Η στάχτη των άστρων

Τα πάντα στο σύμπαν , κι εμείς οι ίδιοι, είμαστε φτιαγμένοι από κοσμική σκόνη.

Για την ακρίβεια το δεξί μας χέρι , μπορεί να είναι από διαφορετικό γαλαξία από τ αριστερό.

 

Ελάχιστοι άνθρωποι είναι αυτοί, που ατενίζοντας τον αστροφώτιστο νυχτερινό ουρανό, δεν αναρωτήθηκαν κάποτε για το Σύμπαν που μας περιβάλλει. Χιλιάδες ερωτήσεις έχουν τεθεί κατά καιρούς, από τους πρωτόγονους νομάδες μέχρι τους σύγχρονους αστρονόμους και αστροφυσικούς. Και όλες, οι μυριάδες αυτές των ερωτήσεων, μπορούν να συμπυκνωθούν σε μια και μοναδική: Τι, άραγε, υπάρχει εκεί έξω; Ή ακόμη πιο απλά: Από τι αποτελείται το Σύμπαν;
Το μεγαλύτερο μέρος του Σύμπαντος αποτελείται από το τίποτα. Ένα ελάχιστο μόνο ποσοστό του περιλαμβάνει την ύλη την οποία βλέπουμε. Οτιδήποτε υλικό είναι φτιαγμένο από άτομα. Και όλα αυτά τα άτομα, όλα τα συστατικά της Γης, κάθε άτομο βράχων ή λουλουδιών, φωτιάς, σύννεφου ή θάλασσας γεννήθηκε προηγουμένως σε κάποιους άλλους ήλιους, κάποιας αρχέγονης εποχής. Όπως κι εμείς, άλλωστε. Γιατί κι εμείς δεν είμαστε παρά μέρος της πρωτόγονης εκείνης ύλης, που αρχικά δημιουργήθηκε με τη βίαιη γέννηση του Σύμπαντος. Η ύλη που αποτελεί τα σώματά μας «κάηκε» και ανασχηματίστηκε στην καρδιά γιγάντιων κόκκινων άστρων. Ύλη που δημιουργήθηκε από στοιχεία τα οποία εκσφενδονίστηκαν στο διαστημικό κενό από εκρήξεις σουπερνόβα.
Γι’ αυτό άλλωστε είμαστε όλοι μας αστρόσκονη.
Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από χίλια τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων άτομα. Ψηφιακά ο αριθμός αυτός είναι ίσος με τη μονάδα ακολουθούμενη από 27 μηδενικά. Και όμως τα άτομα αυτά είναι τόσο μικροσκοπικά, ώστε φαίνονται να είναι κι αυτά φτιαγμένα από το τίποτα: τον πυρήνα τους και τα ηλεκτρόνια που τον περιβάλλουν, ενώ το μέγεθος του καθενός δεν ξεπερνά το μισό εκατοντάκις εκατομμυριοστό του εκατοστόμετρου. Για να καταλάβετε πόσο μικρό είναι το μέγεθος αυτό, φανταστείτε ότι μπορείτε να δείτε τα άτομα στο σώμα ενός ανθρώπου και ότι τα άτομα αυτά έχουν το μέγεθος ενός κόκκου άμμου. Σ’ αυτήν την κλίμακα ο άνθρωπός μας θα είχε ύψος 3.500 km, ύψος δηλαδή ίσο με τη διάμετρο της Σελήνης. Ας κοιτάξουμε τώρα το Σύμπαν από την άλλη του όψη, την όψη του μεγάκοσμου. Αν μπορούσαμε να σμικρύνουμε το Ηλιακό μας Σύστημα κατά ένα τρισεκατομμύριο φορές, τότε θα είχε το μέγεθος ενός μεγάλου δωματίου και ο Ήλιος μας το μέγεθος του κεφαλιού μιας καρφίτσας, ενώ το πλησιέστερο σε μας άστρο (το άλφα Κενταύρου) θα βρισκόταν σε απόσταση 40 km περίπου. Στην ίδια κλίμακα ο Γαλαξίας μας θα είχε διάμετρο 1.000.000 km, ενώ το πάχος του στο κέντρο θα έφτανε τα 100.000 km. Σε όλη του μάλιστα την έκταση ο Γαλαξίας μας θα στολιζόταν από 200 δισεκατομμύρια άστρα, καθένα με μέσο μέγεθος όσο το κεφάλι μιας καρφίτσας, που θα βρισκόταν σε αποστάσεις 40 km, περίπου, το ένα από τ’ άλλο. Και ενδιάμεσα το κενό!
Στο Σύμπαν υπάρχουν περίπου ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια περίπου άστρα. Τόσα άστρα, όσοι είναι και οι κόκκοι της άμμου σ’ όλους τους ωκεανούς της Γης. Και παρ’ όλα αυτά βρίσκουμε ένα δισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια άτομα στην ύλη, που περιέχεται μέσα σε μία δαχτυλήθρα. Το Σύμπαν δηλαδή δεν είναι παρά μια πραγματική μουσική συμφωνία, της οποίας οι νότες είναι άτομα σε συνδυασμούς απίστευτα πολύπλοκους, αν και βασίζονται σε απλούς φυσικούς νόμους. Γιατί οι πλανήτες, τα άστρα, οι γαλαξίες και η ύπαρξη ζωής, δεν είναι παρά παραλλαγές στο ίδιο θέμα, αφού ο Ήλιος, οι πλανήτες και όλα τα άλλα άστρα γεννήθηκαν από τα συντρίμμια κατεστραμμένων άστρων-σουπερνόβα και από τα αέρια και την αστρόσκονη του διαστημικού κενού. Και όλα αυτά τα άστρα είναι στην πραγματικότητα τεράστια θερμοπυρηνικά εργοστάσια παραγωγής των 92 χημικών στοιχείων, που βρίσκονται ελεύθερα στη Φύση.

 Το πιο σημαντικό στοιχείο στη ζωή και την εξέλιξη ενός άστρου καθορίζεται από την ποσότητα της μάζας που περιλαμβάνει.

