K4 - Eenheid 5: Die geboorte, lewe en afsterwe van sterre

Question 1

Wat is ‘n ster?

Answer 1

‘n Ster is ‘n yslike bolvormige massa van uiters warm, gloeiende gasse.

Question 2

Hoe maak sterre hulle eie lig en energie?

Answer 2

Met behulp van kernfusie of versmelting. As dit gebeur word ‘n massiewe hoeveelheid energie geskep. Hierdie energie laat die ster verhit en skyn.

Question 3

Ons son is ‘n gelerige ster van gemiddelde grootte. Watter kleure is sterre koeler en warmer as ons son?

Answer 3

Koeler - rooierig
Warmer - blouerig

Question 4

Verduidelik hoekom koeler en warmer sterre die kleure het wat hul is.

Answer 4

Koel sterre straal die meeste van hul energie in die rooi en infrarooi streek van die elektromagnetiese spektrum uit, en lyk dus rooi.

Warm sterre, daarenteen, straal meestal op blou en ultraviolet golflengtes uit, wat hulle blou of wit laat lyk.

Jonger sterre is geneig om warmer te wees as ouer sterre.

Question 5

Wat is kernfusie?

Answer 5

Kernfusie behels die verbinding van twee ligte elemente (deuterium en tritium, wat isotope van waterstof is) om helium te vorm. In hierdie proses word van die massa van die selkerne wat saamsmelt in energie omgeskakel, wat dan vrygestel word. In sy kern versmelt die son 620 miljoen metrieke ton waterstof elke sekonde.

Question 6

Wat is ‘n nebula?

Answer 6

Sterre word gebore, raak ouer en sterf. Hulle bestaan dus net vir ‘n beperkte tyd. Hulle word in yslike koue wolke gas en stof in die onmeetlikheid van die ruimte gebore. Sulke wolke word nebulas (of newels) genoem.

Question 7

Wat is bekendste Nebula?

Answer 7

Die bekendste Nebula is die Orion-nebula wat net op ‘n helder, donker nag in die hemelruim sigbaar is.

Question 8

Hoe lank neem die geboorte van ‘n ster?

Answer 8

Die eerste stap in die geboorte van ‘n ster kan miljoene jare duur.

Question 9

Verduidelik die geboorte van ‘n ster.

Answer 9

Kosmiese stof en gasse in ‘n nebula bestaan baie lank totdat ‘n naburige ster, skokgolf of ander gravitasie-versteuring deur of naby die nebula verbygaan.

So ‘n gebeurtenis veroorsaak kolke en rimpels in die kosmiese stof en gasse vanweë die gravitasiekrag van die versteuring.

Die stof en gasse waaruit die nebula bestaan, word saamgetrek deur gravitasie. Dit word aangroeiing of akkresie genoem. Die vorming van ‘n ster het nou begin.

Question 10

Wat gebeur volgende in die geboorte van ‘n ster nadat aangroeiing of akkresie plaasgevind het?

Answer 10

Die gravitasiekrag raak sterker en meer en meer stof en gas word ingetrek. Die stof en gas wolk begin nou krimp onder sy eie gravitasie of swaartekrag. Soos die wolk kleiner raak, sal dit verder en verder krimp en kan selfs in stukke breek. Elke brokstuk raak digter en digter, en warmer en warmer, totdat onvoorstelbare temperature bereik word. Dit sit kernfusie aan die gang en wanneer die temperatuur sowat 10 miljoen grade celcius bereik, word ‘n nuwe ster gebore.

Question 11

Wat bepaal die duur van ‘n ster se lewe?

Answer 11

‘n Ster se lewe word feitlik uitsluitelik bepaal deur sy massa of grootte. Groot sterre het veel korter en geweldadiger lewens as die meeste ander sterre van gemiddelde grootte, soos ons son. In ‘n ster soos die son duur hierdie proses sowat 10 miljard jaar voordat die ster begin uitdoof.

Question 12

Hoekom verander die grootte en voorkoms van sterre tydens hulle leeftyd?

Answer 12

Vanweë die prosesse wat in hulle plaasvind. Namate waterstof in helium omgeskakel word deur fusie, styg die gemiddelde relatiewe molekulêre massa van die kern van die ster. As dit gebeur (die Ideale Gaswet), neem die druk af, en soos die druk afneem, krimp die kern in en die digtheid styg.

Dit is ‘n klassieke voorbeeld van ‘n stelsel wat aanpas om in ewewig of ekwilibrium te bly.

Question 13

Hoekom raak sterre helderer oor tyd?

