άλλους. Αυτό προκαλεί τη βαρύτητα να χειριστεί αυτές τις τσέπες για να ενώσει και να σχηματίσει αυτό που βλέπουμε ως νεφελώματα. Πολλά πράγματα εμπλέκονται στη δημιουργία αυτών των διαφορετικών νεφελωμάτων, αλλά αυτό που αναζητούμε, ένα σκοτεινό νεφέλωμα, έχει πολύ ιδιαίτερες ιδιότητες. Τώρα, ας βουτήξουμε σε ένα από αυτά τα Dark Nebulae και να δούμε τι συμβαίνει.
Καθώς κατεβαίνουμε από τα εξωτερικά στρώματα αυτού του νεφελώματος, παρατηρούμε ότι η θερμοκρασία του αερίου και της σκόνης είναι πολύ χαμηλή. Σε ορισμένα νεφελώματα, οι θερμοκρασίες είναι πολύ ζεστές. Όσο περισσότερα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους, ενθουσιασμένα από την απορρόφηση και την εκπομπή εξωτερικής και εσωτερικής ακτινοβολίας, σημαίνει υψηλότερες θερμοκρασίες. Αλλά σε αυτό το σκοτεινό νεφέλωμα, συμβαίνει το αντίθετο. Οι θερμοκρασίες μειώνονται όλο και περισσότερο στο νέφος που έχουμε. Ο λόγος για τον οποίο αυτά τα σκοτεινά νεφελώματα έχουν συγκεκριμένες ιδιότητες που λειτουργούν για τη δημιουργία ενός εξαιρετικού αστρικού βρεφικού σταθμού πρέπει να ασχολείται με τις βασικές ιδιότητες του νεφελώματος και του τύπου περιοχής στο οποίο υπάρχει το σύννεφο, το οποίο έχει κάποιες δύσκολες έννοιες που σχετίζονται με αυτό που δεν θα απεικονίσω πλήρως εδώ. Περιλαμβάνουν την περιοχή όπου σχηματίζονται τα μοριακά σύννεφα που ονομάζονται Ουδέτερες Περιοχές Υδρογόνου και οι ιδιότητες αυτών των περιοχών πρέπει να ασχολούνται με τις τιμές περιστροφής ηλεκτρονίων, μαζί με αλληλεπιδράσεις μαγνητικού πεδίου που επηρεάζουν τα εν λόγω ηλεκτρόνια. Τα χαρακτηριστικά που θα καλύψω είναι αυτά που επιτρέπουν στο συγκεκριμένο νεφέλωμα να ωριμάσει για σχηματισμό αστεριών.
Εξαιρώντας την περίπλοκη επιστήμη πίσω από αυτό που βοηθά στη δημιουργία αυτών των νεφελωμάτων, μπορούμε να αρχίσουμε να αντιμετωπίζουμε το πρώτο ερώτημα γιατί πρέπει να γίνουμε πιο κρύοι για να γίνουμε πιο ζεστοί. Η απάντηση έρχεται στη βαρύτητα. Όταν τα σωματίδια θερμαίνονται ή διεγείρονται, κινούνται γρηγορότερα. Ένα σύννεφο με επαρκή ενέργεια θα περιέχει πάρα πολύ ορμή σε κάθε ένα από τα σωματίδια σκόνης και αερίου για οποιονδήποτε τύπο σχηματισμού. Όπως συμβαίνει, εάν οι κόκκοι σκόνης και τα άτομα αερίου κινούνται πολύ γρήγορα, απλά θα αναπηδούν ο ένας από τον άλλον ή απλά πυροβολούν το ένα το άλλο, χωρίς να επιτυγχάνουν ποτέ κανένα είδος δεσμού. Χωρίς αυτήν την αλληλεπίδραση, δεν μπορείτε ποτέ να έχετε ένα αστέρι. Ωστόσο, εάν οι θερμοκρασίες είναι αρκετά κρύες, τα σωματίδια αερίου και σκόνης κινούνται τόσο αργά ώστε η αμοιβαία βαρύτητά τους θα τους επιτρέψει να αρχίσουν να «κολλάνε» μεταξύ τους. Αυτή είναι η διαδικασία που επιτρέπει να αρχίσει να σχηματίζεται ένα πρωτόσταρ.