Τα πρωταρχικά χημικά στοιχεία του Σύμπαντος δημιουργήθηκαν στα πρώτα τρία λεπτά της γένεσης, πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια, με αναλογία 75% υδρογόνου και 25% ηλίου (και απειροελάχιστες ποσότητες δευτερίου και λιθίου). Τα υπόλοιπα 90 χημικά στοιχεία, που βρίσκουμε ελεύθερα στη φύση δημιουργούνται στο εσωτερικό των άστρων, στη θερμοπυρηνική καρδιά των οποίων το υδρογόνο μετατρέπεται σε βαρύτερα στοιχεία μέχρι το 26ο του Περιοδικού Πίνακα, δηλαδή το σίδηρο, καθώς επίσης και στις εκρήξεις των σουπερνόβα για τη δημιουργία πολύ βαρέων στοιχείων πάνω από το σίδηρο και μέχρι το ουράνιο.
Έως τις αρχές του 20ού αιώνα, ο τρόπος με τον οποίο λάμπει το πλησιέστερο σε μας άστρο, ο Ήλιος, καθώς και όλα τ’ άλλα άστρα τ’ ουρανού, αποτελούσαν για την επιστήμη ένα μεγάλο αίνιγμα. Ένα αίνιγμα του οποίου η λύση άρχισε να διαφαίνεται όταν κατορθώσαμε να κατανοήσουμε καλύτερα τη δομή του ατόμου και τις ισχυρότατες πυρηνικές δυνάμεις που συγκρατούν τα σωματίδια που το αποτελούν. Το κλειδί, φυσικά, του αινίγματος δόθηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν (1879-1955) με τη διατύπωση της διάσημης εξίσωσής του: Ε=mc² (δηλ. η ενέργεια ισούται με τη μάζα επί το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός), που σημαίνει ότι μία μικρή ποσότητα ύλης απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Πιο απλά, η περίφημη αυτή εξίσωση του Αϊνστάιν σημαίνει ότι ένα μόνο γραμμάριο ύλης μπορεί να απελευθερώσει ενέργεια ίση με την ενέργεια που απελευθερώνουν 250.000 τόνοι βενζίνης. Έτσι η ατομική θεωρία μας έδωσε μία πηγή ενέργειας που έχει τη δυνατότητα να τροφοδοτεί τον Ήλιο και τ’ άστρα για δισεκατομμύρια χρόνια.
Το γενικό, πάντως, θεωρητικό υπόβαθρο της εσωτερικής δομής των άστρων το οφείλουμε στο μεγάλο Άγγλο φυσικό και αστρονόμο Σερ Άρθουρ Έντιγκτον (1882-1944) πολύ πριν ανακαλυφτεί η πηγή ενέργειας των άστρων. Ο Έντιγκτον περιέγραψε ως εξής την κατάσταση που επικρατεί στην καρδιά των άστρων: «Μέσα σ’ ένα κυβικό εκατοστόμετρο βρίσκονται συμπυκνωμένα ένα τρισεκατομμύριο τρισεκατομμύρια άτομα, διπλάσια περίπου ελεύθερα ηλεκτρόνια και 20 δισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια ακτίνες Χ. Οι ακτίνες Χ κινούνται με την ταχύτητα του φωτός και τα ηλεκτρόνια με ταχύτητα 16.000 km/s. Τα περισσότερα άτομα είναι απλά πρωτόνια (πυρήνες δηλ. υδρογόνου), τα οποία κινούνται με ταχύτητα 500 km/s περίπου. Εδώ κι εκεί υπάρχουν βαρύτερα άτομα, όπως είναι ο σίδηρος, που κινούνται με αργοκίνητους ρυθμούς 60 km/s. Με τις παραπάνω ταχύτητες μπορείτε κάλλιστα να φανταστείτε το μέγεθος των συγκρούσεων που επακολουθούν». Αυτός άλλωστε είναι και ο λόγος που ο Ήλιος, αλλά και όλα τ’ άστρα του ουρανού λάμπουν!
Η διαδικασία αυτή, με την οποία παράγεται η τεράστια ποσότητα ενέργειας στον Ήλιο και στ’ άλλα άστρα, εξηγήθηκε για πρώτη φορά από το Γερμανοαμερικανό φυσικό Χανς Α. Μπέτε το 1939. Η ανακάλυψη αυτή χάρισε στον ίδιο το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής (1967) και στην ανθρωπότητα την εξήγηση μιας από τις βασικότερες διεργασίες που συμβαίνουν στο Σύμπαν. Δύο είναι τα κύρια είδη των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων που επικρατούν στην καρδιά των άστρων. Η μία ονομάζεται αλυσίδα πρωτονίου-πρωτονίου και η άλλη κύκλος του άνθρακα. Και στα δύο αυτά είδη των αντιδράσεων τέσσερεις πυρήνες υδρογόνου συγχωνεύονται σ’ έναν πυρήνα ηλίου (He-4) εκπέμποντας συγχρόνως και ενέργεια. Στη διάρκεια της διαδικασίας αυτής 1.000 γραμμάρια υδρογόνου συγχωνεύονται δημιουργώντας 993 γραμμάρια ηλίου, πράγμα που σημαίνει ότι στη διαδικασία αυτή «χάνονται» 7 συνολικά γραμμάρια ύλης. Στην πραγματικότητα, φυσικά, η μικρή αυτή ποσότητα ύλης δεν «χάθηκε», αλλά μετατράπηκε σε ενέργεια. Αυτό που μας λέει δηλαδή ο Αϊνστάιν είναι ότι έστω και μια πολύ μικρή ποσότητα ύλης απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας αφού πολλαπλασιάζεται με έναν τεράστιο αριθμό (το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός). Υπάρχει δηλαδή ισοδυναμία μάζας και ενέργειας και η εξίσωση του Αϊνστάιν Ε=mc² προσδιορίζει επακριβώς πόση ενέργεια απελευθερώνεται όταν «χάνεται» μία ποσότητα μάζας.
Το πιο σημαντικό στοιχείο στη ζωή και την εξέλιξη ενός άστρου καθορίζεται από την ποσότητα της μάζας που περιλαμβάνει. Ακόμη και η εμφάνιση των άστρων στον ουρανό εξαρτάται από την ποσότητα της ύλης που περιλαμβάνουν τη στιγμή που γεννιούνται. Μερικά άστρα γεννιούνται με λιγοστό υδρογόνο, λάμπουν αμυδρά με αδύνατο φως, έχουν κοκκινωπή φαιά απόχρωση και επιφανειακή θερμοκρασία 3.000 ^oC. Άλλα άστρα, όπως ο Ήλιός μας, έχουν περισσότερα υλικά, είναι θερμότερα και λάμπουν στους 6.000 ^oC μ’ έντονο κιτρινωπό φως, ενώ κάποια άλλα πάλι, έχουν πολλαπλάσια υλικά από τον Ήλιο, είναι κυανόλευκα, με θερμοκρασία 20.000 ^oC και λάμπουν με την ένταση ενός εκατομμυρίου ήλιων.
