Τ' άστρα γεννιούνται εξελίσσονται και πεθαίνουν

Η ζωή και η εξέλιξη των άστρων καθορίζεται από την ποσότητα της ύλης που τα περιλαμβάνει. Ακόμα και η εμφάνιση των άστρων στον ουρανό, εξαρτάται από την ποσότητα της ύλης που περιέχουν τη στιγμή που γεννιούνται. Όπως κάθε τι άλλο στο σύμπαν, έτσι και τα άστρα γεννιούνται, εξελίσσονται και πεθαίνουν. Τα στάδια της εξέλιξης ενός άστρου αποφασίζονται την ώρα της δημιουργίας τους, αυτό που παίζει βασικό ρόλο είναι η αρχική του μάζα.

Όσα γεννιούνται με λιγοστό υδρογόνο, λάμπουν αμυδρά μ' ένα αδύνατο κοκκινωπό φως και επιφανειακή θερμοκρασία 3.500 βαθμών Κελσίου. Ο ήλιος έχει περισσότερα υλικά και λάμπει στους 6.000 βαθμούς Κελσίου μ' ένα κιτρινωπό φως. Άλλα άστρα έχουν πολλαπλάσια υλικά απ' ότι ο ήλιος και είναι κυανόλευκα με θερμοκρασία 20.000 βαθμούς και λάμπουν με ένταση  ενός εκατομμυρίου ήλιων. Η ποσότητα των υλικών ενός άστρου καθορίζει επίσης τι είδους άστρο θα γίνει, πόσα χρόνια θα ζήσει και πως θα πεθάνει. Όλα εξαρτώνται από την ποσότητα των υλικών που έχει τη στιγμή της γέννησής του.

Η ενηλικίωση ενός άστρου φτάνει όταν η πίεση της βαρύτητας των εξωτερικών του στρωμάτων εξισορροπείται από την πίεση της ενέργειας που παράγουν οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στο εσωτερικό του. Έτσι ένα  άστρο παραμένει σε ισορροπία τόσο καιρό, όσο η μετατροπή του υδρογόνου σε ήλιο είναι η μοναδική θερμοπυρηνική αντίδραση που εκτελείται στον πυρήνα του. Η περίοδος αυτή ονομάζεται από τους αστρονόμους <<κύρια ακολουθία>>

Αυτή η περίοδος σταματάει, όταν το υδρογόνο του πυρήνα του πέσει κάτω από 1%, οπότε η κεντρική καύση παύει σχεδόν ολοκληρωτικά. Η βαρύτητα των εξωτερικών του στρωμάτων υπερνικά την προς τα έξω πίεση της ακτινοβολίας του και από τη συμπίεση ο αστρικός πυρήνας θερμαίνεται όλο και πιο πολύ. Όσο πιο θερμό όμως γίνεται το κέντρο, τόσο πιο μεγάλη είναι η πίεση προς τα έξω, οπότε το άστρο αρχίζει να διογκώνεται και να μετατρέπεται σε κόκκινο γίγαντα. Όταν ένα άστρο αρχίσει να μετατρέπεται σε κόκκινο γίγαντα ο πυρήνας του είναι ανενεργός και αποτελείται κυρίως από ήλιο. Σ' αυτό το σημείο οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις του υδρογόνου έχουν περιοριστεί μόνο στο κέλυφος των στρωμάτων που περιβάλλουν τον πυρήνα του. Όσο μεγαλύτερη όμως είναι η μάζα ενός κόκκινου γίγαντα τόσο μεγαλύτερη είναι και η θερμοκρασία που δημιουργείται στον πυρήνα του και οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του συνεχίζονται, με αποτέλεσμα την επανάληψη του ίδιου κύκλου: καύση, συστολή του πυρήνα λόγω βαρύτητας, αύξηση της θερμοκρασίας, σύντηξη των υλικών του πυρήνα και πάλι από την αρχή. Μ' αυτό τον τρόπο το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο, το ήλιο σε βηρύλλιο και άνθρακα, σε οξυγόνο, νέον, μαγνήσιο, πυρίτιο, φώσφορο, αργό, ασβέστιο και μέχρι το 26ο στοιχείο, το σίδηρο. Στη συνεχή τους πάλη ενάντια στη βαρύτητα καίνε διαδοχικά  τη στάχτη τους. Πρόκειται, όμως για μια πάλη που αργά η γρήγορα θα τη χάσουν και κάποια μέρα όλα τ' άστρα θα πεθάνουν.   Όλα τ' άστρα του σύμπαντος αργά ή γρήγορα θα μετατραπούν σε κόκκινους γίγαντες, που είναι και ο προθάλαμος του θανάτου τους.

