Белые карлики – коллапсировавшие ядра мертвых звезд массой около 8 масс Солнца. Белые карлики — звёзды, состоящие из электронно-ядерной плазмы, лишённые источников термоядерной энергии и светящиеся благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет. 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. Поскольку белый карлик — крошечная мишень, маленькие тела не врезаются в звезду, а разрываются на части гравитацией, образуя диски из камней, которые превращаются в пыль, когда они вращаются очень близко к белому карлику.
Обнаружен белый карлик с постоянно расширяющейся орбитой
Специалисты отмечают, что атомы углерода и кислорода прекращают свободно течь и выкладываются в упорядоченную решётку, причём в состояние с меньшей энергией. Такой процесс сопровождается выделением тепла, дополнительно замедляется охлаждение белого карлика. Таким образом, его температура не должна соответствовать реальному возрасту. Обзор белых карликов уже показывал, что многие из них гораздо горячее, чем нужно. Такую же картину обнаружили учёные и в системе HD 190412, которая находится на расстоянии чуть больше сотни световых лет.
Это означает, что более массивный белый карлик имеет меньший радиус, чем его менее массивный аналог. Материал вылетел в космос со скоростью в миллионы миль в час — он был виден с Земли чуть более 24 часов, прежде чем испарился. Ведущий автор, профессор Самнер Старрфилд из Аризонского государственного университета, сказал: «Это было похоже на то, как будто кто-то включил и выключил фонарик». Новые отличаются от сверхновых. Они встречаются в двойных системах, где есть маленькая, невероятно плотная звезда и гораздо более крупный спутник, похожий на Солнце.
Со временем первая вытягивает материю из второй, которая падает на белого карлика. Затем белый карлик нагревает этот материал, вызывая неконтролируемую реакцию, которая высвобождает взрыв энергии и выбрасывает материю с высокой скоростью, которую мы наблюдаем в виде видимого света. Яркая новая обычно тускнеет в течение пары недель или дольше, но V1674 Hercules исчезла за день. Профессор Старрфилд сказал: «Это было всего около одного дня, а предыдущей самой быстрой новой была та, которую мы изучали еще в 1991 году, V838 Herculis, которая уменьшилась примерно за два или три дня». События новой звезды на этом уровне скорости редки, что делает эту новую звезду ценным объектом для изучения.
Его скорость была не единственной необычной чертой — испускаемый свет и энергия также пульсировали, как звук реверберирующего колокола. Каждые 501 секунду в волнах видимого света и рентгеновских лучах обнаруживается колебание. Он все еще существует год спустя — и будет продолжаться еще дольше. Марк Вагнер, руководитель научного отдела Обсерватории Большого бинокулярного телескопа на горе Грэм в южной Аризоне, сказал: «Самое необычное — это колебание, которое наблюдалось до вспышки. Загадка, с которой люди пытаются бороться, заключается в том, что движет этой периодичностью, которую вы могли бы видеть в этом диапазоне яркости в системе».
Американская команда также заметила странный ветер, наблюдая за материей, выброшенной новой звездой, которая, по их мнению, может зависеть от положения белого карлика и его звезды-компаньона.
Это также самый массивный белый карлик, который мы когда-либо видели, его масса примерно в 1,35 раза больше массы Солнца. Просто найдите секунду, чтобы осознать это — чуть больше массы нашего Солнца, упакованного в сферу, лишь немного превышающую размер нашей Луны. Довольно удивительно, не правда ли? Его плотность и масса ставят его прямо на границу предела Чандрасекара — максимальной массы, которую может иметь белый карлик, прежде чем он станет настолько нестабильным, что взорвется впечатляющей сверхновой. Белые карлики — самый маленький класс мертвых звезд в континууме мертвых звезд. Они возникли из коллапсирующих ядер звезд, масса которых в восемь раз превышает массу Солнца; когда эти звезды заканчивают свою жизнь на главной последовательности ядерный синтез , они сдувают свой внешний материал, а оставшееся ядро, больше не поддерживаемое внешним давлением термоядерного синтеза, коллапсирует в сверхплотный объект.