Ένα άστρο ενηλικιώνεται όταν η πίεση της βαρύτητας των εξωτερικών του στρωμάτων εξισορροπείται από την πίεση της ακτινοβολίας και της ενέργειας, η οποία παράγεται στον πυρήνα του από τις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που μετατρέπουν το υδρογόνο σε ήλιο. Έτσι το άστρο αυτό παραμένει σε ισορροπία όσο καιρό η «καύση» του υδρογόνου είναι η μοναδική θερμοπυρηνική αντίδραση που εκτελείται στον πυρήνα του. Η περίοδος αυτή της ωριμότητας ενός άστρου, διαρκεί το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του, και ονομάζεται από τους αστρονόμους Κύρια Ακολουθία. Όταν ένα νέο άστρο σταθεροποιηθεί και μπει στο «δρόμο» του, η μάζα του είναι αυτή που θα του καθορίσει πόσα χρόνια θα ζήσει σταθερά, πόσα χρόνια δηλαδή θα παραμείνει στην Κύρια Ακολουθία. Τα μικρά κοκκινωπά άστρα, που είναι και τα πιο πολυάριθμα, έχουν αυτό το χρώμα γιατί είναι σχετικά τα πιο κρύα άστρα. Γι’ αυτό ονομάζονται κόκκινοι νάνοι, με διάμετρο μόλις το ένα τέταρτο της διαμέτρου του Ηλίου μας. Θα μπορούσαν δηλαδή να χωρέσουν άνετα στο διάστημα που χωρίζει τη Γη με τη Σελήνη. Τα άστρα αυτά έχουν μόλις το ένα δεκάκις χιλιοστό της λαμπρότητας του Ηλίου και είναι τόσο αμυδρά, ώστε κανένα τους δεν φαίνεται από τη Γη χωρίς τη βοήθεια τηλεσκοπίου.
Παρ’ όλη όμως την αμυδρότητα και την απλότητά του, ένα μικρό κόκκινο άστρο θα επιζήσει περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο είδος άστρου. Επειδή είναι μικρό οι θερμοπυρηνικές του αντιδράσεις εκτελούνται αργά και γι’ αυτό λάμπει αμυδρά. Θα χρειαστεί να παρέλθει πάρα πολύς καιρός, προκειμένου να εξαντλήσει το καύσιμο υδρογόνο του. Τα μικρά κόκκινα άστρα μπορούν να λάμπουν για δεκάδες δισεκατομμύρια χρόνια, χωρίς καμία εμφανή αλλαγή. Αντίθετα οι τεράστιοι γαλάζιοι γίγαντες είναι άστρα πλούσια σε υλικά και γι’ αυτό ιδιαίτερα σπάταλα. Οι θερμοπυρηνικές τους αντιδράσεις εκτελούνται με ταχύτατο ρυθμό, με αποτέλεσμα να ακτινοβολούν τεράστιες ποσότητες ενέργειας μέσα σε λίγο χρόνο. Γι’ αυτό άλλωστε και η ζωή τους δεν πρόκειται να διαρκέσει πολύ.
Ένα άστρο που διαθέτει υλικά 25 ηλιακών μαζών, για παράδειγμα, τα σπαταλάει γρήγορα λάμποντας 80.000 φορές πιο έντονα απ’ ό,τι ο Ήλιος με θερμοκρασία 35.000 ^oC. Γι’ αυτό η ζωή ενός τέτοιου άστρου στην Κύρια Ακολουθία δεν διαρκεί περισσότερο από 3 εκατομμύρια χρόνια. Στην άλλη άκρη, ένα άστρο με το 1/2 της μάζας του Ηλίου είναι πολύ πιο συντηρητικό και δαπανά το «καύσιμο» υδρογόνο που διαθέτει με μεγάλη «τσιγκουνιά», με αποτέλεσμα να λάμπει 40 φορές λιγότερο έντονα απ’ ό,τι ο Ήλιος έχοντας επιφανειακή θερμοκρασία 4.000 ^oC. Ένα τέτοιο άστρο θα ζήσει σταθερά, στην Κύρια Ακολουθία, επί 200 δισεκατομμύρια χρόνια.
Η μετατροπή όμως του υδρογόνου σε ήλιο δεν είναι η μοναδική θερμοπυρηνική αντίδραση που μπορεί να συμβεί. Κι εδώ πάλι η ποσότητα της ύλης που περιλαμβάνει ένα άστρο είναι ο βασικός συντελεστής για την έναρξη μιας νέας αλυσίδας θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Η ευτυχισμένη δηλαδή περίοδος της ωριμότητας ενός άστρου δεν θα διαρκέσει για πάντα. Γιατί όταν σ’ ένα άστρο η περιεκτικότητα του πυρήνα σε υδρογόνο πέσει κάτω από το 1%, η κεντρική «καύση» παύει σχεδόν ολοκληρωτικά. Μ’ αυτόν τον τρόπο η υδροστατική ισορροπία που επικρατούσε ανατρέπεται. Το βάρος των εξωτερικών στρωμάτων του άστρου συμπιέζει το κέντρο, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας του πυρήνα. Η βαρύτητα των εξωτερικών στρωμάτων υπερνικάει την πίεση της εσωτερικής ακτινοβολίας κι έτσι ο αστρικός του πυρήνας θερμαίνεται περισσότερο απ’ ό,τι προηγουμένως. Έτσι, τα εξωτερικά στρώματα υδρογόνου, γύρω από τον πυρήνα, υπερθερμαίνονται αυξάνοντας το ρυθμό των εκεί θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Η αυξανόμενη όμως θερμοκρασία του πυρήνα θερμαίνει σιγά-σιγά όλο και πιο πολύ το «κέλυφος» υδρογόνου που το περιβάλλει. Σε μικρό, σχετικά, χρονικό διάστημα η θερμοκρασία στο «κέλυφος» αυτό αγγίζει τους 4 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου πυροδοτώντας τις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις του υδρογόνου που υπάρχει εκεί. Η καινούργια αυτή εκροή ενέργειας ωθεί τα εξωτερικά στρώματα του άστρου προς τα πάνω μετατρέποντάς το σιγά-σιγά σε κόκκινο γίγαντα. Αυτή τη φάση, με την ίδια διαδικασία, θα την περάσουν όλα τ’ άστρα, οποιαδήποτε κι αν είναι η μάζα τους. Γιατί το στάδιο του κόκκινου γίγαντα είναι η αρχή του τέλους για κάθε άστρο.
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 αυτόν. Όσο μεγαλύτερη όμως είναι η μάζα ενός κόκκινου γίγαντα τόσο μεγαλύτερη είναι και η θερμοκρασία που δημιουργείται στον πυρήνα του. Στους κόκκινους γίγαντες, που έχουν μάζα μεγαλύτερη από το 1/2 του Ηλίου η θερμοκρασία του πυρήνα αυξάνει ραγδαία. Έτσι, όταν η κεντρική αυτή θερμοκρασία φτάσει τους 100 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, τα άτομα του ηλίου «πιάνουν φωτιά». Αρχίζουν δηλαδή οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις που μετατρέπουν το ήλιο σε βηρύλλιο και αμέσως μετά σε άνθρακα.
Σε άστρα με ακόμη μεγαλύτερη μάζα και με την ίδια διαδικασία της σύντηξης οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο τους συνεχίζονται, με αποτέλεσμα την επανάληψη του ίδιου κύκλου: καύσης, συστολής του πυρήνα λόγω βαρύτητας, αύξησης της θερμοκρασίας, σύντηξης των υλικών του πυρήνα και πάλι από την αρχή. Μ’ αυτόν τον τρόπο το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο, το ήλιο σε βηρύλλιο και άνθρακα κ.ο.κ. σε οξυγόνο, νέον, μαγνήσιο, πυρίτιο, φωσφόρο, αργό, ασβέστιο και μέχρι το 26ο χημικό στοιχείο το σίδηρο. Στη συνεχή τους δηλαδή πάλη ενάντια στη βαρύτητα, τ’ άστρα «καίνε» διαδοχικά τη «στάχτη» τους, τα προϊόντα δηλαδή της καύσης, των προηγούμενων θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Πρόκειται όμως για μία πάλη που αργά ή γρήγορα θα χάσουν. Γιατί όλα τ’ άστρα κάποια μέρα θα πεθάνουν. Θα πεθάνουν επειδή ακριβώς λάμπουν.
 

