Quasi tutto qui risponde a una sola domanda: quanta massa aveva la stella quando si è formata? La massa decide a che temperatura brucia, quanto vive e che cosa lascia dietro di sé — una brace che si raffredda, una palla di neutroni grande come una città o un buco nello spazio-tempo. Trentaquattro oggetti, dalla nube fredda da cui una stella si condensa fino alla struttura più grande dell'universo, tutti in vero 3D interattivo.
I buchi neri qui non sono illustrazioni. I percorsi della luce vengono integrati passo dopo passo nello spazio-tempo curvo, così l'ombra, l'anello di fotoni, il disco ripiegato al di sopra e gli anelli di Einstein sullo sfondo stellato emergono dalla fisica e non da una texture. Lo stesso integratore, cambiando la metrica o l'orizzonte, disegna il buco rotante, la coppia in fusione e il tunnel spazio-temporale.
Gas freddo, nubi oscure e i dischi che si formano attorno alle stelle giovani. Tutto ciò che segue in questa pagina comincia qui, compresi gli atomi di cui sei fatto.
The coldest, darkest thing in the galaxy — and where every star comes from.
A molecular cloud with the lights switched on, being destroyed by its own children.
A solar system caught in the act of assembling itself.
Sfere di plasma tenute insieme dalla gravità e sostenute dalla fusione. Tutta la loro storia è fissata da un numero alla nascita: la massa.
A star in the long, stable middle of its life. The Sun is one.
The most common star in the galaxy, and the last one still burning.
A dying star, swollen to hundreds of times its old size.
Burns a million times brighter than the Sun, and dies in a few million years.
A star so hot it is blowing its own atmosphere into space.
Too heavy to be a planet, too light to ever be a star.
Ciò che resta quando il combustibile finisce: materia schiacciata finché la meccanica quantistica è l'unica cosa che la sostiene.
A dying star's outer layers, lit from inside by the core it left behind.
The Sun compressed to the size of Earth, cooling for eternity.
The end of a white dwarf. The universe is far too young for one to exist.
A city-sized object with more mass than the Sun.
A lighthouse spinning up to 700 times a second.
The strongest magnets in the universe, by a factor of a trillion.
A star where even neutrons have been crushed into their parts.
The wreckage of a dead star, still expanding at thousands of km/s.
Oltre una certa massa nessuna forza nota ferma il collasso. Ciò che resta è pura geometria: una superficie a senso unico nello spazio-tempo.
A star heavy enough that nothing could stop the fall.
The class that was missing from the census for fifty years.
One sits at the heart of nearly every galaxy, including ours.
Every real black hole is this one. Spin drags spacetime around with it.
Two shadows, each lensing the other, spiralling toward a merger.
A feeding black hole outshining every star in its galaxy combined.
A quasar that happens to be pointing its jet straight at us.
Born in the first second of the universe, and possibly still here.
Soluzioni della relatività generale che non richiedono la morte di alcuna stella. Due di esse non sono mai state osservate e una probabilmente non può esistere — ed è esattamente per questo che vale la pena poterle guardare.
Not a hole. A window — with a different universe on the other side.
The same equations run backwards: nothing can get in, and it never stops pouring out.
Mass without matter, gravity without a surface, and no shadow at all.
Allontanati abbastanza e le singole stelle smettono di contare. Ciò che resta è come sono disposte: in dischi, in sfere, in ammassi e infine nel disegno più grande che esista.
Arms that survive because they are a traffic jam, not a structure.
The Milky Way. A straight bar of stars feeding the centre.
The largest galaxies there are, and nothing has been born in them for billions of years.
No disc, no bulge, no plan — and making stars faster than anything its size.
A million stars in a sphere, and older than the galaxy they orbit.
Every galaxy in the universe strung along filaments around enormous empty voids.
Una stella non sceglie la propria fine. La massa che ha quando finisce di collassare da una nube di gas fissa a che temperatura brucia, quanto dura e quale di questi cinque percorsi seguirà fino in fondo. Tutto il resto — colore, dimensione, luminosità, ciò che lascia dietro di sé — discende da quell'unico numero.
