Белые звезды белые карлики: Ой! Страница не найдена :(

Белые карлики их вес, состав и строение

Сириус А и В

Белые карлики – звезды, имеющие большую массу (порядка солнечной) и малый радиус (радиус Земли), что менее предела Чандрасекара для выбранной массы, являющиеся продуктом эволюции красных гигантов. Процесс производства термоядерной энергии в них прекращен, что приводит к особым свойствам этих звезд. Согласно различным оценкам, в нашей Галактике их количество составляет от 3 до 10 % всего звездного населения.

Содержание:

• 1 История открытия
• 2 Механизм образования
• 3 Виды белых карликов
• 4 Вырожденный газ
• 5 Строение
• 6 Материалы по теме
  • 6.1 Ядро
• 7 Эволюция
  • 7.1 Положение на диаграмме Герцшпрунга-Рассела
• 8 Спектральная классификация
• 9 Интересные факты
• 10 Материалы по теме
• 11 Ответы на вопросы

История открытия

Видимое движение Сириуса по небесной сфере

В 1844 году немецкий астроном и математик Фридрих Бессель при наблюдении Сириуса обнаружил небольшое отклонение звезды от прямолинейного движения, и сделал предположение о наличии у Сириуса невидимой массивной звезды-спутника.

Его предположение было подтверждено уже в 1862 году, когда американский астроном и телескопостроитель Альван Грэхэм Кларк, занимаясь юстировкой самого крупного в то время рефрактора, обнаружил возле Сириуса неяркую звезду, которую впоследствии окрестили Сириус Б.

Белый карлик Сириус Б имеет низкую светимость, а гравитационное поле воздействует на своего яркого компаньона довольно заметно, что свидетельствует о том, что у этой звезды крайне малый радиус при значительной массе. Так впервые был открыт вид объектов, названный белыми карликами. Вторым подобным объектом была звезда Маанена, находящаяся в созвездии Рыб.

Механизм образования

Белые карлики представляют собой конечную стадию эволюции небольшой звезды с массой, сравнимой с массой Солнца. В каком случае они появляются? Когда в центре звезды, например, как наше Солнце, выгорает весь водород, ее ядро сжимается до больших плотностей, тогда как внешние слои сильно расширяются, и, сопровождаясь общим потускнением светимости, звезда превращается в красного гиганта. Пульсирующий красный гигант затем сбрасывает свою оболочку, поскольку внешние слои звезды слабо связаны с центральным горячим и очень плотным ядром. Впоследствии эта оболочка становится расширяющейся планетарной туманностью. Как видите красные гиганты и белые карлики очень тесно взаимосвязаны.

Процесс охлаждения белого карлика и кристаллизации его центральной части

Сжатие ядра происходит до крайне малых размеров, но, тем не менее, не превышает предела Чандрасекара, то есть верхний предел массы звезды, при котором она может существовать в виде белого карлика.

Виды белых карликов

Некоторые белые карлики в шаровом скоплении NGC 6397, снимок Хаббла

Спектрально их разделяют по двум группам. Излучение белого карлика делят на наиболее распространенный «водородный» спектральный класс DA (до 80 % от общего количества), в котором отсутствуют спектральные линии гелия, и более редкий «гелиевый белый карлик» тип DB, в спектрах звезд которого отсутствуют водородные линии.

Американский астроном Ико Ибен предложил различные сценарии их происхождения: в виду того, что горение гелия в красных гигантах неустойчиво, периодически развивается слоевая гелиевая вспышка.  Он удачно предположил механизм сброса оболочки в разные стадии развития гелиевой вспышки – на ее пике и в период между двумя вспышками. Образование его зависит от механизма сброса оболочки соответственно.

Вырожденный газ

До того как Ральф Фаулер в 1922 году в своей работе «Плотная материя» дал объяснение характеристикам плотности и давления внутри белых карликов, высокая плотность и физические особенности такого строения казались парадоксальными. Фаулер предположил, что в отличие от звезд главной последовательности, для которых уравнение состояния описывается свойствами идеального газа, в белых карликах оно определяется свойствами вырожденного газа.

График зависимости радиуса белого карлика от его массы. Обратите внимание: ультрарелятивистский предел ферми-газа совпадает с пределом Чандрасекара

Вырожденный газ образуется, когда расстояние между его частицами становится меньше волны де-Бройля, а значит, что на его свойствах начинают сказываться квантово-механические эффекты, вызванные тождественностью частиц газа.

В белых карликах, из-за огромных плотностей, оболочки атомов разрушаются под силой внутреннего давления, и вещество становится электронно-ядерной плазмой, причем электронная часть описывается свойствами вырожденного электронного газа, аналогичными поведению электронов в металлах.

Строение

Строение

Среди них наиболее распространены углеродно-кислородные с оболочкой, состоящей из гелия и водорода.

Материалы по теме

Статистически радиус белого карлика сравним с радиусом Земли, а масса варьируется от 0,6 до 1,44 солнечных масс.  Поверхностная температура находится в пределах – до 200 000 К, что также объясняет их цвет.

Ядро

Основной характеристикой внутреннего строения является очень высокая плотность ядра, в котором гравитационное равновесие обуславливается вырожденным электронным газом. Температура в недрах белого карлика и гравитационное сжатие уравновешивается давлением вырожденного газа, что обеспечивает относительную устойчивость диаметра, а его светимость, в основном, происходит за счет остывания и сжатия внешних слоев.   Состав зависит насколько успела проэволюционировать материнская звезда, в основном это углерод с кислородом и небольшие примеси водорода и гелия, которые превращаются в вырожденный газ.

Эволюция

Гелиевая вспышка и сброс внешних оболочек красным гигантом продвигает звезду по диаграмме Герцшпрунга-Рассела, обуславливая его превалирующий химический состав. Жизненный цикл белого карлика, после этого, остается стабилен до самого своего остывания, когда звезда теряет свою светимость и становится невидимой, входя в стадию так называемого «черного карлика», — конечный результат эволюции, хотя в современной литературе этот термин используется все реже.

Перетекание вещества со звезды на белый карлик, который из за низкой светимости не виден

Присутствие рядом звездных компаньонов продляет их жизнь из-за падения вещества на поверхность через формирование аккреционного диска. Особенности аккреции вещества в парных системах могут приводить к накоплению вещества на поверхности белых карликов, что в результате приводит к взрыву новой или сверхновой звезды (в случае особо массивных) типа Ia.

Взрыв сверхновой в представлении художника

В случае если в системе «белый карлик – красный карлик» аккреция нестационарна, результатом может быть своеобразный взрыв белого карлика (например U Gem (UG)) или же новоподобных переменных звезд, взрыв которых носит катастрофический характер.