Η αρχή του τέλους

Ο θάνατος των άστρων με πολλαπλάσια ποσότητα υλικών απ’ ό,τι ο Ήλιος, είναι πολύ πιο θεαματικός. Η έκρηξη αυτή ονομάζεται σουπερνόβα και έχει ως αποτέλεσμα την κυριολεκτική διάλυση του άστρου που την προκάλεσε.

Το στάδιο του κόκκινου γίγαντα για κάθε άστρο που υπάρχει στο Σύμπαν, αποτελεί το προτελευταίο κεφάλαιο της ζωής του. Σ’ αυτό το στάδιο ένα άστρο βρίσκεται στον προθάλαμο του θανάτου του. Ενός θανάτου που θ’ αφήσει πίσω του ένα μόνο από τρία πιθανά λείψανα, ανάλογα με τη μάζα που έχει κάθε άστρο. Άστρα με υλικά λιγότερα από 4 ηλιακές μάζες θα μετατραπούν σε άσπρους νάνους. Άστρα με 4 έως 25 ηλιακές μάζες θα γίνουν πάλσαρ ή άστρα νετρονίων, ενώ άστρα με ακόμη μεγαλύτερες μάζες θα καταλήξουν να γίνουν μαύρες τρύπες.
Όταν ένα άστρο της πρώτης κατηγορίας (με λιγότερα υλικά από 4 ηλιακές μάζες), γίνει κόκκινος γίγαντας, μπαίνει σε μία περίοδο αστάθειας. Η βαρυτική του δύναμη δεν είναι ικανή να συγκρατήσει τα εξωτερικά του στρώματα, τα οποία αποχωρίζονται σιγά-σιγά και διαφεύγουν στο διάστημα. Τα αέρια αυτά στρώματα αποχωρώντας σχηματίζουν ένα διαστελλόμενο κέλυφος, το οποίο στα τηλεσκόπιά μας φαίνεται σαν ένας δακτύλιος αερίων. Οι αστρονόμοι των περασμένων αιώνων, με τα μικρά τους τηλεσκόπια ονόμασαν τα αντικείμενα αυτά πλανητικά νεφελώματα επειδή νόμιζαν πως έμοιαζαν με πλανήτες. Τα διαστελλόμενα αέρια των πλανητικών νεφελωμάτων περιλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος της αρχικής μάζας ενός άστρου και καθώς αποχωρίζονται απ’ αυτό, αφήνουν πίσω τους, αποκαλύπτοντάς τον συγχρόνως, το γυμνό υπερθερμασμένο πυρήνα του. Ο πυρήνας αυτός αποτελείται από άνθρακα και οξυγόνο, δηλαδή τα κατάλοιπα, η «στάχτη», των θερμοπυρηνικών αντιδράσεων του ηλίου. Αντικρίζουμε δηλαδή το λείψανο του αρχικού άστρου, που έχει φτάσει πια στο τέλος του.
Παρότι ο υπερθερμαζόμενος πυρήνας του έχει πάψει να παράγει ενέργεια (μιας και οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στο κέντρο του έχουν σταματήσει εντελώς), εκπέμπει τεράστιες ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας, ενώ η επιφανειακή του θερμοκρασία φτάνει τους 100.000 oC. Η μεγάλη όμως αυτή θερμότητα οφείλεται στην τρομαχτική συμπίεση των υλικών του, που έχουν περιοριστεί σε μία σφαίρα ίση με το μέγεθος του πλανήτη μας. Το αρχικό μας, δηλαδή, άστρο έχει μετατραπεί σ’ έναν άσπρο νάνο, που ακτινοβολεί ένα έντονο γαλαζόλευκο φως από μία επιφάνεια 16.000 φορές μικρότερη από την αρχική του. Τα διαστελλόμενα αέρια του κελύφους, που περιβάλλει πλέον τον νεοαποκαλυφθέντα άσπρο νάνο ερεθίζονται από την υπεριώδη ακτινοβολία του και λάμπουν. Χίλια μόνο πλανητικά νεφελώματα έχουν μέχρι σήμερα ανακαλυφτεί γιατί η διάρκεια της ζωής τους είναι σχετικά μικρή. Μέσα σε 50.000 χρόνια τα αέρια αυτά διασκορπίζονται στο διάστημα, παύουν να ερεθίζονται από τον κεντρικό τους άσπρο νάνο και δεν είναι ορατά πια από τα τηλεσκόπιά μας. Έτσι στα τελευταία 60 χρόνια, με τη βοήθεια της Κβαντομηχανικής και της Θεωρίας της Σχετικότητας, έχει δημιουργηθεί ένα ικανό θεωρητικό υπόβαθρο ή μοντέλο, που επεξηγεί την εξέλιξη αυτών των άστρων. Σ’ αυτήν μάλιστα τη μελέτη σημαντικότατη ήταν η προσφορά του Ινδοαμερικανού αστροφυσικού Σουμπραμανιάν Τσαντρασεκάρ (Νόμπελ Φυσικής 1983), ο οποίος υπολόγισε ότι το μέγιστο όριο της μάζας ενός άσπρου νάνου δεν μπορεί να υπερβαίνει τις 1,4 ηλιακές μάζες. Προς τιμήν του το όριο αυτό ονομάζεται Όριο Τσαντρασεκάρ. Όσο μάλιστα πιο μεγάλη είναι η μάζα του τόσο πιο μικρή είναι και η διάμετρος του άσπρου νάνου. Το μικρό όμως μέγεθος, σε συνδυασμό με τη μεγάλη σχετικά μάζα, έχει ως αποτέλεσμα η βαρύτητα που επικρατεί στην επιφάνειά του να είναι 200.000 φορές μεγαλύτερη της γήινης.
Ο θάνατος των άστρων με μεγαλύτερη ποσότητα υλικών απ’ ό,τι ο Ήλιος, είναι πολύ πιο θεαματικός. Άστρα με 5 ηλιακές μάζες και πάνω καταναλώνουν το καύσιμο υδρογόνο τους φτάνοντας στο στάδιο του κόκκινου γίγαντα μέσα σε μερικές δεκάδες εκατομμύρια χρόνια. Το βάρος των τεράστιων ποσοτήτων των εξωτερικών του στρωμάτων είναι τόσο μεγάλο, ώστε ένας γαλάζιος γίγαντας χρειάζεται να παράγει στο εσωτερικό του τεράστιες ποσότητες ενέργειας προκειμένου να αντισταθμίζει την πίεση της βαρύτητας των υλικών του. Τέτοιου είδους άστρα αναγκάζονται να εκραγούν με μια τεράστια έκρηξη, που είναι ένα από τα πιο βίαια φαινόμενα στο Σύμπαν. Η έκρηξη αυτή ονομάζεται σουπερνόβα και έχει ως αποτέλεσμα την κυριολεκτική διάλυση του άστρου που την προκάλεσε. Ένα τέτοιο άστρο μετατρέπει όλο το απόθεμα του υδρογόνου στον πυρήνα του σε ήλιο μέσα σε μερικά εκατομμύρια χρόνια, με αποτέλεσμα ν’ αρχίσει να «φουσκώνει» μετατρεπόμενο τελικά σε έναν κόκκινο υπεργίγαντα μέσα σε διάστημα τριών εκατομμυρίων χρόνων από τη γέννησή του. Τα άστρα αυτά εξογκώνονται σε πραγματικούς κόκκινους υπεργίγαντες με διάμετρο 500-1.000 φορές τη σημερινή διάμετρο του Ηλίου. Στο εσωτερικό ενός τέτοιου κόκκινου υπεργίγαντα, οι διεργασίες που συμβαίνουν είναι