Najmniejsze gwiazdy we Wszechświecie? Niektóre są szokująco małe

Poniżej zestawienie najmniejszych gwiazd, o jakich wiemy, we Wszechświecie.

Średnica naszej gwizdy jest równa 1,3 mln km. W ludzkiej skali to oczywiście niewyobrażalna wielkość, ale jeśli chodzi o kosmos to nasze Słońce jest gwiazdą średniej wielkości w porównaniu z miliardami innych we wszechświecie. Rozmiary gwiazd mogą się różnić. Możemy trafić na takie, których średnica jest 1500 razy większa od Słońca, ale są też jednak takie, których średnica wynosi zaledwie... 10 km. W teorii taką gwiazdę można by okrążyć wokół jej równika podczas jednej wycieczki rowerowej!

Oto kilka różnych rodzajów gwiazd, które są klasyfikowane przez astronomów jako małe.

Gwiazdy neutronowe to tak naprawdę szczątki olbrzymich gwiazd, które pozostają po odrzuceniu ich zewnętrznych warstw w końcowym cyklu ich życia. Początkowo takie gwiazdy mogą mieć masę od 9 do 20 razy większą od Słońca. Tak naprawdę gwiazda neutronowa jest zapadniętym jądrem dawnej gwiazdy olbrzymiej.

Zapadnięcie się jądra gwiazdy następuje na skutek grawitacji, w momencie, gdy w ogromnej gwieździe zabraknie wodoru. Wtedy jej rdzeń zapada się tak gwałtownie, że wszystkie elektrony i protony, które się w nim znajdują zostają dosłownie zmiażdżone, co prowadzi do powstania neutronów.

Stąd właśnie nazwa - gwiazdy neutronowe. Ich rozmiary są naprawdę niewielkie i to nie tylko w kosmicznej ale nawet ziemskiej skali. Mają zwykle jedynie 20 km średnicy, ale jednocześnie są 1,4 raza masywniejsze od Słońca, co sprawia, że oddziałują grawitacyjnie na otoczenie z ogromną siłą. Gdybyśmy umieścili kawałek takiej gwiazdy wielkości kostki do gry, na Ziemi ważyłby aż 100 mln ton!

Niekiedy zdarza się, że gwiazda neutronowa ma niewłaściwie ustawioną oś obrotu i pola magnetycznego. Wtedy właśnie dochodzi do powstania pulsarów. Te ciała niebieskie emitują promieniowanie w postaci pulsów. Rejestrujemy te impulsy, gdy znajdą się na linii naszego wzroku.

To taka sama sytuacja, jak w przypadku obserwowania latarni morskiej, której snop światła omiata okolicę. Latarnia morska może emitować błyski światła we wszystkich kierunkach, ale obserwator widzi je tylko wtedy, gdy znajduje się ono na jego linii wzroku.

Na tym kończy się podobieństwo pulsarów do latarni morskich. Pulsary bowiem potrafią emitować impulsy nawet 1000 razy na sekundę. Jest to skutkiem obrotu powierzchni tych specyficznych gwiazd z prędkością dochodzącą do niemal jednej czwartej prędkości światła.

Pomimo niezwykłych właściwości pulsary nie imponują rozmiarami. Ich średnica wynosi zazwyczaj około 20 km, choć zdarzają się tez mniejsze. Najmniejszym znanym nam pulsarem jest PSR B0943+10, który znajduje się w odległości 2000 lat świetlnych od Ziemi w pobliżu gwiazdozbioru Lwa. Jego średnica jest wręcz mikroskopijna i wynosi 2,6 km! Pulsar ten ma też zaledwie 2 proc. masy Słońca. Największym natomiast znanym pulsarem jest J0740+6620. Jego średnica mierzy 24 km i ma on masę 2,17 razy większą od naszego Słońca.

Około 97 proc. gwiazd w Drodze Mlecznej - w tym Słońce - nie jest wystarczająco masywnych, by mogły kiedykolwiek eksplodować jako supernowe i pozostawić po sobie gwiazdy neutronowe lub pulsary. Zamiast tego gwiazdy te odrzucają większą część swoich zewnętrznych warstw i stygną przez następne 1 lub 2 miliardy lat. Końcowym efektem jest to, co nazywamy białym karłem. Dlaczego jednak w pewnym momencie ich zapadanie ustaje? Dlaczego ich pozostałości nie osiągają po prostu coraz większej gęstości?

Nie pozwala na to mechanika kwantowa i reguła znana pod nazwą Zasady Wykluczenia Pauliego. Według niej żadne dwa elektrony nie mogą mieć tego samego spinu na tym samym poziomie energetycznym. Wewnątrz białego karła wszystkie poziomy energetyczne są wypełnione elektronami. Cecha ta nazywana jest zdegenerowaną. Zdegenerowany gaz nie może być już bardziej skondensowany przez grawitację.

Czytaj też:

Dość blisko nas znajduje się jedna z takich gwiazd. To Syriusz B - gwiezdny towarzysz Syriusza - oddalony od Ziemi o zaledwie 8,6 lat świetlnych. Innym przykładem białego karła jest ZTF J1901+1458. Promień tej gwiazdy wynosi co prawda więcej niż chociażby gwiazd neutronowych, ale w kosmicznej skali jest wciąż malutki: 1810 km. Jest tylko nieznacznie większy od Księżyca.

Aż trzy czwarte gwiazd w naszej galaktyce Drodze Mlecznej najprawdopodobniej jest czerwonymi karłami. Pomimo ich obfitości nie są one dla nas widoczne gołym okiem, ponieważ są zbyt małe i emitują zbyt słabe światło. Najmniejszy znany nam obiekt klasy czerwonego karła ma rozmiar zaledwie 9 proc. wielkości Słońca. Również masa czerwonych karłów nie jest imponująca. Zazwyczaj wynosi ona mniej więcej od 8 do 6 proc. masy naszej gwiazdy. Czerwone karły z powodu swojej małej masy są gwiazdami, w których panuje niewysokie ciśnienie i nie do chodzi w ich wnętrzu do intensywnej fuzji jądrowej. To z kolei powoduje niską temperaturę wynikiem czego gwiazda jest ciemniejsza.

Podobnie jak niekiedy Jowisz, brązowe karły bywają nazywane nieudanymi gwiazdami. Do ich powstania dochodzi w tradycyjny dla gwiazd sposób - poprzez gromadzenie materii, gazów i pyłów. Nigdy jednak ich ilość nie osiąga wielkości koniecznej do zapłonu fuzji jądrowej. Dlatego właśnie brązowe karły są obiektami, które prawie są gwiazdami, ale jednak nie zasługują na to miano w pełni.

Emitują własne światło, które jednak nie pochodzi z fuzji jądrowej, której nie są w stanie podtrzymać. Pochodzi ono z ciepła pozostałego po ich formowaniu, które jednak z czasem zanika. Rozmiary tych gwiazd są podobne do tego, jaki ma największa planeta w naszym Układzie Słonecznym, jednak zwykle są one dużo masywniejsze osiągając masę około 80-ciu razy większą od masy Jowisza.