למה שיתפוצץ? על מחזור חייו של כוכב

כתב: תומר נסלבסקי, בן 12

בכל ערב יוצא אני אל המרפסת ומביט בשמיים. מצע של כוכבים נפרס לפני, אולם אותי מעניין כוכב אחד מסוים – שמו ביטלג’וס. אני בודק אם הוא כבר התפוצץ או עדיין לא. ובעצם, למה שיתפוצץ? הרי אינו בלון.

כדי להבין זאת צריך לדעת שגם לכוכבים יש חיים, עם התחלה וסוף. כוכבים מתחילים את דרכם בתור ענן גז ואבק שנקרא “ערפילית”. באיזשהו שלב חלקיקי הגז והאבק מתחילים למשוך זה את זה בכוח הכבידה ולהתקרב זה לזה. האבק מתלכד יחדיו, ממש כמו אבק על רצפת החדר, והופך לכדור גדול. כך נולד כוכב.

אבל לא כל הכוכבים הם אותו דבר. אם המסה (כמות החומר) של הכוכב קטנה מדי, הוא לא “נדלק”, כלומר לא מתחיל לבעור, והופך ל”ננס-חום” או לכוכב לכת ענק. כוכב הלכת צדק, במערכת השמש שלנו, הוא דוגמה טובה לכך.

אם הכוכב גדול דיו, לפחות 5%-7% מהשמש שלנו, הלחץ שמופעל על הגרעין שלו גדול מספיק, הטמפרטורה בו עולה ומתחיל היתוך גרעיני – תהליך שבו שני אטומי מימן הופכים לאטום של הליום (החומר שממלאים בו בלונים), ואגב כך פולטים כמות גדולה של אנרגיה (חום ואור). כלומר, הכוכב נדלק וזוכה בתואר הנחשק “כוכב”. כוכבים מסוג זה הם הרוב המוחלט של הכוכבים שאנחנו רואים בלילה.

אבל גם לכוכבים נגמר יום אחד הדלק. כוכבים קטנים שורפים את הדלק שלהם לאט, וכך חיים מיליארדים רבים של שנים. מבין הכוכבים שכמות החומר בהם היא כמחצית מזו של השמש, אף אחד עדיין לא סיים את חייו, והחוקרים לא יודעים בוודאות מה קורה להם בסוף חייהם. כוכבים גדולים, לעומתם, נוטים לשרוף את הדלק שלהם (המימן) מהר יותר, לפעמים בתוך כמה מיליוני שנים. השמש שלנו נמצאת עכשיו בערך באמצע החיים שלה, ויש לה דלק לעוד בערך 5 מיליארד שנה.

כאשר מתחיל להיגמר לכוכבים המימן, הם מתחילים לשרוף את ההליום ליסודות כבדים יותר כגון ליתיום, בריליום ואף פחמן. בשלב הזה הם מתנפחים מאוד. גם השמש שלנו תתנפח וכנראה אף תבלע את כדור הארץ – אך אל חשש! אנחנו כבר מזמן לא נהיה פה. בשלב הזה הכוכב נקרא “ענק אדום”, מפני ששטח פניו העצום זוהר באור אדום. כשנגמרים היסודות הכבדים יותר בגרעין הכוכב, הכוכב קורס תחת כוח הכבידה של עצמו.

בכוכב בעל מסה דומה לזו של השמש, השכבות החיצוניות יהפכו לערפילית, ואילו גרעין הכוכב יהפוך לננס לבן – כוכב קטן מאוד, בערך בגודל של כדור הארץ, אבל צפוף וחם מאוד. במיליארדי השנים הבאות הוא ילך ויתקרר לאט לאט, ויסיים את חייו כננס שחור. כל הכוכבים שדומים לשמש יסיימו את חייהם כך.

גם כוכב כביר, שהמסה שלו גדולה פי 5-10 מהשמש, הופך לקראת סוף חייו לענק אדום. אבל שלא כמו השמש שלנו, כשנגמר לו הדלק הוא קורס במהירות אדירה לתוך עצמו, ומיד מתרחש פיצוץ אדיר שנקרא “סופרנובה”. הפיצוץ מעיף חומר לכל עבר, והוא בוהק כמו אור של גלקסיה שלמה. מה שקורה לאחר מכן תלוי, שוב, בכמות החומר שנשארת אחרי הפיצוץ.

אם המסה שנשארת אחרי הפיצוץ היא פי 1.44 עד פי 3 ממסת השמש, הגרעין הופך לכוכב נויטרונים – כוכב שעשוי כולו מחלקיקים שנקראים נויטרונים, והוא דחוס עוד הרבה יותר מננס לבן. קוטרו הוא בדרך כלל קילומטרים בודדים! לעומת זאת, אם המסה שנשארת אחרי הפיצוץ גדולה יותר, הגרעין יהפוך לחור שחור, שהוא גוף שבולע לתוכו כל דבר – כוכבים, אסטרונאוטים לא זהירים, ואפילו אור!

החומר שנורה לכל עבר בפיצוץ נשאר בערפילית, וממנה, כעבור זמן, נוצרים כוכבים חדשים. זוהי מחזוריות חיי הכוכב. גם השמש שלנו, כדור הארץ ואפילו אנחנו, נוצרנו מחומר שהיה פעם כוכבים קדומים יותר שסיימו את חייהם והתפוצצו, ולאחר מכן הפכו לחומר של מערכת השמש. לכן האסטרונומים אוהבים להזכיר שכולנו עשויים מאבק כוכבים.

בשמי החורף בישראל ניתן לראות את הענק האדום “ביטלג’וס”. שימו לב! הוא עומד להתפוצץ בכל רגע! אלא שמדובר ב”כל רגע” במונחים קוסמיים – בין היום בערב לעוד עשרת אלפים שנים. כשזה יקרה, הוא יהיה כל כך בהיר עד שיאיר חזק כמו הירח, ויהיה אפשר לראותו גם בשעות היום. עד אז תוכלו לזהות אותו ככוכב אדמדם מרצד בקבוצת הצייד. מי יודע, אולי עוד נזכה לראותו מתפוצץ בימי חיינו.

ערפילית. מתוך ויקיפדיה, נחלת הכלל.

תרשים חיי הכוכב. © DMY מוויקיפדיה העברית, CC BY-SA 3.0>>

ביטלג’וס. © מתוך ויקיפדיה העברית <ALMA, CC BY 4.0 >