τέτοιες, ώστε όταν φτάσει η στιγμή ν’ αρχίσει η συστολή του, δεν μπορεί να μετατραπεί σε άσπρο νάνο με την απλή εκτόξευση των εξωτερικών του στρωμάτων, όπως στην περίπτωση των πλανητικών νεφελωμάτων. Επειδή το γιγάντιο αυτό άστρο εξακολουθεί να χρειάζεται ενέργεια για να στηρίξει την τεράστια μάζα του, αρχίζει μια νέα σειρά πυρηνικών αντιδράσεων στο κέντρο του. Οι «στάχτες », τα προϊόντα δηλαδή μιας αντίδρασης γίνονται το «καύσιμο» μιας άλλης. Πρώτα το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο, το ήλιο σε άνθρακα και οξυγόνο, ο άνθρακας σε νέον και μαγνήσιο και μ’ αυτόν τον τρόπο η κατάσταση αρχίζει να γίνεται δραματική. Οι διεργασίες του εσωτερικού του το κάνουν να πάλλεται ακανόνιστα, ενώ όλο και πιο νέες πυρηνικές αντιδράσεις δημιουργούν όλο και πιο βαρύτερα χημικά στοιχεία για να ικανοποιήσουν τις ενεργειακές ανάγκες εξισορρόπησης του άστρου. Το άστρο δηλαδή σ’ αυτήν τη φάση μοιάζει μ’ ένα κρεμμύδι, του οποίου ο πυρήνας περιβάλλεται από στρώματα διαφορετικών πυρηνικών καύσεων. Φυσικά η κατάσταση αυτή δεν μπορεί να συνεχιστεί για πάντα.
Σ’ ένα άστρο με υλικά 50 ηλιακών μαζών, για παράδειγμα, τα αποθέματα υδρογόνου στον πυρήνα του εξαντλούνται μέσα σε 3 εκατομμύρια χρόνια, ενώ το καύσιμο ήλιο σε μερικές χιλιάδες χρόνια. Ο πυρήνας του ηλίου συρρικνώνεται, η κεντρική θερμοκρασία αυξάνει στους 50 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και το ήλιο αρχίζει να μεταστοιχειώνεται σε άνθρακα. Συγχρόνως όμως αυξάνει και ο όγκος του, μέχρις ότου μετατραπεί σε έναν τεράστιο κόκκινο υπεργίγαντα με διάμετρο αρκετές εκατοντάδες φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο του Ηλίου μας. Η βαρύτητα όμως των εξωτερικών του στρωμάτων δεν είναι ικανή να τα συγκρατήσει. Με τη μορφή σωματιδίων ενός ελαφρού «αστρικού ανέμου», παρόμοιου με το δικό μας «ηλιακό άνεμο», μεγάλες ποσότητες υλικών διαφεύγουν στο διάστημα με ταχύτητα 10 km/s.
Η διαρροή των υλικών αυτών συνεχίζεται με τον ίδιο ρυθμό επί χιλιάδες χρόνια αναγκάζοντας το άστρο να επιταχύνει την περιστροφή του. Η γρήγορη αυτή περιστροφή υποχρεώνει με τη σειρά της τα διαφεύγοντα αέρια να πάρουν μία δισκοειδή μορφή, ώσπου τελικά, λόγω της αυξανόμενης φυγόκεντρης δύναμης, σχηματίζεται ένας διαρκώς διαστελλόμενος δίσκος στη θέση του αρχικού κελύφους υλικών. Έτσι 5.000 χρόνια πριν από το τέλος ο «αστρικός άνεμος» των υλικών αυξάνει την ταχύτητά του στα 600 km/s. Τα υλικά της δεύτερης αυτής, και ταχύτερης, διαρροής προφταίνουν τα προηγούμενα αργοκίνητα υλικά και τα συμπιέζουν σχηματίζοντας ένα δακτύλιο αερίων, που συνεχώς διαστέλλεται. Χίλια περίπου χρόνια πριν από το τέλος η εσωτερική θερμοκρασία του άστρου φτάνει τους 800 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και ο κεντρικός πυρήνας του άνθρακα, που είχε συσσωρευτεί, αρχίζει να μετατρέπεται σε νέον και νάτριο, οπότε τα πράγματα αρχίζουν να δυσκολεύ ουν όλο και πιο πολύ. Έτσι δύο χρόνια πριν από το τέλος, χωρίς καμία εξωτερική προειδοποίηση, όταν η θερμοκρασία στον πυρήνα του φτάνει το 1,5 δισεκατομμύριο βαθμούς Κελσίου, αρχίζει η «καύση» του νέον σε οξυγόνο και μαγνήσιο. Έξι μήνες πριν από το τέλος αρχίζει η καύση του οξυγόνου με τη μετατροπή του σε πυρίτιο και θείο. Η θερμοκρασία του πυρήνα αγγίζει τότε τους 2 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.
Μερικές μόνο ημέρες πριν από το τέλος η κεντρική του θερμοκρασία φτάνει τους 4 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και το πυρίτιο που έχει συγκεντρωθεί εκεί αρχίζει να μετατρέπεται σε σίδηρο κι έτσι μέσα σε μερικές ώρες η ποσότητα του σιδήρου στο κέντρο αρχίζει να μεγαλώνει. Όταν η σιδερένια καρδιά του υπεργίγαντα αρχίσει να συμπιέζεται από τη βαρύτητα των ανώτερων στρωμάτων του, η θερμοκρασία του αυξάνει ακόμη πιο πολύ. Σε λιγότερο από δύο ημέρες το άστρο αποκτά μία, κυριολεκτικά, σιδερένια καρδιά με μάζα μεγαλύτερη από αυτήν του Ηλίου μας, ενώ γύρω της συνεχίζονται σε στρώματα οι καύσεις του πυριτίου, του οξυγόνου, του νέον, του άνθρακα και του ηλίου, που έχουν συνολική μάζα έξι φορές αυτής του Ηλίου.
Το 85% της μάζας του άστρου παραμένει φυσικά στα εξωτερικά του στρώματα με τη μορφή υδρογόνου. Φτάνει όμως κάποια στιγμή όπου η κεντρική θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλή για να αρχίσει η καύση του σιδήρου. Κάτι τέτοιο όμως «ανοίγει την πόρτα» σε πραγματικά απόκοσμες καταστροφικές διαδικασίες, αφού ο σίδηρος διαθέτει τον πιο σταθερό ατομικό πυρήνα, πράγμα που σημαίνει ότι όταν εμπλέκεται σε πυρηνικές αντιδράσεις διάσπασης ή σύντηξης όχι μόνο δεν παράγει ενέργεια, αλλά αντίθετα την απορροφάει. Για να μετατραπεί δηλαδή ο σίδηρος σε βαρύτερα ή ελαφρότερα χημικά στοιχεία χρειάζεται ενέργεια, που σημαίνει ότι η ενέργεια αυτή δεν είναι διαθέσιμη, ώστε να συγκρατήσει το τεράστιο βάρος των ανώτερων στρωμάτων του άστρου, με αποτέλεσμα την ακόμη μεγαλύτερη συμπίεση του σιδερένιου αστρικού πυρήνα και την ακόμη μεγαλύτερη αύξηση της θερμοκρασίας του.

