Так, ученые считают, что структура белых карликов схожа со структурой пульсаров — нейтронных звезд, которые являются остатками мертвых звезд.
Астрономы нашли необычный белый карлик из разных половинок
Группа астрономов под руководством Кевина Лумана из Университета штата Пенсильвания поставила перед собой задачу найти самый маленький из таких объектов. Их задача состояла в том, чтобы ответить на фундаментальный вопрос: "Какие звезды самые маленькие? Для этого они обратились к космическому телескопу Джеймса Уэбба JWST и провели исследование звездного скопления IC 348 в звездообразующем регионе Персея, расположенном на расстоянии 1 000 световых лет. Субкоричневые карлики излучают очень мало света по сравнению со звездами, поэтому инфракрасные инструменты JWST очень важны для этого исследования. Это новаторское исследование открывает новые возможности для понимания процесса звездообразования и бросает вызов нашим существующим знаниям о том, как возникают звезды и коричневые карлики. Пока ученые продолжают разгадывать тайны Вселенной, подобные открытия расширяют границы нашего понимания.
На примере одной из экзопланет земного типа исследователи выяснили, что небесные тела, вращающиеся вокруг небольших звёзд, могут оказаться безжизненными камнями. Препятствиями для возникновения атмосферы, необходимой для зарождения и поддержания жизни, являются не только малые размеры светил, но и слишком близко расположенные к ним орбиты большинства экзопланет. О ранее неизученных факторах, влияющих на вероятность возникновения атмосферы как необходимого условия для зарождения жизни , сообщается в журнале Nature. С развитием аппаратуры и научных знаний количество обнаруженных планетных систем увеличивается практически ежедневно и составляет более 3 тыс. При этом общее число экзопланет Млечного Пути может достигать 10 млрд.
Недавно он увидел две экзопланеты в системе звезды TOI-1266. По сравнению с планетами в нашей Солнечной системе, планеты TOI-1266 b и c находятся намного ближе к своей звезде — им требуется всего 11 и 19 дней соответственно, чтобы сделать полный оборот вокруг нее. Однако, поскольку их звезда намного холоднее, чем Солнце, на планетах температуры тоже не очень экстремальные: на дальней TOI-1266 c температура почти такая же, как на Венере хотя она в семь раз ближе к своей звезде, чем Венера к Солнцу. Две планеты имеют одинаковую плотность. Ученые предполагают, что, возможно, планеты наполовину состоят из скалистого и металлического материала, на наполовину из воды. По скалистости они схожи с Землей или Венерой.
Она говорит, что объект существует очень долго и от гравитационного взаимодействия с другими объектами в галактике он накапливает прирост скорости. Возраст «Несчастного случая» может составлять от 10 до 13 миллиардов лет, предполагают ученые. Это в два раза превышает средний возраст коричневых карликов. Неудивительно найти коричневого карлика в таком старом возрасте, но удивительно найти его у нас «на заднем дворе» Федерико Марокко Он добавил, что ученые ожидали, что такие старые коричневые карлики существуют, но также они ожидали, что эти объекты будут невероятно редкими. Шанс найти их в такой близости от Солнечной системы может быть удачным совпадением, или это говорит о том, что такие объекты встречаются чаще, чем предполагали ученые. Состав «Несчастного случая» может сильно отличаться от других коричневых карликов — это предполагает возраст объекта. Кроме того, спектр излучаемого им света также подтверждает это предположение. Как объясняют ученые, это связано с тем, что диапазон элементов был гораздо меньше в ранней Вселенной. Большая часть вещества во Вселенной сразу после Большого взрыва была водородом и гелием. Свет «Несчастного случая» на определенных длинах волн был бы сильнее в том случае, если он появился до того, как более тяжелые элементы стали более распространенными. А именно это и наблюдали исследователи.
Как появляются звезды типа белый карлик
Постепенно эти реакции начинают становиться нестабильными, поэтому звезда начинает терять еще больше своих внешних слоев. Звезды, подобные Солнцу, продолжают этот процесс до тех пор, пока не сбросят все слои и не обнажится ядро. На этом этапе ее называют белым карликом, и она будет медленно охлаждаться и исчезать. Белый карлик Для звезды с массой, превышающей в 1,4 раза массу нашего солнца, ее первое ядро коллапсирует внутрь, а затем взорвется гигантским взрывом. Это называется взрывом сверхновой.