Остаток сверхновой SN 1006 — представляет собой взорвавшейся белый карлик, который находился в двойной системе. Он постепенно захватывал вещество звезды-компаньона и возрастающая масса спровоцировала термоядерный взрыв, который разорвал карлика

Положение на диаграмме Герцшпрунга-Рассела

Положение белых карликов на диаграмме Герцшпрунга-Рассела

На диаграмме они занимают левую нижнюю часть, принадлежа ветви звезд, покинувших главную последовательность из состояния красных гигантов.

Здесь находится область горячих звезд с низкой светимостью, которая является второй по численности среди звезд наблюдаемой Вселенной.

Спектральная классификация

Множество Белых карликов в шаровом скоплении М4, снимок Хаббла

Они выделены в особый спектральный класс D (от английского Dwarfs – карлики, гномы). Но в 1983 году Эдвард Сион предложил более точную классификацию, которая учитывает различия их спектров, а именно: D (подкласс) (спектральная особенность) (температурный индекс).

Существуют следующие подклассы спектров DA, DB, DC, DO, DZ и DQ, которые уточняют наличие или отсутствие линий водорода, гелия, углерода и металлов. А спектральные особенности P, H, V и X уточняют наличие или отсутствие поляризации, магнитного поля при отсутствии поляризации, переменность, пекулярность или неклассифицируемость белых карликов.

Интересные факты

1. Какой ближайший белый карлик к Солнцу? Ближайший это звезда ван Маанена, которая представляет собой тусклый объект находящийся всего в 14,4 световых лет от Солнца. Она расположена в центре созвездия Рыб.

   Звезда ван Маанена — самый близкий, одиночный белый карлик

   Звезда ван Маанена является слишком слабой, чтобы мы смогли ее увидеть невооруженным глазом, ее звездная величина 12,2. Однако если рассматривать белый карлик в системе со звездой, то ближайшим является Сириус Б, удаленный от нас на расстояние 8.5 световых лет. Кстати, самый известный белый карлик это Сириус Б.

   Сравнение размеров Сириуса В и Земли

2. Самый большой белый карлик располагается в центре планетарной туманности М27 (NGC 6853), которая больше известна как туманность Гантель. Она находится в созвездии Лисички, на расстоянии около 1360 световых лет от нас. Ее центральная звезда больше, чем любой другой известный белый карлик, на данный момент.

   Туманность Гантель, также известная как M27

3. Самый маленький белый карлик имеет неблагозвучное название GRW +70 8247 и находится примерно в 43 световых лет от Земли в созвездии Дракона. Его звездная величина около 13 и виден он только через большой телескоп.
4. Срок жизни белого карлика зависит от того, как медленно он будет остывать. Иногда на его поверхности накапливается достаточно газа и он превращается в сверхновую типа Ia. Продолжительность жизни весьма велика – миллиарды лет, а точнее 10 в 19 степени и даже больше. Большая продолжительность жизни связана с тем, что они очень медленно остывают и у них есть все шансы дожить до конца Вселенной. А время остывания пропорционально четвертой степени температуры.

   Перетекание вещества со звезды на белый карлик, рисунок художника

5. Среднестатистический белый карлик размеры имеет в 100 раз меньше чем наше Солнце, а при плотности 29000 кг/кубический сантиметр, вес 1 кубического см равняется 29 тоннам. Но стоит учитывать, плотность может варьировать в зависимости от размеров, от 10*5 до 10*9 г/см3.
6. Наше Солнце в конечной стадии превратится в белый карлик. Как бы грустно это не звучало, но масса нашей звезды не позволяет ей превратиться в нейтронную звезду или черную дыру. Солнце превратится в белого карлика и будет в таком виде существовать еще миллиарды лет. 
7. Как превращается звезда в белый карлик? В основном все зависит от массы, давайте рассмотрим на примере нашего Солнца. Пройдет еще несколько миллиардов лет и Солнце начнет увеличиваться в размерах, превращаясь в красного гиганта, связанно это с тем, что весь водород выгорит в его ядре. После того, как водород выгорит начнется реакция синтеза гелия и углерода.

   Материалы по теме

   В результате этих процессов звезда становится нестабильной и возможно образование звездных ветров. Так как реакции горения более тяжелых элементов чем гелий, приводят к большему выделению тепла. При синтезе гелия, некоторым участкам, расширившейся внешней оболочки Солнца, удастся оторваться и вокруг нашей звезды сформируется планетарная туманность. В результате от нашей звезды в конечном итоге останется одно ядро и когда Солнце превратится в белый карлик внутри него уже не происходят термоядерные реакции.

8. Планетарная туманность, которая образуется в результате расширения и сброса своих внешних оболочек часто очень ярко светится. Причина заключается в том, что оставшееся от звезды ядро (считай белый карлик) остывает очень медленно, а высокая температура поверхности в сотни тысяч и миллионы градусов по Кельвину, излучает, в основном, в далеком ультрафиолете. Газы туманности поглощая эти УФ кванты, переизлучают их в видимой части света, попутно поглотив часть энергии кванта и светят очень ярко, в отличии от остатка, который в видимом диапазоне очень тусклый.  

   Коллаж из 100 планетарных туманностей, по заверениям автора масштаб соблюден

Ответы на вопросы

1. Чем отличается белый карлик от нейтронной звезды? Вся эволюция звезды основывается на первоначальной ее массе, от этого параметра и будет зависть ее светимость, продолжительность жизни и во что она превратится в конце. Для звезды массой 0,5-1,44 солнечной, жизнь закончится тем, что звезда расширится и превратится в красного гиганта, который сбросив свои внешние оболочки образует планетарную туманность оставит после себя лишь одно ядро, состоящее из вырожденного газа.

   Это упрощенный механизм того, как образуется белый карлик. Если масса звезды больше 1,44 массы Солнца (так называемый предел Чандрасекара, при котором звезда может существовать как белый карлик. Если масса будет превышать его, то она станет нейтронной звездой. ), то звезда израсходовав весь водород в ядре начинает синтез более тяжелых элементов, вплоть до железа. Дальнейший синтез элементов, которые тяжелее железа, невозможен т.к. требует больше энергии чем выделяется в процессе синтеза и ядро звезды коллапсирует в нейтронную звезду. Электроны срываются с орбит и падают в ядро, там сливаются с протонами и в итоге образуются нейтроны. Нейтронное вещество весит в сотни и миллионы раз больше чем любое другое.

2. Отличие белого карлика и пульсара. Все те же самые отличия что и в случае с нейтронной звездой, только стоит учитывать, что пульсар (а это и есть нейтронная звезда) еще и очень быстро вращается, десятки раз в секунду, а период вращения белого карлика составляет, на примере звезды 40 Eri B, 5 часов 17 минут. Разница ощутима!