Ένα τέλος και μία αρχή

 Τα υπόλοιπα υλικά του άστρου εκτοξεύονται στο Διάστημα εμπλουτίζοντας έτσι το Σύμπαν με όλα τα χημικά στοιχεία της φύσης. Έτσι, η έκρηξη μιας σουπερνόβα είναι ταυτόχρονα ένα τέλoς και μια αρχή.

Όταν ο συγκεντρωμένος σίδηρος στην καρδιά ενός γιγάντιου άστρου φτάσει το Όριο Chandrasekhar η συμπίεση είναι τόσο μεγάλη, ώστε η θερμοκρασία στο σιδερένιο πυρήνα του άστρου ξεπερνάει τους 4 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Από εδώ και πέρα, στο επόμενο δευτερόλεπτο, τα πάντα γίνονται με αστραπιαία ταχύτητα. Ο πυρήνας του άστρου διασπάται σε δύο τμήματα. Το εσωτερικό τμήμα του πυρήνα καταρρέει ανεμπόδιστο προς το κέντρο με ταχύτητα που αγγίζει τα 80.000 km/s (πάνω από το 25% της ταχύτητας του φωτός). Η κατάρρευση αυτή συμπιέζει τα υλικά του τόσο πολύ, ώστε η διάμετρός του συρρικνώνεται από 6.000 σε 6 km μόνο. Φανταστείτε δηλαδή τη Γη ολόκληρη να συμπιεστεί ξαφνικά και σε χιλιοστά του δευτερολέπτου να πάρει το μέγεθος της Αθήνας.

