Белый карлик
Белый карлик - компактная звезда. Их материя раздавлена. Притяжение сковывает атомы близко друг к другу и снимает с них электроны. Масса белого карлика похожа на массу Солнца, но его объем аналогичен массе Земли.
Белые карлики - это конечное эволюционное состояние всех звезд, масса которых недостаточно велика, чтобы стать нейтронной звездой. Более 97% звезд Млечного Пути станут белыми карликовыми звездами. §1 После окончания срока службы водородного слияния звезда главной последовательности расширится до красногогиганта, который в своем ядре соединит гелий с углеродом и кислородом. Если у красного гиганта не будет достаточной массы для слияния углерода, то в его центре будет скопиться около 1 миллиарда K неактивных углерода и кислорода. После того, как он сбросит внешние слои, чтобы сформировать планетарную туманность, он оставит за собой ядро, которым является белый карлик.
Материал в белом карлике больше не подвергается реакциям синтеза, поэтому у звезды нет источника энергии. Она не поддерживается теплом синтеза против гравитационного коллапса.
Такая звезда, как наше Солнце, станет белым карликом, когда у нее кончится топливо. В конце своей жизни она пройдет красную гигантскую стадию, а затем потеряет большую часть газа, пока то, что осталось, не сократится и не станет молодым белым карликом.
Белые карликовые звёзды
Снимок Сириуса А и Сириуса Б, сделанный космическим телескопом Хаббла. Сириус B, белый карлик, можно рассматривать как слабый световой штрих в нижней левой части гораздо более яркого Сириуса А.
История
Белые карлики были обнаружены в 18 веке. Первая белая карликовая звезда, названная 40 Эридани Б, была открыта 31 января 1783 года Вильямом Гершелем. p73 Она является частью трехзвездочной системы, названной 40 Эридани.
Второй белый карлик был обнаружен в 1862 году, но сначала считался красным карликом. Это была маленькая звезда рядом со звездой Сириус. Эта звезда-компаньонка, называемая Сириусом В, имела температуру поверхности около 25 000 кельвинов, поэтому ее считали горячей звездой. Однако Сириус В был примерно в 10 000 раз слабее, чем первичная, Сириус А. Ученые обнаружили, что масса Сириуса В почти такая же, как у Солнца. Это означает, что когда-то Сириус Б был звездой, похожей на наше собственное Солнце.
В 1917 году Адриаан ван Маанен обнаружил белого карлика, который называется Van Maanen 2. Это был третий белый карлик, который был обнаружен. Это самый близкий к Земле белый карлик, за исключением Сириуса Б.
Излучение и температура
Белый карлик имеет низкую яркость (общее количество выделяемого света), но очень горячее ядро. Ядро может быть 107 К, в то время как поверхность - всего 104 К.
Белый карлик очень горячий, когда он образуется, но так как у него нет источника энергии, он постепенно будет излучать свою энергию и охлаждаться. Это означает, что его излучение, которое дает ему синий или белый цвет в начале, со временем уменьшается. В течение очень долгого времени белый карлик будет охлаждаться до температур, при которых он больше не будет излучать свет. Если белый карлик не получит материи от сопутствующей звезды или другого источника, его излучение будет происходить от накопленного тепла. Это не заменяется.
Белые карлики медленно охлаждаются по двум причинам. У них чрезвычайно малая площадь поверхности, с которой они излучают это тепло, поэтому они охлаждаются постепенно, оставаясь горячими в течение длительного времени. Кроме того, они очень непрозрачны. Дегенеративная материя, составляющая основную массу белого карлика, останавливает свет и другие электромагнитные излучения, поэтому излучение не уносит много энергии.
В конце концов, все белые гномы остынут в черных, так называемых, потому что им не хватает энергии для создания света. Черных карликов пока не существует, потому что для того, чтобы белый карлик остыл, требуется больше времени, чем в нынешнем возрасте вселенной. Черный карлик - это то, что останется от звезды после того, как вся ее энергия (тепло и свет) будет израсходована.
Повторное зажигание
Белые карлики могут снова загореться и взорваться как сверхновые, если получат больше материала. Максимальная масса белого карлика должна оставаться стабильной. Это известно как предел Чандрасекхара.
Карлик может вытягивать материал со звезды-компаньона, например, перенося его за пределы Чандрасекхара. Дополнительная масса начнет реакцию углеродного синтеза. Астрономы думают, что это повторное зажигание может быть причиной сверхновых типа Ia.
Вопросы и ответы
В: Что такое белый карлик?
О: Белый карлик - это компактная звезда, вещество которой было сжато гравитацией и унесло электроны.
В: Как масса белого карлика сопоставима с массой Солнца?
О: Масса белого карлика схожа с массой Солнца, но его объем схож с объемом Земли.
В: Какие типы звезд становятся белыми карликами?
О: Белые карлики - это конечное эволюционное состояние всех звезд, масса которых недостаточно велика, чтобы стать нейтронной звездой. Более 97% звезд в Млечном Пути станут белыми карликами.
В: Как формируется красный гигант?
О: После того, как время жизни звезды главной последовательности, содержащей водород, заканчивается, она расширяется, образуя красный гигант, который в своем ядре переплавляет гелий в углерод и кислород. Если у звезды нет достаточной массы для синтеза углерода, в ее центре будут накапливаться неактивные углерод и кислород.
В: Что происходит после сбрасывания внешних слоев для формирования планетарной туманности?
О: После сбрасывания внешних слоев и образования планетарной туманности остается только ядро, которое становится белым карликом.
В: Происходят ли в материале белого карлика реакции синтеза?
О: Нет, материал белого карлика больше не подвергается реакциям синтеза, поэтому для него нет источника энергии, и он не может быть поддержан теплом против гравитационного коллапса.
В: Как наше Солнце станет белым карликом?
О: Наше Солнце станет белым карликом, когда у него закончится топливо к концу его жизни; сначала оно пройдет стадию красного гиганта, затем потеряет большую часть газа, пока то, что осталось, не превратится в молодого белого карлика.