Γενικά, αυτό που παρέχει ενέργεια για την ταχύτερη κίνηση των σωματιδίων σε αυτά τα μοριακά σύννεφα είναι η ακτινοβολία. Φυσικά, υπάρχει ακτινοβολία από όλες τις κατευθύνσεις ανά πάσα στιγμή στο σύμπαν. Όπως βλέπουμε με άλλα νεφελώματα, λάμπουν με ενέργεια και τα αστέρια δεν γεννιούνται μέσα σε αυτά τα σύννεφα καυτού αερίου. Θερμαίνονται από εξωτερική ακτινοβολία από άλλα αστέρια και από τη δική της εσωτερική θερμότητα. Πώς αυτό το σκοτεινό νεφέλωμα εμποδίζει την εξωτερική ακτινοβολία να θερμαίνει το αέριο στο σύννεφο και να το κάνει να κινείται πολύ γρήγορα για να κρατήσει τη βαρύτητα; Εδώ είναι που
η αδιαφανής φύση αυτών των Dark Nebulae μπαίνει στο παιχνίδι. Η αδιαφάνεια είναι το μέτρο του πόσο φως μπορεί να κινηθεί μέσα από ένα αντικείμενο. Όσο περισσότερο υλικό στο αντικείμενο ή όσο πιο παχύ είναι το αντικείμενο, τόσο λιγότερο φως μπορεί να το διαπεράσει. Το φως υψηλότερης συχνότητας (ακτίνες γάμμα, ακτίνες Χ και υπεριώδες) και ακόμη και οι ορατές συχνότητες επηρεάζονται περισσότερο από τις παχιές τσέπες αερίου και σκόνης. Μόνο οι τύποι φωτός χαμηλότερης συχνότητας, συμπεριλαμβανομένων των υπέρυθρων, των μικροκυμάτων και των ραδιοκυμάτων, έχουν οποιαδήποτε επιτυχία να διεισδύσουν σε σύννεφα αερίων όπως αυτά, και ακόμη και είναι κάπως διάσπαρτα, ώστε γενικά να μην περιέχουν αρκετή ενέργεια για να αρχίσουν να διαταράσσουν αυτήν την επισφαλή διαδικασία σχηματισμού αστεριών. Έτσι, τα εσωτερικά τμήματα των σύννεφων σκοτεινού αερίου προστατεύονται αποτελεσματικά από την εξωτερική ακτινοβολία που διαταράσσει άλλα, λιγότερο αδιαφανή νεφελώματα. Όσο λιγότερη ακτινοβολία το κάνει στο σύννεφο, τόσο χαμηλότερες είναι οι θερμοκρασίες του αερίου και της σκόνης μέσα σε αυτό. Οι ψυχρότερες θερμοκρασίες σημαίνει λιγότερη κίνηση σωματιδίων μέσα στο σύννεφο, το οποίο είναι το κλειδί για αυτό που θα συζητήσουμε στη συνέχεια.