Η κατάρρευση του κεντρικού αστρικού πυρήνα ενός γιγάντιου άστρου ωθεί την ύλη του να διασπαστεί σε θετικά φορτισμένα πρωτόνια, σε αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και σε νετρόνια χωρίς καμία ηλεκτρική φόρτιση. Επειδή η πίεση είναι τεράστια, τα ηλεκτρόνια συγχωνεύονται με τα πρωτόνια δημιουργώντας νετρόνια και σε μια θερμοκρασία που φτάνει τους 50 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, δημιουργούνται 1058 νετρίνα (η μονάδα ακολουθούμενη από 58 μηδενικά), που προς στιγμή βρίσκονται φυλακισμένα στην υπέρπυκνη και υπέρθερμη κόλαση του αστρικού πυρήνα. Σε χιλιοστά του δευτερολέπτου η ύλη του πυρήνα αποτελείται από νετρόνια μόνο και τεράστιες ποσότητες νετρίνων, που λόγω της μεγάλης πυκνότητας της ύλης δεν μπορούν να δραπετεύσουν. Σε δέκα χιλιοστά του δευτερολέπτου η πυκνότητα της αστρικής καρδιάς φτάνει να είναι τέσσερεις φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα ενός ατομικού πυρήνα, ενώ η θερμοκρασία έχει φτάσει τους 100 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.
Τη στιγμή εκείνη, δηλαδή 41 εκατοστά του δευτερολέπτου μετά την έναρξη της κατάρρευσης του πυρήνα, η πυκνότητα του κέντρου φτάνει το ένα δισεκατομμύριο τόνους ανά κυβικό εκατοστό. Τα φυλακισμένα νετρίνα μαζί με τα υπόλοιπα υλικά δεν αντέχουν άλλη συμπίεση και εξοστρακίζονται προς τα έξω. Όλη δηλαδή η κινητική ενέργεια που δημιουργείται από την κατάρρευση του εσωτερικού τμήματος του πυρήνα μετατρέπεται σ’ ένα τεράστιο «κρουστικό κύμα», το οποίο σαν μία κοσμική μπουλντόζα ξεκινάει προς τα εξωτερικά στρώματα του άστρου.
Ο αριθμός των νετρίνων που παράγεται σ’ ένα κανονικό άστρο, όπως ο Ήλιό μας, είναι πραγματικά τεράστιος. Όμως ο αριθμός αυτός ωχριά μπροστά στον αριθμό που παράγεται κατά τη διάρκεια της μετατροπής ενός υπεργιγάντιου άστρου σε σουπερνόβα. Στη διάρκεια μιας τέτοιας έκρηξης παράγονται δέκα δισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια, τρισεκατομμύρια, τρισεκατομμύρια, τρισεκατομμυρίων νετρίνα (1058). Λόγω αυτού του αριθμού τα νετρίνα διαδραματίζουν σημαντικότατο ρόλο στην καταστροφική εξέλιξη ενός άστρου, γιατί με την εκτίναξή τους μεταφέρουν μαζί τους τεράστια ποσά ενέργειας απ’ αυτό.
Επειδή, λοιπόν, τη στιγμή της έκρηξης η θερμοκρασία στον πυρήνα μπορεί να φτάσει τους 100 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, τα νετρίνα αυτά μεταφέρουν ενέργεια και αποσπούν έτσι το 99,99% της ενέργειας που εκλύεται από την κατάρρευση του άστρου. Έτσι, το ορατό φως που βλέπουμε από την έκρηξη αυτή δεν αποτελεί παρά το 0,01%, πράγμα που σημαίνει ότι στις 10.000 μονάδες ενέργειας που εκλύονται από μία έκρηξη σουπερνόβα, οι 9.999 μονάδες μεταφέρονται από τα νετρίνα και μία μόνο μονάδα από το ορατό φως που βλέπουμε. Παρ’ όλη δηλαδή τη φωτεινότητα που έχει μία σουπερνόβα, η ορατή της πλευρά δεν είναι παρά μία παρωνυχίδα στο πραγματικά «εκρηκτικό» γεγονός της εκπομπής των νετρίνων.
Τα νετρίνα αφήνουν πίσω τους συμπιεσμένα υλικά 1,5 περίπου ηλιακής μάζας αποτελούμενα από νετρόνια. Τα υλικά αυτά σχηματίζουν ένα άστρο νετρονίων εκλύοντας τεράστια ποσά ενέργειας που ισοδυναμούν με τη μετατροπή του 20% υλικών της μάζας του Ηλίου σε καθαρή ενέργεια. Η ενέργεια δηλαδή που ακτινοβολείται είναι ίση με την εκπομπή ενέργειας του Ηλίου μας για αρκετά τρισεκατομμύρια χρόνια. Η θερμοκρασία φτάνει τώρα τους 480 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και τα φυλακισμένα νετρίνα κατορθώνουν επιτέλους να διαφύγουν μεταφέροντας μαζί τους το 99% της ενέργειας αυτής.
Η εκτίναξη του εσωτερικού πυρήνα τον υποχρεώνει να συγκρουστεί βίαια με τον καταρρέοντα ακόμη εξωτερικό πυρήνα δημιουργώντας έτσι ένα κρουστικό κύμα με περισσότερη ενέργεια απ’ αυτήν που εκλύει ένας ολόκληρος γαλαξίας σε δέκα περίπου χρόνια. Η δημιουργία του κρουστικού αυτού κύματος σηματοδοτεί τη γέννηση της σουπερνόβα. Κι έτσι, καθώς το κύμα αυτό μαζί με τα νετρίνα διαστέλλεται μέσα στον καταρρέοντα εξωτερικό αστρικό πυρήνα, επιτρέπει στα νετρίνα να διαφύγουν στο διάστημα. Με την ταχύτητα του φωτός τα νετρίνα αυτά διαδίδουν πλέον στο Σύμπαν τα πρώτα μηνύματα του αστρικού θανάτου.
Ένα δευτερόλεπτο μετά την αρχή της δραματικής αυτής κατάρρευσης, το κρουστικό κύμα, με ταχύτητα που φτάνει τα 30.000 km/s, εξορμάει προς τα εξωτερικά στρώματα του άστρου, το οποίο δεν έχει προφτάσει ακόμη να «συνειδητοποιήσει» το τι συμβαίνει στον πυρήνα του. Το κρουστικό αυτό κύμα παρασύρει στο διάβα του και συντρίβει τα αστροϋλικά που συναντάει. Η σύγκρουση αυτή παράγει αρκετές ποσότητες όλων των βαρέων χημικών στοιχείων όπως ασβέστιο, μόλυβδος και ουράνιο.