   Пульсар PSR J0348 +0432 — нейтронная звезда и белый карлик

3. Из-за чего светятся белые карлики? Так термоядерные реакции уже не происходят все имеющееся излучение это тепловая энергия, так почему они светятся? По сути он медленно остывает, как раскаленное железо, которое сперва ярко белое, а затем краснеет. Вырожденный газ очень хорошо проводит тепло из центра и он остывает на 1% за сотни миллионов лет. Со временем остывание замедляется и он может просуществовать триллионы лет.
4. Во что превращаются белые карлики? Возраст Вселенной слишком мал, для того чтобы могли образоваться, так называемые, черные карлики, конечной стадия эволюции. Так что видимых подтверждений у нас пока нет. На основе расчетов его остывания мы знаем лишь одно, что их продолжительность жизни, имеет поистине огромную, превышающую возраст Вселенной (13,7 млрд. лет) и теоретически составляющую триллионы лет.
5. Существует ли белый карлик с сильным магнитным полем как у нейтронной звезды? Некоторые из них обладают мощными магнитными полями, гораздо сильнее, чем любые созданные нами на Земле. Например, сила магнитного поля на поверхности Земли составляет всего от 30 до 60 миллионных долей тесла, в то время как напряженность магнитного поля белого карлика может достигать 100 000 тесла.

   Магнетар, рисунок художника

   Но нейтронная звезда, обладает поистине сильным магнитным полем – 10*11 Тл и называется магнетаром! На поверхности некоторых магнетаров могут образовываться толчки, которые формируют колебания в звезде. Эти колебания часто приводят к огромным выбросам гамма-излучения магнетаром. Так, например, магнетар SGR 1900+14, который находится на расстоянии на 20 000 световых лет, в созвездии Орла, взорвался 27 августа 1998 г. Мощная вспышка гамма излучения была настолько сильной, что заставила выключить аппаратуру космического аппарата NEAR Shoemaker в целях ее сохранения.

Научно-популярный фильм о героях нашей статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 70791

Запись опубликована: 16.02.2014
Автор: Максим Заболоцкий

Белые карлики — объекты с плотностью 100 000 000 г/см³.

Белые карлики — распространенный тип звезд с малой светимостью и огромной массой. В нашей галактике они составляют несколько процентов от общего числа звезд. Это компактные объекты, размером примерно с Землю. Температура внутри них невысока, так что ядерные реакции не протекают. Запасенная энергия постепенно уменьшается за счет излучения электромагнитных волн. Температура поверхности белых карликов колеблется в пределах от 5 000° K у старых, «холодных» звезд до 50 000° K у молодых и «горячих».

Массы белых карликов не превосходят 1,4 массы Солнца, хотя плотность вполне приличная — 1 000 000 — 100 000 000 г/см³

Белые карлики относятся к объектам, находящимся в последней стадии эволюции. Плотность вещества белых карликов больше плотности обычных звёзд в миллион раз, а распространённость их среди звёзд Млечного Пути – 3 – 10%. Также белые карлики от звезд отличаются тем,что в их недрах не идут термоядерные реакции.

У обычных звёзд рентгеновское излучение создаёт корона, а у белых карликов подобным источником служит фотосфера.

Когда на Солнце закончится весь гелий (через 100 – 110 млн. лет), оно превратится в белый карлик.

Молодые белые карлики имеют температуру больше 2^. 10⁵ °К на поверхности. Классический пример – снимки самой яркой звезды нашего неба, Сириуса.

Их удалось получить при помощи рентгеновского телескопа «Чандра». В оптике Сириус А в 10 000 раз ярче своего напарника, Сириуса В, но в рентгеновском диапазоне белый карлик имеет большую яркость.

Из чего состоят

Белые карлики не так просты и скучны, как это может показаться на первый взгляд. Действительно, если ядерные реакции не идут и температура невысока, то откуда берется высокое давление, сдерживающее гравитационное сжатие вещества? Оказывается, что решающую роль играют квантовые свойства электронов. Под действием гравитации вещество сжимается настолько, что ядра атомов проникают внутрь электронных оболочек соседних атомов. Электроны уже не принадлежат конкретным ядрам, а вольны летать по всему пространству внутри звезды. Ядра же образуют плотно связанную систему наподобие кристаллической решетки. Далее происходит самое интересное. Хотя в результате излучения в окружающее пространство белый карлик остывает, средняя скорость электронов не уменьшается. Это связано с тем, что, согласно законам квантовой механики, два электрона, имея полуцелый спин, не могут находиться в одном состоянии (принцип Паули). Значит, число различных состояний электронов белого карлика не может быть меньше числа электронов. Но понятно, что число состояний уменьшается с уменьшением скоростей электронов. В предельном случае, если бы скорость всех электронов стала равной нулю, все они оказались бы в одном состоянии (точнее — в двух, с учетом проекции спина). Поскольку электронов в белом карлике много, то и состояний должно быть много, а это обеспечивается сохранением их скоростей. Ну а большие скорости частиц создают большое давление, противодействующее гравитационному сжатию. Конечно, если масса объекта слишком велика, гравитация преодолеет и этот барьер.

Эволюция

Большинство белых карликов являются одним из последних этапов эволюции нормальных, не очень массивных звезд. Звезда, исчерпав запасы ядерного горючего, переходит в стадию красного гиганта, теряет часть вещества, превращаясь в белый карлик. При этом наружная оболочка — нагретый газ — разлетается в космическом пространстве и с Земли она наблюдается как туманность. За сотни тысяч лет такие туманности рассеиваются в пространстве, а их плотные ядра, белые карлики, постепенно остывают аналогично раскалённому куску металла, но очень медленно, поскольку его поверхность мала. Со временем они должны превратиться в коричневые (черные) карлики — сгустки материи с температурой окружающей среды. Правда, как показывают расчеты, на это может потребоваться множество миллиардов лет.

Очевидно, что открытие коричневых карликов затруднено их слабой светимостью. Один из коричневых карликов находится в созвездии Гидры. Его блеск составляет лишь 22,3. Уникальность открытия заключается в том, что ранее обнаруженные коричневые карлики входили в двойные системы, именно поэтому их и могли обнаружить, а этот — одиночный. Его нашли только благодаря близости к Земле: до него всего 33 световых года.

Предполагается, что нынешние коричневые карлики — это не остывшие белые (слишком мало времени прошло), а «недоразвившиеся» звезды. Как известно, звезды рождаются из газопылевого облака, причем одно облако порождает несколько звезд разной массы. Если сжимающийся сгусток газа имеет массу в 10-100 раз меньше солнечной, образуются коричневые карлики. Они довольно сильно разогреваются силами гравитационного сжатия и излучают в инфракрасном диапазоне. Ядерные реакции в коричневых карликах не происходят.

