Белые карлики — это то, чем становятся большинство звезд после того, как сгорает водород.
НАСА показало «глаз» белого карлика
Астрономы говорят, что найденный крошечный белый карлик, названный ZTF J1901+1458, родился как раз из пары двух "постаревших" звезд. В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. Астрономы обнаружили уникальную звезду-белого карлика, которая пульсирует 1.
Астрономы впервые увидели весь процесс перехода белого карлика в нову
Что такое белый карлик: звезда или фантом? Возраст белого карлика оценивается примерно в 7 миллиардов лет, в то время как модели охлаждения указывают на 4,2 миллиарда лет. M76 классифицируется как планетарная туманность — расширяющаяся оболочка светящегося газа, выброшенного умирающей звездой-гигантом, которая в итоге превращается в сверхплотный и горячий белый карлик. С момента гибели звезды белый карлик теряет тепло, но этот процесс может меняться. В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. Звезда-предшественник белого карлика перед своей гибелью была обязана превратиться в так называемый асимптотический красный гигант, раздувшийся примерно до размеров земной орбиты.
Астрономы только что нашли самую маленькую, но самую тяжелую звезду во Вселенной
Это открытие показывает, что это может происходить по-разному. Исследователи заявили, что всестороннее отслеживание радиоволн, исходящих от SN 2020eyj и подобных сверхновых типа Ia, может помочь в определении характеристик звёздных систем, из которых они взрываются. Работа астрономов была опубликована в журнале Nature.
Виден аккреционный «хвост», направленный от основного компонента — красного гиганта к компаньону — белому карлику Анимация взрыва белого карлика при аккреции в двойной звездной системе Слева — изображение в рентгеновском диапазоне остатков сверхновой SN 1572 типа Ia, наблюдавшейся Тихо Браге в 1572 году. Справа — фотография в оптическом диапазоне, отмечен бывший компаньон взорвавшегося белого карлика При эволюции звёзд различных масс в двойных системах темпы эволюции компонентов неодинаковы, при этом более массивный компонент может проэволюционировать в белый карлик, в то время как менее массивный к этому времени может оставаться на главной последовательности. В свою очередь, при сходе в процессе эволюции менее массивного компонента с главной последовательности и его переходе на ветвь красных гигантов размер эволюционирующей звезды начинает расти до тех пор, пока она не заполняет свою полость Роша. Поскольку полости Роша компонентов двойной системы соприкасаются в точке Лагранжа L1, то на этой стадии эволюции менее массивного компонента через точку L1 начинается переток материи с красного гиганта в полость Роша белого карлика и дальнейшая аккреция богатой водородом материи на его поверхность, что приводит к ряду астрономических феноменов: Нестационарная аккреция на белые карлики в случае, если компаньоном является массивный красный карлик , приводит к возникновению карликовых новых звёзд типа U Gem UG и новоподобных катастрофических переменных звёзд. Аккреция на белые карлики, обладающие сильным магнитным полем , направляется в район магнитных полюсов белого карлика, и циклотронный механизм излучения аккрецирующей плазмы в околополярных областях магнитного поля карлика вызывает сильную поляризацию излучения в видимой области поляры и промежуточные поляры. Аккреция на белые карлики богатого водородом вещества приводит к его накоплению на поверхности состоящей преимущественно из гелия и разогреву до температур реакции синтеза гелия, что, в случае развития тепловой неустойчивости, приводит к взрыву, наблюдаемому как вспышка новой звезды. Достаточно длительная и интенсивная аккреция на массивный белый карлик приводит к превышению его массой предела Чандрасекара и термоядерному взрыву , наблюдаемому как вспышка сверхновой типа Ia. Примером такого события является взрыв сверхновой SN 1572.