То же самое произойдет, когда другая звезда расширится. В течение миллиардов лет излучение гравитационных волн будет сжимать орбиту еще больше, до такой степени, что звезды сольются вместе. Хотя было предсказано, что слияние белых карликов возможно, оно было бы особенно необычно. Большинство слияний в нашей галактике должно происходить между звездами с разными массами, в то время как это слияние, по-видимому, происходит между двумя звездами одинакового размера. Существует также предел тому, насколько большим может быть получившийся белый карлик: считается, что при массе более 1,4 массы Солнца он взорвется в сверхновой, хотя возможно, что эти взрывы могут произойти и при несколько меньших массах, поэтому эта звезда полезна для демонстрации того, насколько массивным может стать белый карлик и все еще существовать. Поскольку процесс слияния возобновляет охлаждение звезды, трудно определить, сколько ей лет.
Белый карлик, вероятно, слился около 1,3 миллиарда лет назад, но два первоначальных белых карлика, возможно, существовали в течение многих миллиардов лет до этого.
Астрономы открыли незнакомый вид белого карлика
Солнце и другие не слишком крупные звезды заканчивают жизнь, превращаясь в белых карликов. Превращаясь в белых карликов, звезды продолжают излучать тепло, переходя в состояние черных. Эту звезду астрономы классифицировали как белый карлик, передает со ссылкой на ВВС. Если суметь идентифицировать звёзды, которые были изгнаны, особенно белые карлики в данном случае, то возможно восстановить и историю скопления.
Астрономы сообщили о необычной звезде – белый карлик
Это может произойти, когда белый карлик вращается так близко к двойному спутнику, что перекачивает материал с другой звезды, опрокидывая его за предел Чандрасекара. Белый карлик, наблюдаемый командой, как известно, аккрецирует или питается от орбитальной звезды-компаньона. Это может произойти, когда белый карлик вращается так близко к двойному спутнику, что перекачивает материал с другой звезды, опрокидывая его за предел Чандрасекара. Белый карлик является частью двойной звездной системы, и его огромная гравитация вытягивает плазму из более крупной звезды-компаньона. Астрономы говорят, что найденный крошечный белый карлик, названный ZTF J1901+1458, родился как раз из пары двух "постаревших" звезд. Белые карлики — это то, чем становятся большинство звезд после того, как сгорает водород.
Произойдет еще один мощный взрыв: хабаровский астроном рассказал, что ждать в небе и на Земле
Это может произойти, когда белый карлик вращается так близко к двойному спутнику, что перекачивает материал с другой звезды, опрокидывая его за предел Чандрасекара. Белые карлики возникают, когда у звезд размером с Солнце заканчивается водородное топливо в их ядрах. Мертвая звезда оказалась белым карликом, бледным напоминанием некогда существовавшего красного гиганта, выработавшего весь свой топливный ресурс и пережившего коллапс. Если бы не белые карлики, у нас не было бы ни малейших шансов узнать хоть что-нибудь о первых звездах Вселенной". Астрономы говорят, что найденный крошечный белый карлик, названный ZTF J1901+1458, родился как раз из пары двух "постаревших" звезд. Астрономы впервые обнаружили сверхновую в радиоволнах — взорвавшийся белый карлик питался энергией от звезды-компаньона, прежде чем взорваться.
Чрезвычайно массивный белый карлик смог покинуть звёздное скопление Гиады
Такие звезды называются новыми - в момент их вспышки. Звезда при этом не уничтожается, просто взрывается вещество на поверхности. Третий взрыв произойдет спустя 80 лет Фото: Владимир Наумов - Но как ученые узнали, что взрыв ожидается так скоро и в такой весьма точный промежуток времени? Периодичность неточная, но вот процессы, предшествовавшие вспышке, наблюдаются теперь и сейчас.
Потому ученые и сделали вывод о том, что звезда может вспыхнуть уже в ближайшие месяцы. Если этот взрыв произойдет и сейчас, то гипотеза о явлениях, которые ему предшествуют, вновь подтвердится. Их отличие от простых новых звезд в периодичности: последние вспыхивают в сотни и тысячи раз реже.
Для того чтобы произошел взрыв, необходимо, чтобы на поверхности белого карлика оказалось достаточно водорода от красного гиганта.