Открытие

К началу 30-х гг. XX в. в общих чертах сложилась теория внутреннего строения звезд. Задавая массу звезды и ее химический состав, теоретики могли рассчитать все наблюдаемые характеристики звезды — ее светимость, радиус, температуру поверхности и т. д. Однако эту стройную картину нарушала невзрачная звездочка 40 Эридана В, открытая английским астрономом Вильямом Гершелем в 1783 г. Для своей высокой температуры она имела слишком небольшую светимость, а следовательно, слишком малые размеры. С точки зрения классической физики это не поддавалось объяснению. Спустя некоторое время были найдены и другие необычные звезды. Самым знаменитым из этих открытий стало открытие Сириуса В — невидимого спутника самой яркой звезды — Сириуса. Астроном Фридрих Вильгельм Бессель (немецкий математик и астроном), наблюдая за Сириусом, обнаружил, что он движется не по прямой, а «слегка по синусоиде». Примерно десять лет наблюдений и размышлений привели Бесселя к выводу, что рядом с Сириусом находится вторая звезда, оказывающая на него гравитационное воздействие.

Предсказание Бесселя подтвердились после того, как А. Кларк в 1862 г. сконструировал телескоп с объективом диаметром 46 см, на тот момент самый большой телескоп в мире. Для проверки качества линзы его направили на Сириус — самую яркую звезду. В поле зрения телескопа появилась еще одна звезда, неяркая, которую и предсказывал Бессель.

Температура Сириуса В оказалась равной 25 000 К — в 2,5 раза выше, чем у яркого Сириуса А. С учетом размеров звезды это указывало на чрезвычайно высокую плотность ее вещества — 106г/см³. Наперсток такого вещества весил бы на Земле миллион тонн.

Как оказалось, белые карлики — это звездные «огарки», ведущие свое происхождение от обычных звезд. Равновесие обычных звезд поддерживается силой давления раскаленной плазмы, которая противостоит силе гравитации (тяготения). Чтобы равновесие сохранялось, необходимы внутренние источники энергии, иначе звезда, теряя энергию на излучение потоков света в окружающее пространство, не выдержала бы противоборства с гравитационными силами. Таким внутренним источником служат термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Как только в центральных областях звезды «выгорает» весь водород, равновесие нарушается и звезда начинает сжиматься под действием собственной тяжести. Типичная плотность окружающих нас предметов составляет несколько граммов на 1 см³ (примерно такова характерная плотность атома). Такую же среднюю плотность имеют звезды типа нашего Солнца. Однако, если обычную звезду сжать в 100 раз, атомы «вожмутся» друг в друга и звезда превратится в один гигантский атом, в котором энергетические уровни отдельных атомов «сцепятся» воедино. При таких плотно­стях электроны образуют так называемый вырожденный элек­тронный газ — особое квантовое состояние, при котором все электроны белого карлика «чувствуют» друг друга и образу­ют единый коллектив — именно он и противостоит гравитаци­онному сжатию. Так звезда превращается в плотное ядро — белый карлик.

что это такое, как образуются, свойства

Если вглядеться в угасающее сияние звезды, что относится к белым карликам, то можно увидеть, как в нем растворяются каменистые останки бывших планет. Астрономы уже наблюдали, как коллапсирующая звезда разрывает на части нечто гораздо более крупное, чем она сама.

Василий Макаров

Примерно так, по мнению художников и астрономов, белые карлики во Вселенной способны соседствовать с массивными планетами и оказывать на них воздействие

Маленький белый карлик. А ещё он тяжелый, злобный и экстремальный. Нет, речь идёт не о какой-то конкретной персоне, а о космическом объектах, имеющих общую характеристику, и именуемых в среде астрономов таким уничижительным прозвищем.

Следует учитывать, что размеры во Вселенной, имеют поистине космические значения, и то, что относиться к белым карликам, в наших земных представлениях о масштабе, является нечто гигантским.

Однако, градация наблюдается даже в данной астрономами характеристике, ведь существуют большие белые карлики и даже сверхгиганты. Давиды и Голиафы космоса сражаются друг с другом постоянно, но результаты их битв, не угрожают человечеству. Во всяком случае пока. Давайте разберёмся в этом поподробнее.

Какие объекты в космосе являются белыми карликами

Белые карлики — это конечный этап жизни звезды. Как только запас топлива истощается, эти космические светила разрушаются под действием собственной силы тяжести, вытесняя всю массу раскаленных газов в сферу размером с Землю.

Иными словами, если рассматривать стадии эволюции звёзд, то белый карлик – это в каком-то смысле умершая звезда, которая не прочь прихватить с собой и пару-тройку крупных планет, оказавшихся поблизости.

Этапы эволюции звёзд схожи с человеческими – это рождение, молодость, средний возраст, старость и смерть. Однако в зависимости от первоначальной массы, конечный этап ряда звёзд будет отличаться.

Процесс превращения звезды в белого карлика происходит когда в её центре выгорает весь водород, вследствие чего ядро звезды сжимается, при этом внешние слои сильно расширяются. Образуется гелий, который в дальнейшем воспроизводит углерод и кислород. И вот тут если первоначальная масса не позволяет поднять температуру ядра, для проведения дальнейших реакций, то в конечном итоге внешние слои становятся планетарной туманностью, а само ядро звезды, состоящее из углерода и кислорода, белым карликом.

Белый карлик – это несостоявшаяся нейтронная звезда, которой не хватило достаточной массы своего тела, чтобы пройти своеобразную космическую призывную комиссию для получения данного статуса.

При этом средняя плотность белого карлика в миллион раз выше плотности обычных звёзд.

Это объясняется тем, что как правило радиус белого карлика равен земному, но вот масса такого «шарика» сравнима с массой Солнца.

Температура белого карлика так же зависит от его размеров и обычно достигает 200 000 К. Тела таких звезд остаются достаточно горячими, чтобы излучать тепло в течение сотен миллиардов лет. Это сияние может дать астрономам достаточно информации о химическом составе белого карлика. Нередко в них встречаются намеки на металлы – свидетельство каменистых планет, испаряющихся в жарком пламени умирающей звезды. Но что должно случиться для подобного поглощения?

Что происходит с белым карликом

Однако для того, чтобы это произошло, звездная система должна пребывать в некотором беспорядке. Планеты должны быть достаточно близко к белому карлику, что обычно указывает на «встряску», вызванную находящимся поблизости объектом с большой массой – например очень крупной планеты.