Πράγματι, καθώς κατεβαίνουμε προς τον πυρήνα αυτού του σκοτεινού μοριακού νέφους, παρατηρούμε ότι όλο και λιγότερο ορατό φως το κάνει στα μάτια μας, και με ειδικά φίλτρα, μπορούμε να δούμε ότι αυτό ισχύει για άλλες συχνότητες φωτός. Ως αποτέλεσμα, η θερμοκρασία του σύννεφου είναι πολύ χαμηλή. Αξίζει να σημειωθεί ότι η διαδικασία σχηματισμού αστεριών διαρκεί πολύ χρόνο, και προς το συμφέρον να μην σας κρατάμε ανάγνωση για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, τώρα θα προχωρήσουμε γρήγορα. Σε λίγες χιλιάδες χρόνια, η βαρύτητα έχει τραβήξει αρκετή ποσότητα αερίου και σκόνης από το περιβάλλον μοριακό νέφος, προκαλώντας τη συγκέντρωση. Τα σωματίδια σκόνης και αερίου, ακόμη προστατευμένα από την εξωτερική ακτινοβολία, είναι ελεύθερα να ενώνονται φυσικά και να «κολλάνε» σε αυτές τις χαμηλές θερμοκρασίες. Τελικά, κάτι ενδιαφέρον αρχίζει να συμβαίνει. Η αμοιβαία βαρύτητα αυτής της συνεχώς αυξανόμενης μπάλας αερίου και σκόνης ξεκινά ένα φαινόμενο χιονοστιβάδας (ή αστέρι). Όσο περισσότερα στρώματα αερίου και σκόνης συγκροτούνται, τόσο πιο πυκνό γίνεται το εσωτερικό αυτού του πρωτοστάτη. Αυτή η πυκνότητα αυξάνει τη βαρυτική δύναμη κοντά στο πρωτόστατο, τραβώντας έτσι περισσότερο υλικό σε αυτό. Με κάθε κόκκο σκόνης και άτομο υδρογόνου που συσσωρεύεται, αυξάνεται η πίεση στο εσωτερικό αυτής της σφαίρας αερίου.
Εάν θυμάστε κάτι από οποιαδήποτε κατηγορία χημείας που έχετε λάβει ποτέ, μπορεί να θυμάστε μια πολύ ειδική σχέση μεταξύ πίεσης και θερμοκρασίας όταν ασχολείστε με ένα αέριο. PV = nRT, έρχεται στο μυαλό ο νόμος περί ιδανικού αερίου. Εξαιρουμένης της σταθερής κλιμακωτής τιμής «n» και της σταθεράς αερίου R ({8.314 J / mol x K}), και επίλυση της θερμοκρασίας (T), λαμβάνουμε T = PV, που σημαίνει ότι η θερμοκρασία ενός νέφους αερίου είναι άμεσα ανάλογη στην πίεση. Εάν αυξήσετε την πίεση, αυξάνετε τη θερμοκρασία. Ο πυρήνας αυτού του αστέρι που βρίσκεται σύντομα σε αυτό το σκοτεινό νεφέλωμα γίνεται πολύ πυκνός και η πίεση ανεβαίνει στα ύψη. Σύμφωνα με αυτό που μόλις υπολογίσαμε, αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία αυξάνεται επίσης.
Εξετάζουμε και πάλι αυτό το νεφέλωμα για το επόμενο βήμα. Αυτό το νεφέλωμα έχει μεγάλη ποσότητα σκόνης και αερίου (εξ ου και είναι αδιαφανές), πράγμα που σημαίνει ότι διαθέτει πολύ υλικό για να τροφοδοτήσει το πρωτόσταρό μας. Συνεχίζει να τραβάει το αέριο και τη σκόνη από το περιβάλλον του και αρχίζει να θερμαίνεται. Τα σωματίδια υδρογόνου στον πυρήνα αυτού του αντικειμένου αναπηδούν τόσο γρήγορα που απελευθερώνουν ενέργεια στο αστέρι. Το πρωτόκολλο αρχίζει να ζεσταίνεται πολύ και τώρα λάμπει με ακτινοβολία (γενικά υπέρυθρες). Σε αυτό το σημείο, η βαρύτητα συνεχίζει να τραβάει περισσότερο αέριο και σκόνη που αυξάνει τις πιέσεις που ασκούνται βαθιά μέσα στον πυρήνα αυτού του πρωτοστάτου. Το αέριο του σκοτεινού νεφελώματος θα συνεχίσει να καταρρέει από μόνος του έως ότου συμβεί κάτι σημαντικό. Όταν δεν υπάρχει σχεδόν τίποτα κοντά στο άστρο για να πέσει στην επιφάνειά του, αρχίζει να χάνει ενέργεια (λόγω της ακτινοβολίας του ως φωτός). Όταν συμβαίνει αυτό, αυτή η εξωτερική δύναμη μειώνεται και η βαρύτητα αρχίζει να συστέλλεται το αστέρι γρηγορότερα. Αυτό αυξάνει σημαντικά την πίεση στον πυρήνα αυτού του πρωτοστάτου. Καθώς η πίεση αυξάνεται, η θερμοκρασία στον πυρήνα φτάνει σε μια τιμή που είναι κρίσιμη για τη διαδικασία που παρακολουθούμε. Ο πυρήνας του πρωτοστάτου έχει γίνει τόσο πυκνός και ζεστός, που φτάνει περίπου τα 10 εκατομμύρια Kelvin. Για να το θέσουμε σε προοπτική, αυτή η θερμοκρασία είναι περίπου 1700x θερμότερη από την επιφάνεια του ήλιου μας (περίπου 5800K). Γιατί είναι τόσο σημαντικό 10 εκατομμύρια Kelvin; Επειδή σε αυτήν τη θερμοκρασία, μπορεί να συμβεί η θερμοπυρηνική σύντηξη του υδρογόνου και μόλις ξεκινήσει η σύντηξη, αυτό το νεογέννητο αστέρι «ανάβει» και εκρήγνυται στη ζωή, στέλνοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας προς όλες τις κατευθύνσεις.