Answer 13

In die ster se leeftyd, namate die kern inkrimp, word die helfte van die gravitasie-energie wat weens inkrimping vrygestel word vir verhitting van die ster gebruik. Namate die temperatuur verder styg, neem energieproduksie toe. Die eindresultaat van dit alles is dat die ster helderer raak (meer liggewend) namate dit ouer raak.

Question 14

Het jy geweet?

Answer 14

Question 15

Verduidelik wat die sneller punt is vir die begin van die afsterwe van ‘n ster.

Answer 15

Na miljarde jare is daar nie meer genoeg waterstof oor vir die kernreaksies wat die ster aan die lewe hou nie. As dit gebeur moet die ster ander hulpbronne begin benut. Dié punt is die sneller vir die begin van ‘n lang en baie komplekse siklus wat tot die afsterwe van die ster lei.

Oor die volgende paar miljard jaar sal die ster evolueer tot ‘n rooireus voor dit verval tot ‘n planetêre newel en teen die heel einde, ‘n swartdwerg.

Question 16

As ‘n ster 10% van sy waterstof in helium omgeskakel het na sowat 10 miljard jaar, dan hoekom sal die ster nie nog kan aangaan vir 90 miljard jaar nie?

Answer 16

Omdat daar groot druk in die kern van sterre is en dit is hierdie druk wat fusie bevorder. Daar is dus steeds oorgenoeg waterstof maar die ster kan dit nie gebruik nie omdat die druk nie hoog genoeg is om fusie te onderhou nie.

Question 17

Wat gebeur sodra die heliumkern nie meer warm of dig is om te versmelt en energie te skep nie?

Answer 17

Uitwaartse druk hou op en gravitasie neem oor. Gravitasie sal die ster laat inkrimp en ‘n dop waterstof rondom die heliumkern sal warm genoeg raak om fusie buite die kern voort te sit. Hierdie dop sal meer energie oplewer as wat die waterstofkern gedoen het, en dus sal die helderheid van die ster toeneem.

Nie al die energie sal ontsnap nie en dit sal die ster laat uitdy (groter word), wat die oppervlaktemperatuur sal laat daal. Die ster is dan in die sub-reuse-stadium, en die koeler oppervlak sal verander van geel tot oranje-rooi. Die heliumkern begin inkrimp, en die buitenste lae dy uit en koel af, sodat dit al rooier gloei.

Die ster word nou ‘n rooireus genoem.

Question 18

Wat gebeur nou na die ster ‘n rooireus geword het?

Answer 18

Op dié punt begin heliumfusie.

Voorheen was die ster nie in staat om helium te versmelt nie maar noudat die kern ingekrimp het, is die bykomende druk genoeg om helium tot swaarder elemente te versmelt. Tegelykertyd vind waterstoffusie ook plaas in ‘n dop rondom die heliumkern aangesien die druk daar genoeg toegeneem het vir waterstof om te versmelt.

Question 19

Na die heliumfusie fase bestaan die rooireus hoofsaaklik uit koolstof. Wat gebeur volgende?

Answer 19

Die volgende fusieproses sal wees om koolstof tot yster te versmelt. Die probleem in so ‘n ster is dar daar nie genoeg druk in die kern is hiervoor nie.

Omdat die uitwaartse druk van energie nie langer gehandhaaf word nie, stort die kern in duie en stuur ‘n skokgolf na buite sodat die ster se buitenste lae uitgestoot word in ‘n planetêre nebula. Die kern wat oorbly, word ‘n witdwerg genoem.

Question 20

Hoe verander ‘n witdwerg in ‘n swartdwerg?

Answer 20

Dié kern bestaan hoofsaaklik uit suiwer koolstof (soos steenkool) en gloei wit omdat daar nog baie oorblywende hitte is. Sy massa is nou ook veel kleiner omdat die buitenste lae afgewerp is en enige planete wat hy het, sal na wentelbane veel verder beweeg of heeltemal uit die stelsel geskiet word, indien hulle nie reeds deur die ster in die uitgebreide rooireus fase verswelg is nie.

Planetêre nebulas word verlig deur hul sentrale witdwerg ster en is van die skouspelagtigste verskynsels in die hemelruim.

Namate die witdwerg afkoel en dowwer raak, sal dit mettertyd ‘n swartdwerg raak. Dit is ‘n lewelose, bevrore homp koolstof wat in die ruimte dryf.

Question 21

Het jy geweet?

Answer 21

Question 22

Pas die korrekte antwoord in Kolom B by die woord of stelling in kolom A.

Question 23

Het jy geweet?

Answer 23