Дальнейшие приключения умирающей звезды весьма занимательны и, как нетрудно догадаться, по-прежнему зависят от её массы. Другие звёзды, которым повезло с массой чуть больше, и она превышает 1,44 массы Солнца, превращаются не в белый карлик, а в чёрную дыру или же нейтронную звезду, и их подвид – пульсары.

Во Вселенной встречаются и пульсирующие белые карлики, для которых характерны периодические изменения светимости до трети от нормы. И хотя обычные нейтронные звёзды-пульсары могут вращаться десятки раз в секунду, то белые карлики имеют куда больший по времени период вращения, вплоть до нескольких часов.

Однако, благодаря пульсациям и общей светимости, астросейсмологи могут понять плотность звезды типа белый карлик, а также её размер и массу. Они разделяют спектральные классы  белых карликов на две группы: «водородный» и более редкий «гелиевый». К первому типу относят звёзды в которых отсутствуют спектральные линии гелия, а ко второму – у которых нет линий водорода.

Тем не менее существует звездная система, совершенно непохожая на известные современной науке аналоги. Исследователи из Великобритании, Чили и Германии наблюдали за планетой, подобной Урану, находящейся на орбите так близко к белому карлику WD J0914 + 1914, что она буквально разлетелась на части под воздействием звезды.

В целом это первый обнаруженный белый карлик, вокруг которого обращается планета-гигант. При ближайшем рассмотрении в спектре звезды наблюдаются явные признаки кислорода с оттенками серы. Смесь воды и сероводорода позволяет предположить, что это газовая планета, похожая по составу на наших собственных колоссов (таких как Нептун и Уран), которая теряет свою атмосферу. Колебания соотношения водорода и кислорода были достаточно странными, что побудило исследователей использовать специальный инструмент в Очень Большом Телескопе Европейской Южной Обсерватории, называемый спектрографом X-Shooter.

Чтобы космический гигант испарился таким образом, он должен быть как можно ближе к белому карлику. По оценкам исследователей, расстояние составляло около 15 солнечных радиусов — или около 10 миллионов километров — с орбитой всего десять земных дней. Для сравнения, орбита Меркурия приближает его к нашему Солнцу на расстояние не менее 46 миллионов километров.

Даже с учетом того факта, что газовый гигант находится на орбите вокруг белого карлика, неясно, является ли он аномалией или нам просто неизвестны похожие примеры. Однако отметим, что при тщательной проверке примерно 7000 других белых карликов в банках данных SDSS не удалось найти ничего похожего на WD J0914 + 1914.

Белые карлики Факты, информация и фотографии

Фотография предоставлена ​​НАСА/Тодом Стромайером (GSFC)/Даной Берри (рентгеновская обсерватория Чандра)

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Когда они достигают конца своей долгой эволюции, меньшие звезды — в восемь раз массивнее нашего Солнца — обычно становятся белыми карликами.

Эти древние звезды невероятно плотные. Чайная ложка их вещества весила бы на Земле столько же, сколько слон — 5,5 тонны. Белые карлики обычно имеют радиус всего в 0,01 раза больше, чем у нашего собственного Солнца, но их масса примерно такая же.

Звезды, подобные нашему Солнцу, в своих ядрах превращают водород в гелий. Белые карлики — это звезды, которые сожгли весь водород, который они когда-то использовали в качестве ядерного топлива.

Процесс синтеза в ядре звезды производит тепло и внешнее давление, но это давление уравновешивается внутренним толчком гравитации, создаваемым звездной массой. Когда водород, используемый в качестве топлива, исчезает, а синтез замедляется, гравитация заставляет звезду коллапсировать сама в себя.

Красные гиганты

По мере того, как звезда конденсируется и сжимается, она нагревается еще больше, сжигая остатки водорода и заставляя внешние слои звезды расширяться наружу. На этом этапе звезда становится большим красным гигантом.

Поскольку красный гигант настолько велик, его тепло распространяется, и температура поверхности преимущественно низкая, но его ядро ​​остается раскаленным докрасна. Красные гиганты существуют очень короткое время — возможно, всего миллиард лет — по сравнению с десятью миллиардами, которые та же звезда, возможно, уже потратила на сжигание водорода, как наше собственное Солнце.

Самая яркая звезда ночного неба, Сириус, или Звезда Пса, значительно затмевает своего компаньона, белого карлика, Сириуса B. Сириус B находится на расстоянии 8,6 световых лет от нас и является ближайшим к Земле известным белым карликом.

Фотография предоставлена ​​NASA/ESA/H. Бонд (STScl)/М. Барстоу (Университет Лестера)

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Красные гиганты достаточно горячие, чтобы превратить гелий в их ядре, который был получен путем синтеза водорода, в тяжелые элементы, такие как углерод. Но большинство звезд недостаточно массивны, чтобы создать давление и тепло, необходимые для сжигания тяжелых элементов, поэтому синтез и производство тепла прекращаются.

Дальнейшие воплощения

Такие звезды в конечном итоге сбрасывают материал своих внешних слоев, что создает расширяющуюся газовую оболочку, называемую планетарной туманностью. Внутри этой туманности остается горячее ядро ​​звезды, раздавленное гравитацией до высокой плотности, в виде белого карлика с температурой более 180 000 градусов по Фаренгейту (100 000 градусов по Цельсию).

В конце концов — через десятки или даже сотни миллиардов лет — белый карлик остывает, пока не становится черным карликом, не излучающим энергии. Поскольку самым старым звездам во Вселенной всего от 10 до 20 миллиардов лет, о черных карликах пока не известно.

Оценка того, как долго белые карлики остывают, может помочь астрономам многое узнать о возрасте Вселенной.

Древние белые карлики сияют в галактике Млечный Путь. Звезды, подобные нашему Солнцу, в своих ядрах превращают водород в гелий. Белые карлики — это звезды, которые сожгли весь водород, который они когда-то использовали в качестве ядерного топлива.

Фотография предоставлена ​​HubbleSite

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Но не все белые карлики будут охлаждать пятки многие тысячелетия. Те, кто находится в двойной звездной системе, могут иметь достаточно сильное гравитационное притяжение, чтобы собирать материал с соседней звезды. Когда белый карлик таким образом набирает достаточную массу, он достигает уровня, называемого пределом Чандрасекара. В этот момент давление в ее центре станет настолько большим, что произойдет неуправляемый синтез, и звезда взорвется в термоядерную сверхновую.

Читать дальше

Впечатляющие ископаемые рыбы показывают критический период эволюции

• Наука

Впечатляющие ископаемые рыбы показывают критический период эволюции

Прежде чем животные выползли из моря и распространились на сушу, появление челюстей отмечен значительный период в развитии почти всех ныне живущих позвоночных, включая человека.

Неон возвращается. Вот почему.

• Путешествия

Неон возвращается. Вот почему.