Дальнейшее исследование белого карлика учёные продолжили, изучив данные, полученные спектрометром европейской обсерватории Herschel Space Observatory. Анализ атмосферы объекта показал, что он имеет необычный смешанный состав, объяснить который естественным ходом эволюции одной звезды невозможно. Hurt «Эта звезда представляет собой случай, подобных которому мы прежде не наблюдали. Внешний водородный слой — иногда с присутствием гелия, а иногда просто смесь гелия и углерода — это ещё ожидаемый вариант. А вот чего не рассчитываешь увидеть, так это одновременное сочетание водорода и углерода. Притом что между ними должен быть толстый слой гелия, исключающий такое явление. Увидев такое, мы не могли понять, в чём дело», — заявил главный автор работы, сотрудник физического факультета Уорикского университета доктор Марк Холландс. Получив результаты анализа атмосферы звезды, учёные предположили, что они имеют дело с объектом, образовавшимся в результате слияния двух белых карликов средних размеров и разных по составу.
Также по теме «Колоссальная польза мировой науке»: астрофизик — о российских проектах по изучению космоса в 2020 году Одним из самых значимых для России событий в сфере изучения космоса в 2020 году станет обзор Вселенной с помощью обсерватории...
Фото: NASA В сверхновых D6 две белые карликовые звезды вращаются по спирали друг с другом, одна из которых лишает другую оставшихся слоев гелия с ее поверхности. Процесс производит так много энергии на поверхности белого карлика, что это запускает ядерный синтез в оболочке звезды, посылая ударную волну глубоко в ее ядро, что приводит к детонации. Наша галактика, вероятно, запустила в межгалактическое пространство более 10 млн таких звезд, предполагают исследователи. Несмотря на изобилие этих мощных сверхновых, доказательства того, что они «выстреливают» белыми карликами словно пулями, по-прежнему трудно найти. Астрономы все-таки выяснили, что белые карлики, почти полностью состоящие из кислорода и углерода, стали продуктами взрыва, лишившего их гелия и водорода.
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. Звёзды-зомби[ править править код ] Если в двойной звёздной системе находится белый карлик и обычная звезда, а также расстояние между ними маленькое, то белый карлик будет перетягивать на себя массу ближайшей звезды, и как следствие набирать массу.
Обнаружена самая быстрая звезда за всю историю наблюдения Млечного Пути
Вега звезда белый карлик. Остывшие белые карлики. Это белый карлик, сверхплотное коллапсированное ядро звезды в диапазоне масс Солнца, но его диаметр составляет всего 4280 километров. Магнитное поле появляется, когда кристаллизующийся белый карлик отъедает материю звезды-компаньона и, как следствие, начинает быстро вращаться.
Найдена одна из самых редких звезд Млечного Пути
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. Кстати, авторы работ пишут, что изучение таких звезд даст ключ к разгадке тайны странных сигналов, зафиксированных по всему Млечному Пути, которые не поддаются обычному объяснению. Кроме того, открытие подтверждает, что магнитное поле белого карлика генерируется внутренним "динамо" подобно тому, как жидкое ядро Земли генерирует свое магнитное поле. Только у этих звезд магнитное поле гораздо более мощное, чем у нашей планеты. Открытие J1912-4410 стало важным шагом вперед в изучении этой сферы". Считается, что пульсары представляют собой нейтронные звезды - тип "мертвых" звезд.
По сути, это то, что остается от звезды после ее гибели.
Кристаллизация в белом карлике. Два известных белых карлика-пульсара могут внутри быть чем-то подобным Как правило, магнитные поля белых карликов в миллион раз сильнее земного. Последние исследования показывают, что механизм генерации магнитного поля в звезде, скорее всего, похож на тот, что работает и внутри нашей планеты. По сути, движение материи внутри небесного приводит к возникновению электрических токов, которые в свою очередь генерируют магнитные поля. Однако у белых карликов это поле гораздо сильнее.
Астрономы считают, что электрические токи вызваны конвективным движением в ядре белого карлика. Эти конвективные токи вызваны выделением тепла из застывающего ядра. Поскольку белый карлик — это остывающий остаток звезды, его ядро в конечном итоге «кристаллизуется» по мере остывания. Из-за своего преклонного возраста белые карлики в системах AR Sco и J1912-4410 должны быть довольно холодными.