Итак, я буду вашим гидом по грядущему апокалипсису. Если коротко, нашу система пройдет через следующие пять этапов: Океаны испарятся. Орбиты каменистых планет могут стать нестабильными, что чревато их столкновением. Солнце станет красным гигантом и поглотит каменистые планеты. Проходящая мимо звезда вызовет динамическую нестабильность среди оставшихся планет. Проходящая мимо звезда уничтожит последнюю планету в солнечной системе. Каждое из этих событий произойдет почти наверняка, за исключением пункта 2 — его реализация маловероятна. Но потребуется около 100 миллиардов лет, чтобы достичь пункта 5. Так начнем же! На Земле исчезнут жидкость и жизнь Солнце медленно нагревается. По мере того как внутри солнечного ядра водород превращается в гелий, средняя молекулярная масса звезды увеличивается, увеличивая тем самым температуру ядра и скорость реакции синтеза называемой протонной цепью. Это медленно увеличивает выработку Солнцем энергии. Эволюция солнца: Каждая кривая показывает одну из характеристик солнца по сравнению с его настоящими характеристиками. Красная кривая показывает его яркость. Фото: Wikicommons Жизнь, какой мы ее знаем, требует жидкой воды. Чтобы поддерживать количество жидкой воды на поверхности планеты в нужном объеме, должен существовать баланс между поступающей и выходящей энергией — лишь в этом случае сохраняется правильный температурный диапазон. Энергетический баланс всегда настраивается сам по себе. Если количество парниковых газов в атмосфере Земли увеличивается как это происходит сегодня , подобный эффект «укрытия одеялом» создает новый энергетический баланс, ведущий к повышению температуры. На Земле есть встроенный термостат — карбонатно-силикатный цикл, который регулирует количество углекислого газа в атмосфере, поддерживая таким образом стабильный климат. Увы, работает он на масштабах миллионов лет — слишком медленно, чтобы помочь нам с текущей проблемой глобального потепления. Теплое одеяло: парниковый эффект превращает нашу атмосферу в одеяло, замедляя выделение энергии в космос. Чем больше парниковых газов, тем толще одеяло. Источник: Пожиратели времени Другой причина нагревания планеты — увеличение количества поступающей энергии из-за увеличения яркости солнца. И хотя существуют гораздо более краткосрочные колебания климата Земли в зависимости от времен года, изменений состава атмосферы как от антропогенных парниковых газов, так и от вулканической пыли и циклов Миланковича, поверхность Земли медленно, но неумолимо нагревается. В какой-то момент атмосфера нашей планеты больше не сможет поддерживать стабильный энергетический баланс, и парниковый эффект перейдет в фазу безудержного роста. Для парникового эффекта существует петля положительной обратной связи. Поверхность планеты становится более горячей, что приводит к испарению большего количества воды в атмосферу. Вода является сильным парниковым газом, поэтому этот процесс увеличивает силу парникового эффекта, который еще больше нагревает поверхность планеты. Как только парниковый эффект прекратится, он нагреет поверхность Земли до такой степени, что океаны полностью испарятся. Планета просто будет становится все горячее, пока не наступит новый баланс, с обжигающе горячей поверхностью и водой, полностью испарившейся в атмосферу вероятно, это будет вода в «сверхкритическом» состоянии, где стирается грань между жидкостью и газом. Вблизи поверхности Земли будет больше водяного пара, но жидкого океана не будет. Орбиты каменистых планет дестабилизируются и, возможно, пересекутся Орбиты планет нестабильны.
Когда некоторые звёзды, такие как Солнце, приближаются к концу своей жизни, они становятся так называемыми белыми карликами. Белый карлик при формировании очень горячий, но поскольку у него нет источника энергии, он остывает, излучая энергию, и некоторые такие звёзды могут постепенно затвердевать и кристаллизоваться. Астрономы, в том числе из Университета Южного Квинсленда в Австралии, нашли один такой белый карлик, который остыл, и его ядро может трансформироваться в «космический алмаз».
НАСА показало «глаз» белого карлика
Звезде присвоили название J1912-4410. Ученые отметили, что наблюдения за ней позволят лучше понять эволюцию светил и природу необычных сигналов, которые обнаруживают в разных частях галактики. Исследования показали, что магнитное поле белого карлика генерируется внутренней динамо-машиной, аналогичной внутреннему ядру Земли, но намного мощнее. Магнитные поля белых карликов могут быть в миллион раз сильнее, чем у Солнца.
Это лишь второй такой объект, известный в Млечном Пути.
Коротко об открытии рассказывает Science Alert. Недавно открытая звезда расположена всего в 773 световых годах от Земли. Она получила название J1912-4410 и была классифицирована как белый карлик-пульсар. Это крайне редкий тип звезд.