Возрождение фантастических мерцающих знаков освещает придорожную Америку, от легендарной трассы 66 до полосы Вегаса.

Эксклюзивный контент для подписчиков

Почему люди так одержимы Марсом?

Как вирусы формируют наш мир

Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу будет исследовать красную планету

Почему люди так одержимы Марсом?

Как вирусы формируют наш мир

Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу будет исследовать красную планету

Почему люди так одержимы Марсом?

Как вирусы формируют наш мир

Эпоха собачьих бегов в США подходит к концу

Узнайте, как люди представляли жизнь на Марсе на протяжении всей истории

Узнайте, как новый марсоход НАСА будет исследовать красную планету

Посмотреть Подробнее

Белые карлики: Факты о плотных звездных остатках

Белые карлики — это плотные звездные трупы. (Изображение предоставлено: Будущее)

Белые карлики — это то, что остается, когда звезды, подобные нашему Солнцу, исчерпают все свое топливо. Это плотные, тусклые звездные трупы — последняя наблюдаемая стадия эволюции звезд малой и средней массы.

В то время как большинство массивных звезд в конечном итоге станут сверхновыми, по данным НАСА, звезды с малой или средней массой, масса которых примерно в 8 раз превышает массу Солнца, в конечном итоге станут белыми карликами . По мнению исследователей, примерно 97% звезд Млечного Пути в конечном итоге станут белыми карликами .

По сравнению с нашим Солнцем , белый карлик имеет аналогичную массу углерода и кислорода, хотя он намного меньше по размеру — похож на Землю , по данным Государственного университета Нью-Мексико новая вкладка) (НМСУ).

По данным НАСА, температура белого карлика может превышать 100 000 градусов по Кельвину (открывается в новой вкладке) (это около 179 500 градусов по Фаренгейту). Несмотря на эти изнуряющие температуры, белые карлики имеют низкую светимость, поскольку, по данным NMSU, они очень малы.

Связанный: Красные карлики: самые распространенные и долгоживущие звезды

Формирование белых карликов

Звезды главной последовательности , включая Солнце, формируются из облаков пыли и газ стягиваются под действием силы тяжести. То, как звезды эволюционируют в течение своей жизни, зависит от их массы. Самые массивные звезды, масса которых в восемь и более раз превышает массу Солнца, никогда не станут белыми карликами. Вместо этого в конце своей жизни белые карлики взорвутся мощной сверхновой , оставив после себя нейтронную звезду  или черную дыру .

Знаете ли вы?

По данным НАСА, чайная ложка вещества белого карлика на Земле будет весить 5,5 тонны — примерно столько же, сколько слон!

Меньшие звезды, однако, пойдут по более спокойному пути. Звезды с малой и средней массой, такие как Солнце , со временем превратятся в красных гигантов. После этого звезды сбросили свои внешние слои в кольцо, известное как планетарная туманность  (ранние наблюдатели думали, что туманности напоминают такие планеты, как Нептун и Уран ). Оставшееся ядро ​​​​будет белым карликом, оболочкой звезды, в которой не происходит синтеза водорода.

Прохладная тусклая звезда в центре голубого дымчатого облака — белый карлик. Планетарная туманность NGC 2452 расположена в южном созвездии Кормы. (Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА. Благодарности: Лука Лиматола, Будяну Космин Мирель)

(открывается в новой вкладке)

Меньшие звезды, такие как красные карлики, не достигают состояния красного гиганта. Они просто сжигают весь свой водород, заканчивая процесс тусклым белым карликом. Однако красным карликам требуются триллионы лет, чтобы поглотить свое топливо, что намного больше, чем возраст Вселенной в 13,8 миллиардов лет, поэтому ни один из красных карликов еще не стал белым карликом.

Характеристики белого карлика

Когда у звезды заканчивается топливо, она больше не испытывает внешнего толчка в процессе синтеза и схлопывается внутрь самой себя. Белые карлики обладают примерно такой же массой, как Солнце, но имеют примерно такой же радиус, как Земля, согласно Космосу , астрономической энциклопедии Университета Суинберна в Австралии. Это делает их одними из самых плотных объектов в космосе, уступая лишь нейтронным звездам и черным дырам. По данным НАСА, гравитация на поверхности белого карлика в 350 000 раз больше, чем на Земле. Это означает, что 150-фунтовый (68-килограммовый) человек на Земле будет весить 50 миллионов фунтов (22,7 миллиона кг) на поверхности белого карлика.

Вид всего неба на около 230 000 белых карликов, обнаруженных спутником Gaia Европейского космического агентства. (Изображение предоставлено: Gaia Sky; S. Jordan / T. Sagristà, Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Universität Heidelberg, Германия)

Белые карлики достигают такой невероятной плотности, потому что они сжаты так плотно что их электроны сталкиваются друг с другом, образуя то, что называется «вырожденной материей». Бывшие звезды будут продолжать коллапсировать до тех пор, пока сами электроны не создадут достаточную силу давления наружу, чтобы остановить сжатие. Чем больше масса, тем больше притяжение внутрь, поэтому более массивный белый карлик имеет меньший радиус, чем его менее массивный аналог. Эти условия означают, что после потери большей части своей массы во время фазы красного гиганта ни один белый карлик не может превышать массу Солнца в 1,4 раза .

Когда звезда увеличивается в размерах и становится красным гигантом, она поглощает ближайшие планеты. Но некоторые все же могут выжить. Космический корабль НАСА «Спитцер» показал, что по крайней мере от 1 до 3 процентов звезд белых карликов имеют загрязненную атмосферу, которая предполагает попадание в них каменистого материала.

Истории по теме:

«В поисках планет, похожих на Землю, мы определили множество систем, которые являются отличными кандидатами для их убежища», — сказал Space Джей Фарихи, исследователь белых карликов из Лестерского университета в Англии. ком (откроется в новой вкладке). «Там, где они сохраняются как белые карлики, любые планеты земной группы не будут пригодны для жизни, но могут быть местами, где жизнь развивалась в предыдущую эпоху».

В одном захватывающем случае исследователи наблюдали каменистый материал, когда он падает на белого карлика.

«Удивительно и неожиданно, что мы можем наблюдать такие резкие изменения в масштабах времени человечества», — сказал Борис Гензике, астроном из Уорикского университета в Англии, Space.com .

Судьба белого карлика

Художественная иллюстрация, изображающая белого карлика, крадущего материал у соседнего компаньона. (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

Многие белые карлики исчезают в относительной безвестности, в конечном итоге излучая всю свою энергию и становясь так называемыми черными карликами , но те, которые делят систему со звездами-компаньонами, могут пострадать иная судьба.