Крупные белые карлики обычно находятся в двоёных звёздных системах и набирают массу за счёт стягивания вещества с компаньона, такие белые карлики в итоге взрываются сверхновой типа 1а, а вся их масса рассеивается. Художественное изображение двойной системы перед вспышкой сверхновой типа Ia. У таких масса составляет 1,10 или более масс Солнца. Это намного ниже предела Чандрасекара, но намного превышает среднюю массу белого карлика, которая составляет около 0,6 солнечных масс. Такие объекты с высокой массой обычно происходят от двух родительских звезд в двойной системе, где одна из звёзд «отобрала» материал у другой, увеличивая массу. Однако у ультрамассивного белого карлика из Гиад масса составляет 1,317 масс Солнца и возраст, соответствующий только одной родительской звезде. Похоже, что это наиболее массивный белый карлик, происходящий от одного предшественника.
Эти конвективные токи вызваны выделением тепла из застывающего ядра. Поскольку белый карлик — это остывающий остаток звезды, его ядро в конечном итоге «кристаллизуется» по мере остывания. Из-за своего преклонного возраста белые карлики в системах AR Sco и J1912-4410 должны быть довольно холодными. Температура J1912-4410 достаточно низкая, чтобы такая кристаллизация могла произойти или произойдёт в ближайшее время. Однако это не объясняет полностью всю активность этих двух белых карликов-пульсаров, так что, возможно, они ещё не достигли этой стадии. Иллюстрация происхождения магнитных полей у белых карликов в тесных двойных звёздах смотреть против часовой стрелки. Магнитное поле появляется, когда кристаллизующийся белый карлик отъедает материю звезды-компаньона и, как следствие, начинает быстро вращаться. Когда поле белого карлика соединяется с полем вторичной звезды, перенос массы прекращается на относительно короткий период времени. Оказывается, что звёздные компаньоны белых карликов также играют определённую роль в этом процессе, говорит Пелисоли.
Рядом с Землей нашли звезду, которая медленно превращается в алмаз
Множество белых карликов вращается в двойных системах вместе с другой звездой. Если два объекта кружатся слишком близко, белый карлик вытягивает материал из своего «компаньона». Ученые считают, что вскоре мертвая звезда будет настолько нестабильной, что взорвется, став сверхновой. Science News.
Теряя основную часть своей оболочки, небесное светило достигает предел массы звезды, при которой может существовать как белый карлик, лишенный источников энергии, продолжая по инерции излучать тепло. На самом деле белые карлики — это звезды из класса красных гигантов и сверхгигантов, утративших наружную оболочку. Схема термоядерного синтеза звезды Термоядерный синтез истощает звезду.
Водород иссякает, а гелий, как более массивный компонент может проэволюционировать дальше, достигнув нового состояния. Все это приводит к тому, что сначала красные гиганты образуются на месте обычной звезды, и звезда покидает главную последовательность. Таким образом, небесное светило, встав на путь своего медленного и неизбежного старения постепенно трансформируется. Старость звезды — это долгий путь в небытие. Все это происходит очень медленно. Белый карлик является небесным светилом, с которым вне пределов главной последовательности, происходит неизбежный процесс угасания.
Реакция синтеза гелия приводит к тому, что ядро стареющей звезды сжимается, светило окончательно теряет свою оболочку. Эволюция белых карликов Вне главной последовательности происходит процесс угасания звезды. Под воздействием сил гравитации нагретый газ красных гигантов и сверхгигантов разлетается по Вселенной, образуя молодую планетарную туманность. Через сотни тысяч лет туманность рассеивается, а на ее месте остается вырожденное ядро красного гиганта белого цвета. Температуры такого объекта достаточно высоки от 90000 К, оценивая по линии поглощения спектра и до 130000 К, когда оценка осуществляется в пределах рентгеновского спектра. Однако ввиду небольших размеров, остывание небесного светила происходит очень медленно.
Планетарная туманность Та картина звездного неба, которую мы наблюдаем, имеет возраст в десятки-сотни миллиардов лет. Там, где мы видим белые карлики, в пространстве уже возможно существует другое небесное тело. Звезда перешла в класс черного карлика, конечный этап эволюции. В действительности на месте звезды остается сгусток материи, температура которого равняется температуре окружающего пространства. Главная особенность этого объекта — полное отсутствие видимого света. Заметить такую звезду в обычный оптический телескоп достаточно трудно ввиду слабой светимости.