| Oggetto | Massa | Raggio | Temperatura | Durata di vita |
|---|---|---|---|---|
| Molecular Cloud | 10^3 - 10^7 M(sun) | 15 - 600 light years | 10 - 20 K | ~10 - 30 Myr |
| Emission Nebula | 10^2 - 10^5 M(sun) | 1 - 100 light years | ~10,000 K | ~1 - 5 Myr |
| Protoplanetary Disk | 0.001 - 0.1 M(sun) | 10 - 1,000 AU | 20 - 1,500 K | ~1 - 10 Myr |
| Main-Sequence Star | 0.08 - 150 M(sun) | 0.1 - 15 R(sun) | 2,400 - 50,000 K | 10 Myr - 10 Tyr |
| Red Dwarf | 0.08 - 0.45 M(sun) | 0.1 - 0.6 R(sun) | 2,300 - 3,900 K | up to 10 trillion yr |
| Red Giant | 0.3 - 8 M(sun) | 10 - 1,000 R(sun) | 3,000 - 5,000 K | ~1 billion yr in phase |
| Blue Supergiant | 10 - 100 M(sun) | 20 - 200 R(sun) | 10,000 - 50,000 K | 3 - 30 million yr |
| Wolf-Rayet Star | 10 - 25 M(sun) now | 1 - 25 R(sun) | 30,000 - 210,000 K | a few 100,000 yr |
| Brown Dwarf | 13 - 80 M(Jupiter) | ~1 R(Jupiter) | 250 - 2,500 K | cools forever |
| Planetary Nebula | 0.1 - 1 M(sun) shell | 0.1 - 3 light-years | Core 30,000 - 200,000 K | ~20,000 yr |
| White Dwarf | 0.17 - 1.4 M(sun) | ~1 R(Earth) | 4,000 - 150,000 K | cools for 10^15 yr |
| Black Dwarf | 0.17 - 1.4 M(sun) | ~1 R(Earth) | Background cold | Effectively forever |
| Neutron Star | 1.1 - 2.3 M(sun) | ~11 km | ~600,000 K surface | cools for billions of yr |
| Pulsar | ~1.4 M(sun) | ~11 km | Beamed radio to gamma | spins down over Myr |
| Magnetar | ~1.4 M(sun) | ~11 km | Field 10^14 - 10^15 gauss | active ~10,000 yr |
| Quark Star | 1.5 - 2.5 M(sun) | ~8 - 11 km | 10^6 - 10^11 K | Indefinite |
| Supernova Remnant | 1 - 20 M(sun) ejected | grows to 100+ ly | 10^6 - 10^7 K shock | ~100,000 yr |
| Stellar-Mass Black Hole | 3 - 150 M(sun) | 9 - 450 km horizon | Disk 10^7 K | 10^67 yr to evaporate |
| Spinning Black Hole | Any | Horizon shrinks with spin | Disc to 10^7 K | Spin decays over Gyr |
| Binary Black Hole | 2 x (5 - 100) M(sun) | Separation shrinks to zero | Disc to 10^6 K | Myr to Gyr, then seconds |
| Intermediate-Mass Black Hole | 100 - 100,000 M(sun) | 300 km - 300,000 km | Disk 10^6 K | gigayears |
| Supermassive Black Hole | 10^5 - 10^10 M(sun) | up to 1,300 AU horizon | Disk 10^5 - 10^6 K | 10^100 yr to evaporate |
| Quasar | 10^8 - 10^10 M(sun) | disk ~ light-days | Disk up to 10^5 K | ~10 - 100 Myr active |
| Blazar | 10^8 - 10^10 M(sun) | Jet up to Mpc | Gamma-ray dominated | Flares in hours |
| Primordial Black Hole | 10^-8 - 10^5 M(sun) | atom to kilometres | Hawking glow | set by mass |
| Wormhole | Negative (exotic) | Throat radius, free parameter | None | Unstable without exotic matter |
| White Hole | Any | Same as a black hole | Surface emission, unbounded | Violently unstable |
| Boson Star | Set by particle mass | Compact, no surface | None | Stable if below critical mass |
| Globular Cluster | 10^4 - 10^6 M(sun) | 30 - 300 light years | Stars 3,000 - 8,000 K | > 12 Gyr |
| Irregular Galaxy | 10^8 - 10^10 M(sun) | 3,000 - 30,000 ly | Stars 3,000 - 40,000 K | > 10 Gyr |
| Spiral Galaxy | 10^10 - 10^12 M(sun) | 15,000 - 150,000 ly | Stars 3,000 - 40,000 K | > 10 Gyr |
| Barred Spiral Galaxy | 10^10 - 10^12 M(sun) | 15,000 - 150,000 ly | Stars 3,000 - 40,000 K | > 10 Gyr |
| Elliptical Galaxy | 10^8 - 10^13 M(sun) | 3,000 - 700,000 ly | Stars 3,000 - 6,000 K | > 10 Gyr |
| Cosmic Web | ~10^53 kg observable | Filaments 10^8 ly | Voids near 0 K | Age of the universe |
Le stelle si classificano per temperatura nella sequenza spettrale O, B, A, F, G, K e M, e per dimensione in nane, giganti e supergiganti. In pratica le famiglie utili sono le nane rosse, le stelle di sequenza principale simili al Sole, le giganti rosse, le supergiganti blu e le nane brune sottostellari, che non si accendono mai davvero.
Si riconoscono quattro classi in base alla massa: buchi neri di massa stellare, da 3 a 150 masse solari, nati dal collasso di una stella; di massa intermedia, da 100 a 100.000 masse solari; supermassicci, da 100.000 a decine di miliardi, al centro delle galassie; e gli ipotetici primordiali, formatisi nel primo secondo dopo il Big Bang.
Entrambi sono nuclei stellari collassati, ma una stella di neutroni ha ancora una superficie: la pressione di degenerazione dei neutroni e l'interazione forte la sostengono a circa 22 km di diametro. Oltre circa 2,3 masse solari nulla resiste alla gravità, il collasso prosegue oltre l'orizzonte degli eventi e si forma invece un buco nero.
Dipende dalla massa. Le stelle fino a circa 8 masse solari si gonfiano in giganti rosse, espellono gli strati esterni e lasciano una nana bianca. Quelle più pesanti esplodono come supernovae e lasciano una stella di neutroni, oppure un buco nero se il nucleo che collassa supera circa 2,3 masse solari.
Sono costruiti a partire dalla fisica, non da un disegno. Le scene dei buchi neri integrano i percorsi della luce nello spazio-tempo di Schwarzschild, quindi ombra, anello di fotoni, disco di accrescimento deformato dalla lente, beaming Doppler e anelli di Einstein sono calcolati, non disegnati. Le stelle usano colore guidato dalla temperatura, oscuramento al bordo e granulazione convettiva. Le dimensioni sono inquadrate per leggibilità, non in scala.