Στον πυρήνα, είναι τόσο ζεστό που τα ηλεκτρόνια που φερμουάρ γύρω από τους πυρήνες του υδρογόνου απογυμνώνονται (ιονίζονται) και το μόνο που έχετε είναι ελεύθερα κινούμενα πρωτόνια. Εάν η θερμοκρασία δεν είναι αρκετά ζεστή, αυτά τα ελεύθερα πρωτόνια που φέρουν (που έχουν θετικά φορτία), απλά θα κοιτάζουν το ένα το άλλο. Ωστόσο, στα 10 εκατομμύρια Kelvin, τα πρωτόνια κινούνται τόσο γρήγορα που μπορούν να φτάσουν αρκετά κοντά ώστε να επιτρέψει στην ισχυρή πυρηνική δύναμη να αναλάβει και όταν το κάνει τα πρωτόνια υδρογόνου αρχίζουν να χτυπούν το ένα το άλλο με αρκετή δύναμη για να συντηχθούν μαζί, δημιουργώντας Άτομα ηλίου και απελευθέρωση πολλής ενέργειας με τη μορφή ακτινοβολίας. Είναι μια αλυσιδωτή αντίδραση που μπορεί να συνοψιστεί καθώς 4 πρωτόνια αποδίδουν 1 άτομο ήλιου + ενέργεια. Αυτή η σύντηξη είναι αυτό που αναφλέγει το αστέρι και το κάνει να "κάψει". Η ενέργεια που απελευθερώνεται από αυτήν την αντίδραση πηγαίνει στο να βοηθά άλλα πρωτόνια υδρογόνου να συντήκονται και επίσης παρέχει την ενέργεια για να αποτρέψει το αστέρι να καταρρεύσει. Η ενέργεια που αντλεί από αυτό το αστέρι προς όλες τις κατευθύνσεις προέρχεται από τον πυρήνα και τα επόμενα στρώματα αυτού του νεαρού άστρου μεταδίδουν αυτήν τη θερμότητα με τον δικό τους τρόπο (χρησιμοποιώντας μεθόδους ακτινοβολίας και μεταφοράς ανάλογα με τον τύπο του αστεριού που έχει γεννηθεί) .
Αυτό που έχουμε δει τώρα, από την αρχή του ταξιδιού μας, όταν βυθίζουμε σε αυτό το κρύο σκοτεινό νεφέλωμα, είναι η γέννηση ενός νεαρού, καυτού αστεριού. Το νεφέλωμα προστάτευε αυτό το αστέρι από λανθασμένη ακτινοβολία που θα είχε διαταράξει αυτήν τη διαδικασία, καθώς και θα παρέχει το ψυχρό περιβάλλον που ήταν απαραίτητο για τη βαρύτητα να κρατήσει και να κάνει τη μαγεία του. Καθώς είδαμε τη φόρμα πρωτοστάτη, μπορεί επίσης να έχουμε δει κάτι απίστευτο. Εάν τα περιεχόμενα αυτού του νεφελώματος είναι σωστά, όπως η ύπαρξη μεγάλης ποσότητας βαρέων μετάλλων και πυριτικών αλάτων (που έχουν απομείνει από τα σουπερνόβα των προηγούμενων, πιο ογκωδών αστεριών) αυτό που θα μπορούσαμε να αρχίσουμε να βλέπουμε θα ήταν ο σχηματισμός πλανητών στον δίσκο αύξησης του υλικό γύρω από το πρωτότυπο.