Основным критерием обнаружения белых карликов является наличие мощного ультрафиолетового излучения и рентгеновских лучей. Все известные белые карлики в зависимости от своего спектра делятся на две группы: объекты водородные, спектрального класса DA, в спектре которых отсутствуют линии гелия; гелиевые карлики, спектральный класс DB. Основные линии в спектре приходятся на гелий. Этап эволюции, в результате которой появляется белый карлик, является последним для немассивных звезд, к которым относится и наша звезда Солнце. На данном этапе звезда обладает следующими характеристиками.
Эти предположения полностью подтвердились, когда появилась возможность наблюдать поведение звезд в инфракрасном диапазоне. Спектр света обычной звезды существенно отличается от той картины, которую мы наблюдаем, глядя на красные гиганты и белые карлики.
Для вырожденных ядер таких звезд существует верхний предел массы, в противном случае небесное тело становится физически неустойчивым и может наступить коллапс. Вырождение ядра красного гиганта Объяснить столь высокую плотность, которую имеют белые карлики с точки зрения физических законов практически невозможно. Происходящие процессы стали понятны, только благодаря квантовой механике, которая позволила изучить состояние электронного газа звездного вещества. В отличие от обычной звезды, где для изучения состояния газа используется стандартная модель, в белых карликах ученые имеют дело с давлением релятивистского вырожденного электронного газа. Говоря понятным языком, наблюдается следующее. При огромном сжатии в 100 и более раз, звездное вещество становится похоже на один большой атом, в котором все атомные связи и цепочки сливаются воедино. В таком состоянии электроны образуют вырожденный электронный газ, новое квантовое образование которого может противостоять силам гравитации.
Этот газ образует плотное ядро, лишенное оболочки. При детальном изучении белых карликов с помощью радиотелескопов и рентгеновской оптики оказалось, что эти небесные объекты не такие простые и скучные, как может показаться на первый взгляд. Учитывая отсутствие внутри таких звезд термоядерных реакций, невольно возникает вопрос — откуда берется огромное давление, сумевшее уравновесить силы гравитации и силы внутреннего притяжения. Модель белого карлика В результате исследований ученых физиков в области квантовой механики, была создана модель белого карлика. Под действием сил гравитации, звездное вещество сжимается до такой степени, что электронные оболочки атомов разрушаются, электроны начинают свое собственное хаотичное движение, переходя из одного состояния в другое. Ядра атомов в отсутствие электронов образуют систему, образуя между собой прочную и устойчивую связь. Электронов в звездном веществе настолько много, что образуется много состояний, соответственно скорость электронов сохраняется.
Большая скорость элементарных частиц создает колоссальное внутренне давление электронного вырожденного газа, который в состоянии противостоять силам гравитации. Посмотрите также Читать Когда стали известны белые карлики? Несмотря на то, что первым белым карликом, открытым астрофизиками, считается Сириус В, имеются сторонники версии более раннего знакомства научного сообщества со звездными объектами этого класса. Еще в 1785 году астроном Гершель впервые включил в звездный каталог тройную звездную систему в созвездии Эридана, разделив все звезды по отдельности. Только спустя 125 лет астрономы выявили аномально низкую светимость 40 Эридана В при высокой цветовой температуре, что послужило поводом для выделения таких объектов в отдельный класс. Эти параметры противоречили теории внутреннего строения звезд, где светимость, радиус и температура поверхности звезды являлись ключевыми параметрами определения класса звезды. Маленький диаметр, низкая светимость с точки зрения физических процессов не соответствовали высокой цветовой температуре.
Такое несоответствие вызывало много вопросов. Аналогичным образом выглядела ситуация с другим белым карликом — Сирусом В. Для сравнения, вещество этого небесного светила количеством со спичечный коробок весило бы на нашей планете более миллиона тонн.
Такие сверхновые обозначают Iax, но до сих пор они никогда не наблюдались. В новой работе, опубликованной в журнале Science, группа описывает белого карлика, который имеет все признаки остатка сверхновой типа Iax. Белый карлик LP 40-365 был впервые открыт в 2013 году. Звезда привлекла внимание, так как путешествовала очень быстро.