До сих пор в Млечном Пути такой объект находили только один раз. Поэтому не существовало и отдельной классификации подобных объектов. Однако новое открытие подтверждает, что эти звезды существуют и отличаются от других звезд, поэтому они могут претендовать на свой собственный класс.
Первый был определен более семидесяти лет назад. Белый карлик — это звезда, которая сожгла все свое топливо и сбросила свои внешние слои, а теперь переживает процесс сжатия и охлаждения в течение миллионов лет. Она размером с Землю, но по крайней мере в 200000 раз массивнее нашей планеты. Белый карлик является частью двойной звездной системы, и его огромная гравитация вытягивает плазму из более крупной звезды-компаньона.
Сегодня науке известно всего несколько тысяч белых карликов. Это связано с их низкой светимостью и малыми размерами. Однако ученые полагают, что общее их количество в нашей галактике может достигать 10 миллиардов, то есть около 5 процентов всех звезд Млечного Пути. Впрочем, Сильвия Каталан и ее коллеги заняты поиском самых холодных, а значит, самых старых белых карликов, что дополнительно усложняет задачу, ведь самые холодные - значит, самые тусклые. Пока подходящих объектов изучения набралось всего около полусотни, но тем они важнее для науки. Нужны новые телескопы Правда, заглянуть в далекое прошлое Вселенной астрономы пытаются и иным путем: с помощью все более мощных телескопов они высматривают в глубинах космоса самые далекие, а значит, и самые старые галактики. Ведь если галактика удалена от нас, скажем, на 12 миллиардов световых лет, то это означает, что мы видим ее такой, какой она была 12 миллиардов лет назад. Проблема лишь в том, что эти пусть гигантские и яркие, но чрезвычайно далекие звездные скопления так же трудно поддаются наблюдению, как и несравненно более близкие, зато очень тусклые и крайне малые белые карлики. Предстоящее в ближайшие годы сооружение ряда новых, еще более мощных телескопов придаст мощный импульс обоим направлениям исследований.
Обнаружен «двуликий» белый карлик, одна половина звезды состоит из водорода, другая - из гелия
| Астрономы обнаружили мёртвую звезду, превращающуюся в кристалл | M76 классифицируется как планетарная туманность — расширяющаяся оболочка светящегося газа, выброшенного умирающей звездой-гигантом, которая в итоге превращается в сверхплотный и горячий белый карлик. |
| Сверхмассивный белый карлик появился в процессе слияния двух звезд | Магнитное поле появляется, когда кристаллизующийся белый карлик отъедает материю звезды-компаньона и, как следствие, начинает быстро вращаться. |
| Астрофизики открыли двуликую звезду — это белый карлик с необычной химической структурой | Согласно авторам исследования, именно достижение теоретического предела массы белого карлика могло стать причиной взрыва сверхновой типа Ia в случае источника SN 2012Z, в то время как в других случаях звезды могут не достигать предела Чандрасекара. |
| Обнаружен белый карлик с постоянно расширяющейся орбитой | Астрономы разобрались, угрожает ли Земле белый карлик WD 0810-353. |
Белый карлик взрывается в атмосфере красного гиганта
Если одна из них в ходе эволюции расширяется, часть вещества может перетекать на соседнюю, ускоряя процессы, происходящие с ней. Но этой звезде добрать массу неоткуда. Вероятно, она будет просто остывать, постепенно терять яркость. Процесс займет миллиарды лет. Работа, опубликованная в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, заинтересовала научное сообщество. Изучать звезду продолжат с помощью телескопов большего диаметра.
Поскольку идентичные электроны не могут занимать одно и то же пространство, эти электроны обеспечивают внешнее давление, которое сохраняет звезду нетронутой. У этого тоже есть предел. Белый карлик, масса которого превышает массу Солнца примерно в 1,4 раза, или предел Чандрасекара, становится настолько нестабильным, что снова умирает, взрываясь сверхновой типа Ia. Это может произойти, когда белый карлик вращается так близко к двойному спутнику, что перекачивает материал с другой звезды, опрокидывая его за предел Чандрасекара. Но есть любопытное несоответствие в количестве наблюдаемых остатков сверхновых типа Ia и числе кандидатов в предшественники типа Ia — мы просто не нашли столько предков, сколько должно быть, исходя из количества наблюдаемых остатков. Вот почему HD265435 так интересен.