Το υπόλοιπο αέριο και η σκόνη κοντά στο νέο μας αστέρι θα αρχίσουν να σχηματίζουν πυκνές τσέπες με τον ίδιο μηχανισμό
βαρύτητα, που τελικά μπορεί να συσσωρευτεί σε πρωτοπλάνες που θα αποτελούνται από αέριο ή πυριτικά άλατα και μέταλλο (ή συνδυασμός των δύο). Τούτου λεχθέντος, ο πλανητικός σχηματισμός εξακολουθεί να είναι κάπως μυστήριο για εμάς, καθώς φαίνεται να υπάρχουν πράγματα που δεν μπορούμε να εξηγήσουμε ακόμη στη δουλειά. Αλλά αυτό το μοντέλο σχηματισμού συστημάτων αστεριών φαίνεται να λειτουργεί καλά.
Η ζωή του αστεριού δεν είναι τόσο συναρπαστική όσο η γέννηση ή ο θάνατός του. Θα συνεχίσουμε να προωθούμε γρήγορα το ρολόι και να παρακολουθούμε αυτό το αστέρι να εξελίσσεται. Πάνω από λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, τα απομεινάρια του σκοτεινού νεφελώματος έχουν καταρρεύσει και έχουν επίσης σχηματίσει άλλα αστέρια όπως αυτό που είδαμε και δεν υπάρχει πλέον. Οι πλανήτες που είδαμε να σχηματίζονται καθώς το πρωτόστρου μεγάλωσε ξεκινούν τον δισεκατομμύριο χρόνο τους γύρω από το γονικό τους αστέρι. Ίσως σε έναν από αυτούς τους κόσμους, έναν κόσμο που βρίσκεται ακριβώς στη σωστή απόσταση μακριά από το αστέρι, υπάρχει υγρό νερό. Μέσα σε αυτό το νερό περιέχει τα αμινοξέα που χρειάζονται για τις πρωτεΐνες (όλα αποτελούνται από τα στοιχεία που είχαν απομείνει από προηγούμενες αστρικές εκρήξεις). Αυτές οι πρωτεΐνες είναι σε θέση να συνδέονται μεταξύ τους για να αρχίσουν να σχηματίζουν αλυσίδες RNA και μετά αλυσίδες DNA. Ίσως σε ένα σημείο λίγα δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη γέννηση του αστεριού, βλέπουμε ένα διαστημικό είδος που εκτοξεύεται στον κόσμο, ή ίσως δεν το επιτυγχάνει ποτέ για διάφορους λόγους και παραμένει δεσμευμένο στον πλανήτη. Φυσικά αυτό είναι απλώς κερδοσκοπία για τη διασκέδαση μας. Ωστόσο, τώρα φτάνουμε στο τέλος του ταξιδιού μας που ξεκίνησε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Το αστέρι αρχίζει να πεθαίνει.