Сверхновая выделяет такое огромное количество энергии, что может светить ярче, чем целая галактика в течение нескольких недель. Такой взрыв оставляет после себя либо нейтронную звезду, либо черную дыру. Как образуются планеты? Когда формируется звезда, вокруг нее часто образуется диск из газа, пыли и обломков.
Частицы пыли на этом диске - строительные блоки каменистых планет. Из-за гравитации и других сил эти частицы сталкиваются друг с другом. Если столкновение мягкое, эти частицы склеиваются. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не образуются камни с немного большей массой.
Теперь эти камни могут притягивать к себе еще больше частиц с помощью силы притяжения. Благодаря этим процессам создаются небольшие планетарные тела, называемые планетезималями. Подобно маленьким частицам, эти планетезималы сталкиваются и плавятся, образуя планеты. Это связано с обилием соединений водорода и гелия в этих регионах.
Об открытии сообщается в статье, опубликованной 4 мая на сервере препринтов arXiv. Коричневые карлики являются промежуточными объектами между планетами и звездами, занимая диапазон масс между 13 и 80 массами Юпитера 0,012 и 0,076 масс Солнца.
Значит… Сириус В должен иметь значительно меньшие размеры, относительно Солнца. Какого же размер должна быть звезда, с температурой и светимостью Сириуса B? Оказалось, что её радиус его должен составлять около 10000 километров — чуть больше, чем радиус Земли! Факт легко подтверждался расчетами, однако поверить в него было сложно.
Что можно сказать в ответ на такое послание? Не болтай глупостей! Вырожденные звезды и вырожденное вещество Вскоре астрономам пришлось принять существование белых карликов как данность. Но, сначала их приняли просто как факт. И лишь полтора десятилетия спустя поняли, почему белые карлики имеют такие маленькие размеры и такую большую плотность. Что это значит?
Любая звезда находится в равновесии, потому что в ней противоборствуют две равные силы: Сила тяжести Давление Все частицы вещества притягиваются друг к другу — действуют силы тяжести. Тяжесть стремится сжать звезду. Но звезда горяча. Частицы в ней хаотически движутся, создавая газовое давление. Давление газа стремится звезду расширить. Температура на поверхности Солнца достигает 6 тысяч градусов, а в недрах — до 20 миллионов градусов!
Обычное газовое давление тем больше, чем выше температура. В нормальных звездах, подобных Солнцу, давление газа способно уравновесить силу тяжести в любой точке звезды. Будь звезда чуть-чуть горячее, она стала бы расширяться газовое давление оказалось бы больше, чем сила тяжести , но при расширении она стала бы остывать, как и положено газу. Давление упало бы, и расширение прекратилось. В стационарных звездах обе силы находятся в строгом равновесии друг с другом. Но если сила тяжести существует в звезде всегда, то этого нельзя сказать о газовом давлении.
Что же поддерживает температуру звезды? Это был главный вопрос астрофизики; почему звезды светят? Гипотез по этому поводу выдвигалось много. Лишь в тридцатые годы 20-го века проблема стала проясняться — были открыты ядерные реакции и превращения элементов друг в друга с высвобождением энергии. Сравнение размеров Солнца желтый карлик и Сириус B белый карлик. Однако какими бы ни были источники нагрева звезды, они должны себя в конце концов исчерпать.
Что случится со звездой после этого? Звезда остынет, как печка без дров, и газовое давление уменьшится. Но тогда сила тяжести начнет сжимать звезду. До каких пор?
Однако, прежде чем мы погрузимся в ответ на этот вопрос, нам нужно кое-что узнать о звездах и планетах. Как умирают звезды?
И что с ними происходит после этого? Возьмем, к примеру, наше Солнце. Солнце попадает в категорию звезд, называемых звездами главной последовательности. Эти звезды производят свою энергию за счет ядерного синтеза водорода, в результате чего внутри их ядер образуется гелий. Эта энергия выделяется в виде тепла и света. Высвобождаемая энергия также поддерживает необходимое давление, поэтому они не разрушаются внутрь.
В целом звезды пребывают в этой фазе около десяти миллиардов лет. Количество водорода, содержащегося в ядре звезды, является ограниченным. Как только она исчерпала весь водород в своем ядре, реакция ядерного синтеза в ядре прекращается. Ядро начинает разрушаться вовнутрь, и его температура повышается. Как только ядро нагревается, звезда начинает избавляться от своих внешних слоев. Это заставляет звезду расширяться, а ее внешние слои охлаждаться, придавая ей красноватый отблеск.
