Videreutdanning astronomi Stjerneliv og stjernedød Cathrine W. Tellefsen

Litt kjernefysikk Kjernespråket: Skrivemåter og regneeksempler A=Z+N 04.04.2017 Litt kjernefysikk Kjernespråket: A=Z+N Atomnummer, Z (= protontall) Nuklide Nukleon Nukleontall, A Atommasseenhet, u Isotoper Skrivemåter og regneeksempler

Krefter og energi i atomkjernen Hvorfor sprenges ikke kjernen av de frastøtende kreftene mellom protonene? To viktige vekselvirkninger: elektrisk kraft (frastøtende) sterk kjernekraft (tiltrekkende)

Bindingsenergi Energi som må til for å frigjøre et nukleon fra kjernen Total bindingsenergi: hvor mye energi må til for å frigjøre alle nukleonene Gjennomsnittlig bindingsenergi per nukleon

04.04.2017 Hvor vanskelig er det å løsrive nukleoner? Vanskeligst for jern og nikkel. Krever mer energi enn alle de andre. Fusjon av jern og nikkel vil med andre ord kreve energi.

Masse per nukleon E=mc2

Hva er vanskeligst for elevene? Masse per nukleon graf /bindingsenergi Bruk av tabellen for å regne ut frigjort energi, spesielt når elektronregnskapet ikke går opp! Vi ser på Fusjonssimulering Bevaring av energi (simulering) Tre konkrete oppgaver fra ERGO (7.19, 7.126 og B-7.7)

Elevers forestillinger om stjerner 04.04.2017 Elevers forestillinger om stjerner Er solen en stjerne? Lever stjerner for alltid? Er alle stjerner like langt unna? Er alle stjerner like? Er alle stjerner gulhvite? Hvorfor lyser stjerner? Stjerneskudd – er det stjerner som dør?

Stjerneliv Hvorfor lyser stjerner? Livet på hovedserien Fusjonsprosesser i sentralområdene (ikke bruk ordet forbrenning!) Livet på hovedserien Hydrogen fusjonerer til helium. To dominerende prosesser pp-kjeden CNO-syklusen

Hvorfor lyser stjerner? 04.04.2017 Hvorfor lyser stjerner?

En stjerne varer ikke evig Stjerners fødsel (kort prosess) Veien inn mot hovedserien Stjerners ”voksne liv” (langvarig og stabilt) På hovedserien (ikke helt i ro, men nesten) Hydrogen -> helium Stjerners død (kort prosess) Oppover i HR-diagrammet mot kjempestjerne Nedover i HR-diagrammet mot hvit dverg

Stjerneutvikling Brune dverger? Supernova –> hvit dverg? Figur fra ERGO Brune dverger? Supernova –> hvit dverg?

Opprinnelig masse og restmasse Opprinnelig masse er massen på hovedserien Varierer pga stjernevind Vanskelig utgangspunkt for å avgjøre sluttstadiet Restmasse er massen rett før stjernen blir hvit dverg, nøytronstjerne eller svart hull Helt avhengig av hvor mye masse stjernen kvitter seg med i sluttfasene av livet Mer sikkert utgangspunkt for å avgjøre sluttstadiet

Skjebnesymfonien… Eleven skal kunne Beskrive stjerners livssykluser og forklare hvordan grunnstoffer blir bygd opp i stjerner

Kaffepause! Etter pausen: Planetariske tåker, novaer, hvite dverger Supernovaer, pulsarer, nøytronstjerner Hypernovaer, gammaglimt, svarte hull

Fra middels stjerne til hvit dverg De aller minste stjernene – vet ikke hva som skjer, universet er for ungt. De nest minste: 10 % av opprinnelig masse har fusjonert til helium, for lite strålingstrykk, stjernen trekker seg sammen Temperaturen øker til 100 millioner K, helium fusjonerer til karbon Fusjonsprosessene brer seg utover, stjernen eser ut og blir en rød kjempe, hydrogen fusjonerer til helium i et skall lenger ut

Fra middels stjerne til hvit dverg Skallet nærmer seg de ytre lagene av stjernen og det oppstår en voldsom solvind. Ytre del av hydrogenlaget blåses vekk. Stjernen pulserer – Miravariabel. Stjernen sender ut hydrogen og tyngre grunnstoffer. Sluttproduktet er en hvit dverg. Energirik stråling fra hvit dverg treffer utsendt gass, fluorescens, planetarisk tåke! AGB-stjerner: kilde til tyngre grunnstoff

Snurr film! http://www.spacetelescope.org/videos/hst15_chapter04/

Supernovaer og universets fyrtårn

Superkjemper, nøytronstjerner og pulsarer 04.04.2017 Superkjemper, nøytronstjerner og pulsarer Pulsar i krabbetåken Betelgeuse er en rød superkjempe

Flere skall med fusjonsprosesser

Ekstrem fysikk Kontorstoleksperimentet relatert til nordlys 04.04.2017 Ekstrem fysikk Kontorstoleksperimentet relatert til nordlys Skalamodeller Husk hovedlinjene – det er lett å miste fokus i alt det ”kule” La elevene få glede seg, undre seg og bli motivert til å studere fysikk videre  Veil nebulae

Hypernovaer, gammaglimt og svarte hull 04.04.2017 Hypernovaer, gammaglimt og svarte hull Vela-satellittene To typer gammaglimt Lange; eksploderende hypernova Korte; kollisjon mellom to nøytronstjerner eller en nøytronstjerne og et svart hull Husk læreplanen! Read and enjoy 

Rask oppsummering

Relativitetsteori og svarte hull 04.04.2017 Generell relativitetsteori Tidrom Kritisk radius Singularitet Hendelseshorisont Schwarzschildradius Film!