Το υδρογόνο στον πυρήνα του συντήκεται στο ήλιο, το οποίο εξαντλεί το υδρογόνο με την πάροδο του χρόνου. το αστέρι εξαντλείται από αέριο. Μετά από πολλά χρόνια, η διαδικασία σύντηξης υδρογόνου αρχίζει να σταματά και το αστέρι βγάζει όλο και λιγότερη ενέργεια. Αυτή η έλλειψη εξωτερικής πίεσης από τη διαδικασία σύντηξης αναστατώνει αυτό που ονομάζουμε υδροστατική ισορροπία και επιτρέπει τη βαρύτητα (η οποία πάντα προσπαθεί να συνθλίψει το αστέρι) να κερδίσει. Το αστέρι αρχίζει να συρρικνώνεται γρήγορα με το δικό του βάρος. Αλλά, όπως συζητήσαμε νωρίτερα, καθώς η πίεση αυξάνεται, το ίδιο ισχύει και για τη θερμοκρασία. Όλο αυτό το Ήλιο που είχε απομείνει
από τα δισεκατομμύρια χρόνια σύντηξης υδρογόνου αρχίζει τώρα να θερμαίνεται στον πυρήνα. Το ήλιο συντήκεται σε πολύ θερμότερη θερμοκρασία από ό, τι το υδρογόνο, πράγμα που σημαίνει ότι ο πλούσιος ήλιος πυρήνας μπορεί να πιεστεί προς τα μέσα από τη βαρύτητα χωρίς τήξη (ακόμη). Δεδομένου ότι η σύντηξη δεν συμβαίνει στον πυρήνα του Ηλίου, υπάρχει μικρή έως καθόλου εξωτερική δύναμη (που εκπέμπεται από τη σύντηξη) για να αποφευχθεί η κατάρρευση του πυρήνα. Αυτό το θέμα γίνεται πολύ πιο πυκνό, το οποίο σήμερα χαρακτηρίζουμε ως εκφυλισμένο και εκτοξεύει τεράστιες ποσότητες θερμότητας (βαρυτική ενέργεια γίνεται θερμική ενέργεια). Αυτό προκαλεί τη σύντηξη του εναπομείναντος υδρογόνου που βρίσκεται σε επόμενα στρώματα πάνω από τον πυρήνα Ηλίου, το οποίο αναγκάζει το αστέρι να διαστέλλεται πολύ καθώς αυτό το κέλυφος υδρογόνου καίγεται εκτός ελέγχου. Αυτό κάνει το αστέρι «ριμπάουντ» και επεκτείνεται γρήγορα. η πιο ενεργητική σύντηξη από τα κελύφη υδρογόνου έξω από τον πυρήνα επεκτείνοντας πολύ τη διάμετρο του αστεριού. Το αστέρι μας είναι τώρα ένας κόκκινος γίγαντας. Μερικοί, αν όχι όλοι οι εσωτερικοί πλανήτες που έχουμε δει θα αποτεφρωθούν και θα καταπιούν από το αστέρι που τους έδωσε πρώτη ζωή. Εάν υπήρχε ζωή σε κάποιον από αυτούς τους πλανήτες που δεν κατάφεραν να εγκαταλείψουν τον πατρίδα τους, σίγουρα θα διαγραφούν από το σύμπαν, χωρίς να είναι γνωστοί.
Αυτή η διαδικασία του αστεριού που εξαντλείται από καύσιμα (πρώτα υδρογόνο, μετά ήλιο κ.λπ.) θα συνεχιστεί για λίγο. Τελικά, το ήλιο στον πυρήνα θα φτάσει σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και θα αρχίσει να συντήκεται στον άνθρακα, το οποίο θα αναβάλει την κατάρρευση (και το θάνατο) του αστεριού. Το αστέρι που παρακολουθούμε αυτήν τη στιγμή ζωντανά και το die είναι ένα μέσου μεγέθους Main Sequence Star, οπότε η ζωή του τελειώνει μόλις τελειώσει τη σύντηξη του Ηλίου
Ανθρακας. Εάν το αστέρι ήταν πολύ μεγαλύτερο, αυτή η διαδικασία σύντηξης θα προχωρούσε μέχρι να φτάσουμε στο Iron. Ο σίδηρος είναι το στοιχείο στο οποίο η σύντηξη δεν λαμβάνει χώρα αυθόρμητα, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να το συντήξει από ό, τι εκπέμπεται μετά τη σύντηξη. Ωστόσο, το αστέρι μας δεν θα φτάσει ποτέ στο Σίδερο στον πυρήνα του, και έτσι πέθανε μετά την εξάντληση της δεξαμενής Ηλίου. Όταν η διαδικασία σύντηξης τελικά «σβήσει» (από αέριο), το αστέρι αρχίζει αργά να κρυώσει και τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού επεκτείνονται και εκτοξεύονται στο διάστημα. Οι επακόλουθες εκτοξεύσεις αστρικού υλικού προχωρούν στη δημιουργία αυτού που ονομάζουμε πλανητικό νεφέλωμα, και το μόνο που απομένει από το κάποτε λαμπρό αστέρι που είδαμε την άνοιξη να υπάρχει είναι τώρα μόνο μια μπάλα πυκνού άνθρακα που θα συνεχίσει να κρυώνει για το υπόλοιπο της αιωνιότητας, πιθανώς κρυστάλλωση σε διαμάντι.