Теперь звезду называют красным гигантом. Эта стадия красного гиганта длится около 1 миллиарда лет. Во время этой фазы звезда пытается произвести больше энергии, чтобы остаться в живых благодаря сложным ядерным реакциям, которые расходуют содержащийся в ней гелий.
Найдена самая холодная карликовая звезда
Масса желтых карликов лежит зачастую в пределах от 0,8 до 1,2 массы Солнца. Художественная иллюстрация, отображающая процесс слияния двух белых карликов, в результате которого образовался новый тип Reindl/CC BY SA 4.0. Пример белого карлика GD 362 показывает, что жизнь после смерти действительно возможна. Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, первый заблокирован приливами. Масса желтых карликов лежит зачастую в пределах от 0,8 до 1,2 массы Солнца.
Вспышки на красном карлике снизили шансы на обитаемость его планет
Для сравнения: Солнце делает полный оборот вокруг своей оси за месяц, а Земля — за сутки. Это не нейтронная звезда, следовательно, соотносить ее с самыми быстрыми нейтронными светилами ученые не стали. Своим быстрым вращением белый карлик обязан своему красному компаньону. Самыми быстровращающимися объектами Вселенной считаются нейтронные звезды.
Рекордсмен среди двойных белых карликов К счастью, недавно стартовавший обзор, который ведется с использованием телескопов Паломарской обсерватории США и Национальной обсерватории Китт-Пик, меняет эту ситуацию. Каждую ночь 1,2-метровый телескоп в Паломарской обсерватории сканирует небо в поисках объектов, которые движутся, мерцают или иным образом изменяют яркость. Затем, с целью выявления короткопериодических затменных двойных систем, за самыми многообещающими кандидатами начинает «слежку» 2,1-метровый телескоп в Национальной обсерватории Китт-Пик с установленным инструментом KPED, который предназначен для измерения скорости и степени изменения яркости источников. Национальная обсерватория Китт-Пик. Его спутник крупнее, но при этом в 5 раз «легче» нашей звезды.
Из этого следует, что объект довольно старый. При этом в других длинах волн «Несчастный случай» светится ярче. А это уже предполагает более высокую температуру. Ученые решили объяснить это противоречие и обратилась к другому инфракрасному диапазону длин волн. Однако наземная обсерватория Кека, расположенная на пике горы Мауна-Кеа на Гавайях, не обнаружила этого объекта. Это еще раз подтвердило низкую температуру «Несчастного случая». Другим ключом к разгадке могло стать расстояние обнаруженного объекта от Солнечной системы — его слабость могла бы объяснить дальность расположения. Стоит также отметить, что «Несчастный случай» очень быстро перемещается по галактике. Его скорость около 207,4 километра в секунду. Любая другая звезда подобного рода проигрывает ему на четверть. Кроме того, такая скорость указывает также на возраст звезды.
Вы можете ожидать увидеть внешний слой водорода, иногда смешанный с гелием, или просто смесь гелия и углерода. Вы не ожидаете увидеть эту комбинацию водорода и углерода в то же время, поскольку между ними должен быть толстый слой гелия, который не позволит им существовать» — говорят ученые. Чтобы решить загадку, астрономам необходимо было раскрыть истинное происхождение звезды. Белые карлики — это остатки звезд, подобных нашему Солнцу, которые сожгли все свое топливо и сбросили внешние слои. Большинство из них относительно легкие, с массой примерно 0,6 массы нашего Солнца, но этот весит 1,14 солнечных масс, почти в два раза больше средней массы. Несмотря на то, что он тяжелее нашего Солнца, он сжат в две трети диаметра Земли. Возраст белого карлика также является ключом к загадке.
Звёзды-долгожители с буйным нравом: что такое красные карлики
Однако проанализировать его удалось только сейчас, для чего использовалась сеть наземных телескопов, установленных в Австралии и Южной Африке. Радиус открытой звезды составляет от 0,65 до 0,95 радиуса Юпитера. Ее масса пока еще точно не определена. Однако ученые предполагают, что эта звезда массивнее Юпитера от четырех до 44 раз. Для сравнения, Солнце в 1000 раз массивнее Юпитера. Обнаружение этого коричневого карлика, излучающего радиоволны при такой низкой температуре, - отличное открытие".