Τώρα ο πυρήνας αποτελείται από άνθρακα και οξυγόνο, που είναι τα κατάλοιπα των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων του ήλιου. Παρ' όλο που ο πυρήνας έχει πάψει να παράγει ενέργεια, εκπέμπει τεράστιες ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας, ενώ η επιφανειακή του θερμοκρασία φτάνει τους 100.000 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η μεγάλη θερμότητα οφείλεται στην τρομακτική συμπίεση των υλικών του, που έχουν συμπιεσθεί σε μια σφαίρα με το μέγεθος της Γης μας. Έτσι, το αρχικό άστρο έχει μετατραπεί σ' έναν άσπρο νάνο που ακτινοβολεί ένα γαλαζόλευκο φως από μια επιφάνεια 16.000 φορές  μικρότερη από την αρχική του.

Τα διαστελλόμενα αέρια του κελύφους που περιβάλλει πλέον τον νέο άσπρο νάνο ''ερεθίζονται'' από την υπεριώδη ακτινοβολία του και λάμπουν. Μέσα σε 50.000 χρόνια τα αέρια αυτά διασκορπίζονται στο Διάστημα παύουν να ''ερεθίζονται'' από τον κεντρικό τους άσπρο νάνο και δεν φαίνονται πια από τα τηλεσκόπιά μας.

Η πυκνότητα τής μάζας ενός άσπρου νάνου είναι τεράστια. Ένα μόνο ''κουταλάκι'' από τα υλικά του μπορεί να ζυγίζει μέχρι και 1.000 τόνους. Κάτω από τόσο μεγάλες πιέσεις , τα υλικά αυτά είναι τελείως ιονισμένα, που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια έχουν αποχωρισθεί τελείως από τους ατομικούς τους πυρήνες και δεν μπορούν να συμπιεσθούν και να περιορισθούν πέρα από έναν ορισμένο όγκο. Σ' αυτό το όριο η ύλη βρίσκεται σε μια εκφυλισμένη κατάσταση, η οποία απαγορεύει στα ηλεκτρόνια να πλησιάσουν πολύ το ένα το άλλο. Έτσι, τα ελεύθερα εκφυλισμένα ηλεκτρόνια εξασκούν ισχυρότερη πίεση, που αντιστέκεται σε οποιαδήποτε περαιτέρω συμπίεση του άσπρου νάνου με αποτέλεσμα την εξισορρόπησή του.

Στη συνέχεια ο άσπρος νάνος χάνει συνεχώς θερμότητα, με αποτέλεσμα τα ιόντα που τον αποτελούν ν' αρχίζουν να συνδέονται σε μια ρευστή κατάσταση. Σ' ένα δισεκατομμύριο χρόνια οι ατομικοί πυρήνες κρυσταλλοποιούνται, μετατρέποντας σιγά σιγά τον άσπρο νάνο σ' ένα κρυσταλλικό στερεό. Η φάση αυτή της κρυσταλλοποίησης απαιτεί πολλά δισεκατομμύρια χρόνια που σημαίνει ότι κανένας άσπρος νάνος του Γαλαξία μας δεν έχει ολοκληρώσει ακόμα αυτή τη φάση. Όταν όμως η κρυσταλλοποίηση ολοκληρωθεί, ο άσπρος νάνος δεν θα ακτινοβολεί καθόλου και θα έχει μετατραπεί σ΄ένα κρυστάλλινο, άψυχο μαύρο νάνο.

Τ' άστρα πεθαίνουν με τρεις διαφορετικούς τρόπους. Ο τρόπος που θα πεθάνουν καθορίζεται από την ποσότητα των υλικών που περιλαμβάνει ο πυρήνας τους.

Άστρα που οι πυρήνες τους περιλαμβάνουν υλικά μέχρι και 1,4 ηλιακή μάζα πεθαίνουν ως άσπροι νάνοι. Όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα του τόσο πιο μικρή είναι η διάμετρος του άσπρου νάνου. Το μικρό όμως μέγεθος, σε συνδυασμό με τη σχετική μεγάλη μάζα, έχει αποτέλεσμα η βαρύτητα που επικρατεί στην επιφάνειά του να είναι 200.000 φορές μεγαλύτερη της γήινης. Ενώ τ' άστρα που συγκεντρώνουν στον πυρήνα τους υλικά από 1,4 ως 3 ηλιακές μάζες καταρρέουν, μετατρεπόμενα σε άστρα νετρονίων ή πάλσαρ, (πάλσαρ: αντικείμενα που εκπέμπουν ραδιοακτινοβολία). Όταν η μάζα τού πυρήνα ενός άστρου ξεπερνά τις 3 ηλιακές μάζες, δεν υπάρχει καμία δύναμη στο σύμπαν που μπορεί ν΄ αντισταθεί στην ένταση της βαρύτητά του, με αποτέλεσμα την αστραπιαία κατάρρευση του πυρήνα του. Η ύλη του αφανίζεται κάτω από το τεράστιο βαρυτικό πεδίο που σχηματίζεται, δημιουργώντας μια μαύρη τρύπα, όπου ακόμα και το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει. Η μαύρη τρύπα δημιουργείται εκεί που κάποτε υπήρχε ο πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου.

Ο θάνατος ενός άστρου αφήνει πίσω του ένα όμορφο και πολύχρωμο αέριο νεφέλωμα, που φωτογραφίζουν τα γήινα και διαστημικά τηλεσκόπια.