Στα 100 πρώτα δευτερόλεπτα μετά την εκκίνησή του, το κρουστικό κύμα διασχίζει όλους τους μανδύες του αστρικού πυρήνα και φτάνει στο όριο, που διαχωρίζει το κέλυφος του ηλίου με τα εξωτερικά στρώματα του υδρογόνου (που αποτελεί το 85% των υλικών του άστρου). Δύο χιλιάδες δευτερόλεπτα αργότερα η δημιουργηθείσα ανισορροπία σχηματίζει ακτινωτές συγκεντρώσεις αερίων του αστρικού πυρήνα πέντε φορές πυκνότερες από τα αέρια των εξωτερικών στρωμάτων που διαπερνούν. Στα 10.000 δευτερόλεπτα (2 ώρες και 47 λεπτά) τα διαστελλόμενα υλικά του πυρήνα παίρνουν τη μορφή ενός αχινού.
Στο μεταξύ το γοργά διαστελλόμενο «κρουστικό κύμα» συναντά στο δρόμο του ένα στρώμα οξυγόνου και το μετατρέπει αμέσως σε ραδιενεργό νικέλιο. Μία ποσότητα 140 τρισεκατομμυρίων τρισεκατομμύρια τόνοι νικελίου-56 (7% της μάζας του Ηλίου) εκτοξεύεται μαζί μ’ όλα τ’ άλλα υλικά στο Διάστημα, με ταχύτητα 17.000 km/s, θερμαίνοντας τα αέρια του εξωτερικού μανδύα στους 100.000 ⁰C.
Το κρουστικό κύμα διασχίζει το άστρο μέσα σε μερικές ώρες και η τεράστια έκρηξη που επακολουθεί παράγει ενέργεια ίση με την ενέργεια που θα παρήγαγε ο Ήλιος σε δέκα τρισεκατομμύρια χρόνια, αν μπορούσε να ζήσει τόσο πολύ. Και όλη αυτή η ενέργεια εκλύεται σε μερικά μόνο δευτερόλεπτα. Τέτοιου είδους εκρήξεις μπορούν να συγκριθούν μόνο με τη «Μεγάλη Έκρηξη». Με την κυριολεκτική αυτή διάλυση του άστρου η πρώτη φωτεινή του αναλαμπή ανακοινώνεται στο Σύμπαν. Η αναλαμπή αυτή αποτελείται κυρίως από υπεριώδη ακτινοβολία, που είναι αόρατη στα ανθρώπινα μάτια. Μία ώρα, όμως, αργότερα τα εκτοξευόμενα υλικά έχουν χάσει αρκετή από την ταχύτητά τους και η ακτινοβολία που εκπέμπεται είναι ορατή.
Την ίδια στιγμή ολόκληρο το άστρο διασπάται κυριολεκτικά με μία κολοσσιαία έκρηξη και την εκπομπή τεράστιων ποσοτήτων υπεριώδους ακτινοβολίας και ακτίνων Χ, λάμποντας με τη συνολική ένταση 250 εκατομμυρίων ήλιων. Παρ’ όλο που το νικέλιο δεν αποτελεί παρά μόνο το 1% της συνολικής ποσότητας των αερίων, που εκτοξεύει μια σουπερνόβα, εν τούτοις αποτελεί την κύρια πηγή ενέργειας η οποία εξακολουθεί επί μήνες να θερμαίνει τα διαστελλόμενα αέρια με θερμοκρασία 5.000 ⁰C, καθώς το ραδιενεργό νικέλιο-56 μετατρέπεται σε κοβάλτιο-56 και αυτό με τη σειρά του σε σίδηρο-56.
Μετά από μία έκρηξη σουπερνόβα, και ενώ το μεγαλύτερο μέρος του άστρου καταστρέφεται εκτοξευόμενο στο Διάστημα, ο πυρήνας του παραμένει στη θέση του ανέπαφος μεν αλλά σε φοβερά ασταθή κατάσταση. Αν η μάζα του πυρήνα δεν ξεπερνάει τις 3, περίπου, ηλιακές μάζες τότε οποιαδήποτε περαιτέρω συμπίεσή του σταματάει. Αυτό που απομένει όταν η κατάρρευση και ο εξοστρακισμός σταματήσουν, είναι ένας γιγάντιος ατομικός πυρήνας νετρονίων με διάμετρο 20 km περίπου, οποίος περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του εκατοντάδες φορές κάθε δευτερό λεπτο. Είναι ένα άστρο νετρονίων, γνωστότερο με την ονομασία πάλσαρ, το οποίο εξ αιτίας της ταχύτητας περιστροφής του εκπέμπει περιοδικά ραδιοκύματα, που δημιουργούνται από επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια στο στροβιλιζόμενο μαγνητικό του πεδίο.
Όλα τα υπόλοιπα υλικά του άστρου εκτοξεύονται στο Διάστημα εμπλουτίζοντας έτσι το Σύμπαν με όλα τα χημικά στοιχεία της φύσης. Έτσι, η έκρηξη μιας σουπερνόβα είναι ταυτόχρονα ένα τέλος και μια αρχή. Το εκρηκτικό τέλος της ζωής ενός άστρου απελευθερώνει όλα τα χημικά στοιχεία, που είχαν δημιουργηθεί στην καρδιά του κατά τη διάρκεια της σύντομης σχετικά ζωής του, καθώς και πολλά άλλα που γεννήθηκαν τη στιγμή της έκρηξης. Τα νέα αυτά χημικά στοιχεία δημιουργούν παράξενους νεφελώδεις σχηματισμούς, που επί αιώνες διαστέλλονται στο διάστημα με τρομαχτικές ταχύτητες. Τα νεφελώματα αυτά υπερθερμαίνονται από τις τεράστιες ακτινοβολίες υψηλής ενέργειας, που εκπέμπουν οι παλλόμενες ραδιοπηγές οι οποίες έχουν απομείνει στο κέντρο τους, φωτίζοντας έτσι τα λείψανα αυτά των άστρων με τις αραχνιασμένες μορφές.
Η «σούπα» αυτή των χημικών στοιχείων εμπλουτίζει τα διάσπαρτα νεφελώματα αερίων και διαστημικής σκόνης από τα οποία θα γεννηθούν τα άστρα και οι πλανήτες των επόμενων γενεών. Γι’ αυτό χωρίς τις εκρήξεις των σουπερνόβα δεν θα υπήρχαν πλανήτες ούτε και δορυφόροι. Χωρίς τις σουπερνόβα δεν θα υπήρχε η Γη, δεν θα υπήρχαν βράχια και βότσαλα, δεν θα υπήρχαν λίμνες και θάλασσες. Χωρίς τις εκρήξεις των σουπερνόβα, δεν θα υπήρχαν φυτά και ζώα, δεν θα υπήρχε ο άνθρωπος. 
Γιατί ολόκληρη η ύλη στο σώμα μας, τα χημικά στοιχεία απ’ το οποίο αποτελείται δημιουργήθηκαν στην «κόλαση» τέτοιων αστρικών θανάτων. 
Είμαστε δηλαδή αστράνθρωποι, που δημιουργηθήκαμε από χημικά στοιχεία φτιαγμένα στις θανατηφόρες εκρήξεις υπεργιγάντιων άστρων. Είμαστε όλοι μας αστρόσκονη και κάποια μέρα θα ξαναγυρίσουμε στα άστρα.

Πηγή: Discovery science chanell και Wikipedia

Σαββάτο 6 Ιουνίου του  2012