Ο θάνατος που είδαμε μόλις τώρα δεν είναι ο μόνος τρόπος για να πεθάνει ένα αστέρι. Εάν ένα αστέρι είναι αρκετά μεγάλο, ο θάνατός του είναι πολύ πιο βίαιος. Το αστέρι θα εκραγεί στη μεγαλύτερη έκρηξη του σύμπαντος, που ονομάζεται σουπερνόβα. Ανάλογα με πολλές μεταβλητές, το υπόλοιπο του άστρου θα μπορούσε να καταλήξει ως αστέρι νετρονίων ή ακόμη και ως μαύρη τρύπα. Αλλά για τα περισσότερα από αυτά που ονομάζουμε Main Sequence Stars, ο θάνατος που είδαμε θα είναι η μοίρα τους.
Το ταξίδι μας τελειώνει μαζί μας μελετώντας αυτό που έχουμε παρατηρήσει. Βλέποντας ακριβώς τι μπορεί να κάνει η φύση, λαμβάνοντας υπόψη τις σωστές συνθήκες, και βλέποντας ένα σύννεφο πολύ κρύου αερίου και σκόνης να μετατρέπεται σε κάτι που έχει τη δυνατότητα να αναπνέει ζωή στον Κόσμο. Το μυαλό μας περιπλανιέται σε εκείνα τα είδη που θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί σε έναν από αυτούς τους πλανήτες. Σκέφτεστε πώς μπορεί να έχουν περάσει από φάσεις παρόμοιες με εμάς. Χρησιμοποιώντας πιθανώς τα αστέρια ως υπερφυσικές θεότητες που καθοδήγησαν τις πεποιθήσεις τους για χιλιάδες χρόνια, αντικαθιστώντας τις απαντήσεις για το πού βασίλεψε η άγνοιά τους. Αυτές οι πεποιθήσεις θα μπορούσαν ενδεχομένως να μετατραπούν σε θρησκείες, ακόμα κατανοώντας αυτή την έννοια της ειδικής επιλογής και της μεγαλόπρεπης σκέψης. Τα αστέρια τροφοδοτούν την επιθυμία τους να κατανοήσουν το σύμπαν όπως τα αστέρια για εμάς; Το μυαλό σας στη συνέχεια συλλογίζεται ποια θα είναι η μοίρα μας εάν δεν επιχειρήσουμε να κάνουμε το επόμενο βήμα στο σύμπαν. Θα επιτρέψουμε στο είδος μας να διαγραφεί από τον Κόσμο καθώς το αστέρι μας επεκτείνεται στο θάνατό του; Αυτό το ταξίδι που μόλις φτιάξατε στην καρδιά ενός σκοτεινού νεφελώματος δείχνει πραγματικά τι μπορεί να κάνει το ανθρώπινο μυαλό και σας δείχνει πόσο μακριά έχουμε φτάσει, παρόλο που είμαστε ακόμα δεσμευμένοι στο ηλιακό μας σύστημα. Τα πράγματα που έχετε μάθει εντοπίστηκαν από άλλους όπως εσείς απλά ρωτάτε πώς συμβαίνουν τα πράγματα και έπειτα γυρίζετε όλο το βάρος της γνώσης μας για τη φυσική. Φανταστείτε τι μπορούμε να επιτύχουμε εάν συνεχίσουμε αυτήν τη διαδικασία. να είμαστε σε θέση να πετύχουμε πλήρως τη θέση μας ανάμεσα στα αστέρια.