Солнце и другие не слишком крупные звезды заканчивают жизнь, превращаясь в белых карликов. Они постепенно остывают, но так медленно, что этот процесс может занять триллионы лет, пока бывшая звезда не охладеет до состояния черного карлика. Сама Вселенная слишком молода для этого, и возможно, что в ней до сих пор не появилось ни одного такого объекта. Однако недавно австралийские астрономы заметили белый карлик в процессе перехода, подогреваемый кристаллизацией остывающего вещества. Когда ресурсы для термоядерного синтеза заканчиваются, звезда умирает. Ее дальнейшая судьба зависит от массы; звезды средних размеров становятся белыми карликами. Они сбрасывают внешние оболочки, а ядро, которое больше не поддерживает внутреннее давление термоядерных реакций, коллапсирует.
Источник изображения: K. Одним из первых обнаруженных белых карликов был 40 Эридан B 40 Eridani B , плотность которого превышала плотность Солнца в 25 000 раз, при этом его размеры были сопоставимы с размерами Земли. Это наблюдение казалось астрономам невозможным. Второй обнаруженный белый карлик, Сириус B Sirius B , оказался ещё более плотным — примерно в 200 000 раз плотнее Земли. Такая экстремальная плотность обусловлена необычным механизмом, обеспечивающим внутреннее давление звезды, необходимое для противостояния силе гравитации. В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. В результате гравитация сжимает всю массу звезды настолько сильно, что электроны в ней сближаются, образуя вещество с электронной дегенерацией. Это происходит из-за квантовой механики, в частности, принципа запрета Паули, согласно которому каждый электрон в атоме должен иметь уникальный набор квантовых чисел. В условиях экстремальной плотности, как в белых карликах, все возможные состояния электронов заполняются, создавая силу, противостоящую дальнейшему сжатию звезды.
Однако они дают отличающиеся друг от друга результаты. Группа астрономов во главе с Эмили Пасс Emily K. Pass из Смитсоновской астрофизической обсерватории представила первые результаты исследования частоты появления экзогигантов у маломассивных 0,1-0,3 массы Солнца красных карликов. Ученые занимались анализом спектров двухсот из 415 неактивных карликовых звезд, расположенных в пределах 49 световых лет от Солнца. Ученые не нашли у звезд из текущей выборки экзогигантов, что согласуется с моделью аккреции на ядро.
Астрофизики открыли двуликую звезду — это белый карлик с необычной химической структурой
| Астрономы подтвердили редкость юпитероподобных экзопланет у карликовых звезд | Напоминающая глаз форма туманности образуется благодаря тому, что мощные струи газа отделяются от яркой центральной звезды — белого карлика — со скоростью около 350 000. |
| Астрономы нашли необычный белый карлик из разных половинок | В конце жизни черного карлика бывшая звезда испытает распад протонов и в конечном итоге испарится в экзотическую форму водорода. |
| Все виды звёзд. Сверхновые, карлики, нейтронные и прочие | Астрономы подтвердили редкость появления экзопланет, похожих на Юпитер, у маломассивных красных карликов, не найдя ни одного такого объекта у 200 близких к Солнцу звезд. |
| Красные карлики – шанс для жизни | Астрономы обнаружили двойную звездную систему, в которой материя перетекает на белый карлик с звезды-компаньона. |
| Две звезды объединились в массивный белый карлик | Специалисты наблюдали LP 890-9 — ближайшую карликовую звезду M спектрального класса M6V, используя спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS). |
Красный карлик станет последним домом для жизни во Вселенной
| Обнаружен рекордсмен среди затменных двойных белых карликов | Телескоп TESS нашел крупный коричневый карлик с массой 77 Юпитеров. |
| Астрономы только что нашли самую маленькую, но самую тяжелую звезду во Вселенной | В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. |
Астрономы нашли звезду, которая превращается в гигантский алмаз
Смотрите видео онлайн «Звёзды-долгожители с буйным нравом: что такое красные карлики» на канале «Сергей Чумаков. В зависимости от общей массы, система стать сверхновой звездой или объединиться в один тяжелый белый карлик, как в случае с WDJ0551+4135. Красные карлики малы и излучают немного света по сравнению с большинством других звезд, таких как наше Солнце.
У карликовой звезды нашли две суперземли
Используя 2,1-метровый телескоп в Национальной обсерватории Китт-Пик (США), астрономы обнаружили двойную звезду, состоящую из пары белых карликов. Астрономы обнаружили коричневый карлик, который примерно в 80 раз массивнее Юпитера и вращается вокруг красной звезды M-класса TOI-5375. В ультрафиолетовом диапазоне звезда в результате на 7 секунд стала в 14 тысяч раз ярче.