Ru Астрономы обнаружили мертвую звезду, которая превращается в кристалл Она расположена в сотне световых лет от нас. Когда звезда умирает, ее развитие зависит от массы. Звезды средних размеров становятся белыми карликами: они сбрасывают внешние оболочки, а ядро, которое больше не поддерживает внутреннее давление термоядерных реакций, начинает неудержимо сжиматься — оно коллапсирует. Этот компактный и сверхплотный объект насыщен тяжелыми элементами, которые образовались во время прошлой жизни звезды. Превращаясь в белых карликов, звезды продолжают излучать тепло, переходя в состояние черных.
Созвездие Северная Корона расположено слева к востоку от Большой Медведицы. Нужно найти созвездие Волопас, похожее на большого воздушного змея, а за ним будет дуга из семи звезд — это и есть та самая Северная Корона. Звезда Тау расположена у левого ее края. Если сейчас начать наблюдение, то через какое-то время можно будет заметить, что эта звезда стала гораздо ярче — это и есть взрыв. Звезда будет такой же яркой, как Полярная звезда в ночном небе. Через неделю Тау снова погаснет. Оно по форме напоминает венец.
Астрономы обнаружили предка экстремально легкого белого карлика. Он оказался необъяснимо легким
Изучение периодических взрывов белого карлика в атмосфере его гигантского соседа, как считают ученые, позволит изучить процесс эволюции звезд всего за несколько месяцев. Есть такие двойные звезды, которые состоят из белого карлика (плотного остатка от отжившей свой век звезды) и красного гиганта, раздувшегося настолько, что часть его вещества перетекает на уже мертвую, но такую близкую к нему спутницу. Мертвая звезда оказалась белым карликом, бледным напоминанием некогда существовавшего красного гиганта, выработавшего весь свой топливный ресурс и пережившего коллапс. Британские астрономы впервые увидели, как белый карлик в глубоком космосе меняет яркость за короткий промежуток времени — звезда «включается» и «выключается», реагируя на потоки материи, поступающие из внешнего пространства.
Обнаружена одна из самых редких звезд в нашей галактике
Поскольку идентичные электроны не могут занимать одно и то же пространство, эти электроны обеспечивают внешнее давление, которое сохраняет звезду нетронутой. У этого тоже есть предел. Белый карлик, масса которого превышает массу Солнца примерно в 1,4 раза, или предел Чандрасекара, становится настолько нестабильным, что снова умирает, взрываясь сверхновой типа Ia. Это может произойти, когда белый карлик вращается так близко к двойному спутнику, что перекачивает материал с другой звезды, опрокидывая его за предел Чандрасекара. Но есть любопытное несоответствие в количестве наблюдаемых остатков сверхновых типа Ia и числе кандидатов в предшественники типа Ia — мы просто не нашли столько предков, сколько должно быть, исходя из количества наблюдаемых остатков. Вот почему HD265435 так интересен.
Место выбирает неподалеку от села Дружба, где небо намного чище и свет городских фонарей не загораживает обзор. Что это за явление такое? Накопленный на поверхности карлика водород разогревается до такой степени, что в этом слое начинаются термоядерные реакции, после чего при еще большем нагревании происходит резкий сброс оболочки, который мы и наблюдаем в виде короткой вспышки. Затем водородная бомба становится на подзарядку. Такие звезды называются новыми — в момент их вспышки.
Звезда при этом не уничтожается, просто взрывается вещество на поверхности. Периодичность неточная, но вот процессы, предшествовавшие вспышке, наблюдаются теперь и сейчас.
Чёрная дыра больше, так что она победит. Однако белый карлик очень плотный, поэтому он будет оставаться на её орбите в течение миллиардов лет. Когда астрономы впервые обнаружили белых карликов, они подумали, что подобные объекты не должны существовать.
Как могло что-то иметь такую экстремальную плотность и не рухнуть под собственным весом? Квантовая механика, наука об атомных и субатомных частицах, помогла найти ответ. Мы привыкли к правилам физики здесь, в макроскопическом мире. Но когда вы приближаетесь к субатомному миру, все становится очень странным. Здесь у нас есть электрон, одна из легчайших элементарных частиц во Вселенной, и именно эти маленькие электроны выполняют работу по поддержке целой звезды.