Если белый карлик является частью бинарной системы, он может притягивать материал своего компаньона на свою поверхность. Увеличение массы белого карлика может привести к интересным результатам.

Одна из возможностей состоит в том, что добавленная масса может привести к коллапсу в гораздо более плотную нейтронную звезду.

Гораздо более взрывоопасный результат — сверхновая типа 1a . По мере того, как белый карлик вытягивает материал из звезды-компаньона, температура увеличивается, что в конечном итоге вызывает неконтролируемую реакцию, которая взрывается в виде мощной сверхновой, которая уничтожает белого карлика. Этот процесс известен как «одновырожденная модель» сверхновой типа 1а.

Связано: Знай свои новые звезды: объяснение звездных взрывов (инфографика) (открывается в новой вкладке) 

В 2012 году исследователи смогли детально рассмотреть сложные газовые оболочки, окружающие одну сверхновую типа 1а.

«Мы действительно впервые увидели подробные доказательства существования прародителя сверхновой типа 1а», — сказал SPACE.com Бенджамин Дилдей, ведущий автор исследования и астроном Глобальной сети телескопов обсерватории Лас-Кумбрес в Калифорнии (открывается в новая вкладка).

Если компаньоном является другой белый карлик вместо активной звезды, два звездных трупа сливаются вместе (открывается в новой вкладке), чтобы запустить фейерверк. Этот процесс известен как «модель двойного вырождения» сверхновой типа 1а.

В других случаях белый карлик может вытянуть из своего компаньона ровно столько материала, сколько нужно, чтобы ненадолго загореться новой звездой, гораздо меньшим взрывом. Поскольку белый карлик остается неповрежденным, он может повторить этот процесс несколько раз, когда достигнет критической точки, снова и снова вдыхая жизнь в умирающую звезду.

«Это самые яркие и частые звездные извержения в галактике, и их часто можно увидеть невооруженным глазом», — сказал Space.com Пшемек Мроз, астроном из Варшавского университета Польши.

Дополнительные ресурсы

Вы можете узнать больше о белых карликах с помощью ЕКА (открывается в новой вкладке) и исследовать различные типы звезд с помощью НАСА (открывается в новой вкладке). Узнайте об эволюции двойных звездных систем с помощью этого бесплатного учебного материала от Lumen Learning (откроется в новой вкладке). Изучите физику Вселенной с белыми карликами в этом информативном материале Техасского университета в Остине (откроется в новой вкладке).

Библиография

• Dilday, B., et al. «PTF 11kx: сверхновая типа Ia с прародителем симбиотической новой. (открывается в новой вкладке)» Наука 337,6097 (2012): 942-945.
• Фонтейн Г., П. Брассар и П. Бержерон. «The Potential of White Dwarf Cosmochronology1. » Publications of the Astronomical Society of the Pacific 113.782 (2001): 409. 
• Horowitz, CJ «Нагревание ядерной и темной материи в массивных звездах белых карликов. (открывается в новая вкладка)» Physical Review D 102.8 (2020): 083031. 
• Bédard, A., et al. «О спектральной эволюции горячих белых карликов. I. Подробный модельный анализ атмосферы горячих белых карликов из SDSS DR12. (открывается в новой вкладке)» The Astrophysical Journal 901.2 (2020): 93. 
• ЕКА «Проливая свет на белых карликов — будущее звезд, подобных нашему Солнцу. (откроется в новой вкладке)» 2019 

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space. com.

Дейзи Добриевич присоединилась к Space.com в феврале 2022 года в качестве справочного автора, ранее работавшего штатным автором в нашем сестринском журнале All About Space. Прежде чем присоединиться к нам, Дейзи прошла редакционную стажировку в журнале BBC Sky at Night Magazine и работала в Национальном космическом центре в Лестере, Великобритания, где ей нравилось знакомить общественность с космической наукой. В 2021 году Дейзи защитила докторскую диссертацию по физиологии растений, а также имеет степень магистра наук об окружающей среде. В настоящее время она живет в Ноттингеме, Великобритания.0003

Белые карлики: Факты о плотных звездных остатках

Белые карлики — это плотные звездные трупы. (Изображение предоставлено: Будущее)

Белые карлики — это то, что остается, когда звезды, подобные нашему Солнцу, исчерпают все свое топливо. Это плотные, тусклые звездные трупы — последняя наблюдаемая стадия эволюции звезд малой и средней массы.

В то время как большинство массивных звезд в конечном итоге превратятся в сверхновые, согласно НАСА, звезды с малой или средней массой, масса которых примерно в 8 раз превышает массу Солнца, в конечном итоге станут белыми карликами .

Примерно 9По мнению исследователей, 7% звезд Млечного Пути в конечном итоге станут белыми карликами .

По сравнению с нашим Солнцем , белый карлик имеет аналогичную массу углерода и кислорода, хотя он намного меньше по размеру — похож на Землю , по данным Государственного университета Нью-Мексико новая вкладка) (НМСУ).

Температура белого карлика может превышать 100 000 Кельвинов (открывается в новой вкладке) по данным НАСА (это около 179 500 градусов по Фаренгейту). Несмотря на эти изнуряющие температуры, белые карлики имеют низкую светимость, поскольку, по данным NMSU, они очень малы.

Связанный: Красные карлики: самые распространенные и долгоживущие звезды

Образование белых карликов

Звезды главной последовательности , включая Солнце, формируются из облаков пыли и газ стягиваются под действием силы тяжести. То, как звезды эволюционируют в течение своей жизни, зависит от их массы. Самые массивные звезды, масса которых в восемь и более раз превышает массу Солнца, никогда не станут белыми карликами. Вместо этого в конце своей жизни белые карлики взорвутся мощной сверхновой , оставив после себя нейтронную звезду  или черную дыру .

Знаете ли вы?

По данным НАСА, чайная ложка вещества белого карлика на Земле будет весить 5,5 тонны — примерно столько же, сколько слон!

Меньшие звезды, однако, пойдут по более спокойному пути. Звезды с малой и средней массой, такие как Солнце , со временем превратятся в красных гигантов. После этого звезды сбросили свои внешние слои в кольцо, известное как планетарная туманность  (ранние наблюдатели думали, что туманности напоминают такие планеты, как Нептун и Уран ). Оставшееся ядро ​​​​будет белым карликом, оболочкой звезды, в которой не происходит синтеза водорода.

Прохладная тусклая звезда в центре голубого дымчатого облака — белый карлик. Планетарная туманность NGC 2452 расположена в южном созвездии Кормы. (Изображение предоставлено: ЕКА/Хаббл и НАСА. Благодарности: Лука Лиматола, Будяну Космин Мирель)

(открывается в новой вкладке)

Меньшие звезды, такие как красные карлики, не достигают состояния красного гиганта. Они просто сжигают весь свой водород, заканчивая процесс тусклым белым карликом. Однако красным карликам требуются триллионы лет, чтобы поглотить свое топливо, что намного больше, чем возраст Вселенной в 13,8 миллиардов лет, поэтому ни один из красных карликов еще не стал белым карликом.

