Η γέννηση του Ήλιου μας

Κουμουνδούρος Γιάννης, Φυσικός

28 Σεπτεμβρίου 2023

Μακριά από τα φώτα της πόλης, κάτω από έναν νυκτερινό έναστρο ουρανό, όλοι έχου­με παρατηρήσει το φως των αστεριών στο απέραντο Σύμπαν. Θα ήθελα σε αυτό το μι­κρό άρθρο να σας παρουσιάσω την σχέση που έχουν όλα αυτά τα αστε­ράκια με το δικό μας άστρο, τον Ήλιο, την μορ­φολογία του καθώς και τον τρόπο με τον οποίο γεν­νήθηκε μέσα στα Νεφελώματα με την βοή­θεια της βαρύτητας.

Το Σύμπαν είναι ένας χώρος μέσα στον οποίο υπάρχουν όλα αυτά τα ουράνια σώματα που πα­ρατηρούμε με τα μάτια μας ή τα τηλεσκόπιά μας, όπως οι πλανήτες, τα αστέρια, τα σμήνη αστεριών, οι γαλαξίες και αλλά πολλά αντικεί­μενα με εξω­τικά ονόματα, όπως μελανές οπές, υπερκαινοφα­νείς αστέρες, αστέρες νετρονίων κ.α.

Αλλά και πράγματα που δεν μπορούμε να δού­με, όπως είναι η ενέργεια, η σκοτεινή ύλη, και ουράνια σώματα που δεν βρίσκονται στο ορατό τμήμα του σύμπαντος.

Στην εικόνα βλέπετε μία έκρηξη στην επιφάνεια του Ηλίου. Η θερμοκρασία της επιφάνειας μπορεί να φτάσει στους 5780^οΚ.

Το πώς μοιάζει το σύμπαν είναι μάλλον ακόμα ένα ερώτημα που δεν έχει απαντηθεί. Μπορεί να είναι παρόμοιο με ένα επίπεδο, όπως δηλαδή το δάπεδο του δωματίου σας. Έτσι όπως είναι το­ποθετημένα τα έπιπλα του δωματίου σας πάνω του, με παρόμοιο τρόπο είναι το­ποθετημένα και όλα τα ουράνια αντικείμενα μέσα στο Σύμπαν. Υπάρχει ακόμα, μία επικρατέστερη άποψη που αναφέρει ότι το σύμπαν μπορεί να είναι σαν ένα σφαιρικό μπαλόνι που φουσκώνει καθώς περ­νάει ο χρόνος και πάνω στην επιφάνειά του εί­ναι τοπο­θετημένα όλα τα ουράνια αντικείμενα, όπως ο Ήλιος μας και η Γη μας.

Σίγουρα θα έχετε ακούσει ότι το Σύμπαν δια­στέλλεται. Για να το κατανοήσετε αυτό, σας προτρέπω να πάρετε ένα μπαλόνι και αφού πάνω του ζωγραφίσετε έναν Ήλιο και δίπλα μία Γη, να αρχίσετε να το φουσκώνετε. Θα παρατη­ρήσετε τότε ότι αυτά τα δύο σχέδια θα αρχίσουν να απομακρύνονται το ένα από το άλλο και αυτή ακρι­βώς είναι η έννοια της διαστολής του Σύμπα­ντος.

Στην αρχή του χρόνου, αυτό το μπα­λόνι, δηλαδή το Σύμπαν, ήταν ξεφούσκωτο και μάλιστα πάρα πολύ μικρό, τόσο όσο ένα σημειακό αντικείμε­νο. Τότε όλα αυτά τα ουράνια σώματα-ύλη που βρί­σκονται πάνω του θα είναι όλα σε στενή επαφή, κοντά το ένα με το άλλο, αφού η επιφάνεια αυ­τού του μπαλονιού ήταν πολύ μικρή και έπρεπε να χωρέσουν όλα σε ένα τόσο μικρό χώρο.

Αυτή την κατάσταση θα μπορούσαμε να την χα­ρακτηρίσουμε ως Αρχή του Σύμπαντος. Μετά το σύμπαν άρχισε να διαστέλλεται και μάλιστα πολύ γρήγορα στα πρώτα στάδια (Θεωρία της Με­γάλης Έκρηξης - Bing Bang), η ύλη άρχισε να απομακρύνεται μέχρι που φτάσαμε στην ση­μερινή μορφή του και είναι έτσι όπως το βλέπε­τε μία έναστρη νύχτα.

Η Βαρύτητα είναι μία ιδιότητα του Σύμπαντος που όταν δύο αντικείμενα βρίσκο­νται το ένα δί­πλα στο άλλο, έχουν την τάση να πλησιάζουν με­ταξύ τους και να ενώνονται, όπως το παρα­κάτω παράδειγμα:

Πάρετε ένα μήλο και αφήστε το να πέσει από τα χέρια σας από κάποιο ύψος τότε προφανώς λόγω βαρύτητας το μήλο και η γη θα πλησιάσουν μεταξύ τους και θα κολλήσουν το ένα πάνω στο άλλο όπως ακριβώς κολλάνε και οι μαγνήτες.