Атомы начинают сжиматься, теряя внутренние энергетические связи. Увеличившаяся плотность объединяет электроны в новую субстанцию — вырожденный электронный газ. В таком состоянии электроны плотно взаимодействуют друг с другом, противодействуя силам гравитационного сжатия. Образуется так называемое голое ядро, которое не имеет внешней оболочки. Эти вырожденные электроны останавливают коллапс белых карликов, но они придают звездам странные качества.
Белые карлики ведут себя совсем иначе, чем обычная материя. Возьмем планеты и обычные звезды - они становятся больше, когда набирают массу. Белые карлики - полная противоположность. По мере того как они набирают массу, они становятся меньше. Чем массивнее белый карлик, тем сильнее сжимаются электроны и тем меньше и плотнее становится звезда.
Но как долго могут сиять такие звёзды? Они могут быть последними источниками света и энергии в умирающей вселенной. По некоторым оценкам, белые карлики могут сиять около 100 миллиардов лет. Это в десять раз дольше чем Вселенная существует сейчас, так долго, что никакая обычная звезда уже сиять не будет.
Дальнейшая судьба звезды зависит от ее массы. Эволюция наиболее массивных звезд завершается вспышкой сверхновой с образованием черной дыры; в случае менее массивных звезд вспышка сверхновой приводит к образованию нейтронной звезды-пульсара; если же речь идет о звездах класса Солнца или лишь незначительно более массивных, то они, сбросив оболочку, заканчивают свою жизнь в виде белых карликов. За отсутствием водорода они сами уже не производят энергии, а лишь излучают тепло, унаследованное от исходной звезды, и постепенно остывают. Холодный - значит старый "Сразу после возникновения температура на их поверхности составляет около 100 тысяч градусов, - говорит Ральф Напивоцки. И наоборот, если обнаруживается белый карлик, поверхность которого имеет температуру около 3 тысяч градусов, то можно смело сказать, что ему не менее десяти миллиардов лет". Сегодня науке известно всего несколько тысяч белых карликов. Это связано с их низкой светимостью и малыми размерами. Однако ученые полагают, что общее их количество в нашей галактике может достигать 10 миллиардов, то есть около 5 процентов всех звезд Млечного Пути. Впрочем, Сильвия Каталан и ее коллеги заняты поиском самых холодных, а значит, самых старых белых карликов, что дополнительно усложняет задачу, ведь самые холодные - значит, самые тусклые.
Две звезды объединились в массивный белый карлик
Согласно выводам команды, белый карлик, вероятнее всего, является остатком сверхновой, которая «взорвалась» между 5 и 50 миллионами лет назад. Белые карлики — звёзды, состоящие из электронно-ядерной плазмы, лишённые источников термоядерной энергии и светящиеся благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет. Изучение периодических взрывов белого карлика в атмосфере его гигантского соседа, как считают ученые, позволит изучить процесс эволюции звезд всего за несколько месяцев. Из-за этого белый карлик крайне нестабилен и продолжает сжиматься. Британские астрономы впервые увидели, как белый карлик в глубоком космосе меняет яркость за короткий промежуток времени — звезда «включается» и «выключается», реагируя на потоки материи, поступающие из внешнего пространства.
Астрономы впервые увидели весь процесс перехода белого карлика в нову
| Чрезвычайно массивный белый карлик смог покинуть звёздное скопление Гиады | Этот белый карлик также оказался одним из потенциально самых массивных известных белых карликов, сформировавшихся в результате эволюции одиночной звезды. |
| Две звезды объединились в массивный белый карлик | — Есть такие двойные звезды, которые состоят из белого карлика (плотного остатка от отжившей свой век звезды) и красного гиганта, раздувшегося настолько, что часть его вещества перетекает на уже мертвую, но такую близкую к нему спутницу. |
| Белый карлик звезда (56 фото) | Магнитное поле появляется, когда кристаллизующийся белый карлик отъедает материю звезды-компаньона и, как следствие, начинает быстро вращаться. |