Характеристики белого карлика

Когда у звезды заканчивается топливо, она больше не испытывает внешнего толчка в процессе синтеза и схлопывается внутрь самой себя. Белые карлики обладают примерно такой же массой, как Солнце, но имеют примерно такой же радиус, как Земля, согласно Космосу , астрономической энциклопедии Университета Суинберна в Австралии. Это делает их одними из самых плотных объектов в космосе, уступая лишь нейтронным звездам и черным дырам. По данным НАСА, гравитация на поверхности белого карлика в 350 000 раз больше, чем на Земле. Это означает, что 150-фунтовый (68-килограммовый) человек на Земле будет весить 50 миллионов фунтов (22,7 миллиона кг) на поверхности белого карлика.

Вид всего неба на около 230 000 белых карликов, обнаруженных спутником Gaia Европейского космического агентства. (Изображение предоставлено: Gaia Sky; S. Jordan / T. Sagristà, Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Universität Heidelberg, Германия)

Белые карлики достигают такой невероятной плотности, потому что они сжаты так плотно что их электроны сталкиваются друг с другом, образуя то, что называется «вырожденной материей». Бывшие звезды будут продолжать коллапсировать до тех пор, пока сами электроны не создадут достаточную силу давления наружу, чтобы остановить сжатие. Чем больше масса, тем больше притяжение внутрь, поэтому более массивный белый карлик имеет меньший радиус, чем его менее массивный аналог. Эти условия означают, что после потери большей части своей массы во время фазы красного гиганта ни один белый карлик не может превышать массу Солнца в 1,4 раза .

Когда звезда увеличивается в размерах и становится красным гигантом, она поглощает ближайшие планеты. Но некоторые все же могут выжить. Космический корабль НАСА «Спитцер» показал, что по крайней мере от 1 до 3 процентов звезд белых карликов имеют загрязненную атмосферу, которая предполагает попадание в них каменистого материала.

Истории по теме:

«В поисках планет, похожих на Землю, мы определили множество систем, которые являются отличными кандидатами для их убежища», — сказал Space Джей Фарихи, исследователь белых карликов из Лестерского университета в Англии. ком (откроется в новой вкладке). «Там, где они сохраняются как белые карлики, любые планеты земной группы не будут пригодны для жизни, но могут быть местами, где жизнь развивалась в предыдущую эпоху».

В одном захватывающем случае исследователи наблюдали каменистый материал, когда он падает на белого карлика.

«Удивительно и неожиданно, что мы можем наблюдать такие резкие изменения в масштабах времени человечества», — сказал Борис Гензике, астроном из Уорикского университета в Англии, Space.com .

Судьба белого карлика

Художественная иллюстрация, изображающая белого карлика, крадущего материал у соседнего компаньона. (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

Многие белые карлики исчезают в относительной безвестности, в конечном итоге излучая всю свою энергию и становясь так называемыми черными карликами , но те, которые делят систему со звездами-компаньонами, могут пострадать иная судьба.

Если белый карлик является частью бинарной системы, он может притягивать материал своего компаньона на свою поверхность. Увеличение массы белого карлика может привести к интересным результатам.

Одна из возможностей состоит в том, что добавленная масса может привести к коллапсу в гораздо более плотную нейтронную звезду.

Гораздо более взрывоопасный результат — сверхновая типа 1a . По мере того, как белый карлик вытягивает материал из звезды-компаньона, температура увеличивается, что в конечном итоге вызывает неконтролируемую реакцию, которая взрывается в виде мощной сверхновой, которая уничтожает белого карлика. Этот процесс известен как «одновырожденная модель» сверхновой типа 1а.

Связано: Знай свои новые звезды: объяснение звездных взрывов (инфографика) (открывается в новой вкладке) 

В 2012 году исследователи смогли детально рассмотреть сложные газовые оболочки, окружающие одну сверхновую типа 1а.

«Мы действительно впервые увидели подробные доказательства существования прародителя сверхновой типа 1а», — сказал SPACE.com Бенджамин Дилдей, ведущий автор исследования и астроном Глобальной сети телескопов обсерватории Лас-Кумбрес в Калифорнии (открывается в новая вкладка).

Если компаньоном является другой белый карлик вместо активной звезды, два звездных трупа сливаются вместе (открывается в новой вкладке), чтобы запустить фейерверк. Этот процесс известен как «модель двойного вырождения» сверхновой типа 1а.

В других случаях белый карлик может вытянуть из своего компаньона ровно столько материала, сколько нужно, чтобы ненадолго загореться новой звездой, гораздо меньшим взрывом. Поскольку белый карлик остается неповрежденным, он может повторить этот процесс несколько раз, когда достигнет критической точки, снова и снова вдыхая жизнь в умирающую звезду.

«Это самые яркие и частые звездные извержения в галактике, и их часто можно увидеть невооруженным глазом», — сказал Space.com Пшемек Мроз, астроном из Варшавского университета Польши.

Дополнительные ресурсы

Вы можете узнать больше о белых карликах с помощью ЕКА (открывается в новой вкладке) и исследовать различные типы звезд с помощью НАСА (открывается в новой вкладке). Узнайте об эволюции двойных звездных систем с помощью этого бесплатного учебного материала от Lumen Learning (откроется в новой вкладке). Изучите физику Вселенной с белыми карликами в этом информативном материале Техасского университета в Остине (откроется в новой вкладке).

Библиография

• Dilday, B., et al. «PTF 11kx: сверхновая типа Ia с прародителем симбиотической новой. (открывается в новой вкладке)» Наука 337,6097 (2012): 942-945.
• Фонтейн Г., П. Брассар и П. Бержерон. «The Potential of White Dwarf Cosmochronology1. » Publications of the Astronomical Society of the Pacific 113.782 (2001): 409. 
• Horowitz, CJ «Нагревание ядерной и темной материи в массивных звездах белых карликов. (открывается в новая вкладка)» Physical Review D 102.8 (2020): 083031. 
• Bédard, A., et al. «О спектральной эволюции горячих белых карликов. I. Подробный модельный анализ атмосферы горячих белых карликов из SDSS DR12. (открывается в новой вкладке)» The Astrophysical Journal 901.2 (2020): 93. 
• ЕКА «Проливая свет на белых карликов — будущее звезд, подобных нашему Солнцу. (откроется в новой вкладке)» 2019 

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Дейзи Добриевич присоединилась к Space.