Τα Νεφελώματα θα μπο­ρούσαμε να τα παρο­μοιάσουμε με ένα μεγάλο σύννεφο σκόνης και μάλιστα τα περισ­σότερα από τα σωματίδια αυ­τής της σκόνης να είναι υδρο­γόνο. Αυτά τα σω­ματίδια μέσα στο νεφέλωμα, έλκονται λόγω της βαρύτητας και αρχίζουν και κολλάνε μεταξύ τους.

Αυτή η διαδικασία μπορεί να συνε­χιστεί για πολλά εκα­τομμύρια χρόνια μέχρι να σχηματι­στεί μία τεράστια σφαίρα που είναι το άστρο. Για τον σχηματισμό του Ήλιου μας χρειάστηκαν 30 εκα­τομμύρια χρόνια.

Στο τελικό και πιο εντυ­πωσιακό στάδιο, το αρχι­κό πρωτοαστέρι έχει μεγαλώσει τόσο πολύ ώστε τα εξωτερικά στρώματα του αστεριού πιέζουν ισχυρά τις περιοχές που βρίσκονται στον πυρή­να του άστρου. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα μόρια του υδρογόνου που βρίσκονται στον πυ­ρήνα να πλη­σιάζουν πολύ κοντά, με αποτέλεσμα να ενώνονται μεταξύ τους και να πα­ράγουν ήλιο, θερμότητα και ακτινοβολία κατά την δια­δικασία των θερ­μοπυρηνικών αντιδράσε­ων.

Η ακτινοβολία αυτή δεν είναι τίποτα άλλο από το φως που έρχεται από τον ήλιο μέχρι εμάς, μας φωτίζει και πα­ρέχει όλη την ενέργεια για σχεδόν όλες τις δια­δικασίες που συντελού­νται πάνω στην Γη.

Άστρα σαν το Ήλιο μας υπάρχουν πάρα πολλά στο Σύμπαν και όταν κοιτάζουμε τον έναστρο ουρανό, αυτές οι μικρές λάμψεις φωτός είναι αστέρια που έχουν γεννηθεί με παρόμοιο τρόπο σε διάφορα μέρη του σύμπαντος, μέσα στα Νε­φελώματα.

Υπάρχουν άστρα διαφόρων μεγεθών. Ο Ήλιος μας θα λέγαμε ότι είναι ένα σχετικά μικρό άστρο σε μέγεθος. Ενδιαφέρον είναι ότι για να μπορέσει να ενεργοποιηθεί ο μηχανι­σμός της θερμοπυρηνικής αντίδρασης και να εκ­πέμπει φως ένα άστρο, θα πρέπει αυτό να είναι μεγαλύ­τερο από μία κρίσιμη μάζα, π.χ. ο πλα­νήτης Δίας αν ήταν περίπου 100 φορές μεγαλύ­τερος, τότε στο εσωτερικό του θα είχε αρχίσει η θερ­μοπυρηνική αντίδραση και έτσι θα έλαμπε και αυτός σαν το ήλιο μας. Θα είχαμε δηλαδή δύο ήλιους στον ουρανό μας.

Στην εικόνα βλέπετε ένα από τα πολλά νεφελώματα που υπάρχουν στο Σύμπαν και είναι τα λίκνα των αστεριών.

Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των αστεριών είναι το χρώμα του φωτός που εκ­πέμπουν ανάλογα με την θερμοκρασία που έχουν. Τα πιο ψυχρά είναι κόκκινου χρώματος και καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία εκπέμπουν πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, γαλάζιο και ιώδες χρώμα αντίστοιχα. Επομένως την επόμενη φορά που θα κοιτάξετε τον νυχτερινό ουρανό προσπα­θήστε να αναλύσετε τα χρώματα των αστεριών!

Μετά από πολλά χρόνια, το υδρογόνο στο εσω­τερικό του αστέρα θα μετατραπεί σε ήλιο. Έτσι δεν θα υπάρχει καύσιμο που να συντηρεί την φωτιά της θερμοπυρηνικής αντίδρασης και το άστρο θα σβήσει.

Μην φοβάστε όμως για το μέλλον του αν­θρώπου πάνω στην Γη, γιατί αυτό θα γίνει σε πολλά δισεκατομμύρια χρόνια. Γενι­κά η ηλικία των αστεριών κυμαίνεται από 1 έως και 10 δισε­κατομμύρια χρόνια (η ηλικία του ορατού σύ­μπαντος είναι περίπου 13,7 δισεκα­τομμύρια χρόνια). Η Ήλιος αναμένεται να ζήσει για συνο­λικά 10 δισεκατομμύρια χρόνια ενώ η σημερινή του ηλικία είναι 5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Όταν τα αστέρια σβήνουν, συνεχίζουν να υφί­στανται ως ουράνια σώματα με πολύ ενδιαφέρο­ντα χαρακτη­ριστικά, όπως αυτά των Άσπρων ή Μαύρων Νάνων, Αστέρια Νετρο­νίων και Μελα­νές Οπές. Συγκεκριμένα ο Ήλιος μας θα κατα­λήξει σε μία κατάσταση που χαρακτηρί­ζεται ως Άσπρος και εν συνεχεία Μαύρος Νάνος.