Что такое «белые карлики»?
Рассматривая только видимую часть Вселенной и пытаясь вывести ее закономерности, мы можем изменить свои представления, введя в структуру мироздания темную энергию и темную материю непроявленной части большого космоса.
Кроме того, вишнуитской теологии считается, что "На персонифицированном уровне Высшей реальностью выступает Вишну, а Вселенная рассматривается как тело бога", что перекликается с представлениями о трех телах Будды в буддизме и тоже может внести свои коррективы в современные научные представления.
Собственно говоря, наскоро собрала некоторые сведения о белых карликах из разных источников, проверенных и непроверенных, поскольку шокировала фраза из песни "В плену" в исполнении Мики Ньютон при подготовке статьи "Конец текущего мира и переходы...".
Это фраза: "Красное в огонь — навсегда. Белое в ладонь, как вода..." Она перестает быть непонятной, когда читаешь о сбросе оболочки красного гиганта на стадии его превращения в белого карлика (см. ниже). В то же время красное и белое применительно к организму человека ассоциируются с клетками кровеносной и иммунной систем, в первую очередь эритроцитами и лейкоцитами. Все сущее взаимосвязано, и как много надо знать, чтобы понять замысел и последующую его реализацию
Белый карлик — это одна из последних стадий эволюции звезды, сошедшей с главной последовательности.
Звёзды образуются из холодных разреженных облаков межзвёздного газа, которые сжимаются из-за гравитационной неустойчивости, в процессе сжатия разогреваются настолько, что в их недрах начинаются термоядерные реакции синтеза гелия из водорода.
На главную последовательность звёзды попадают после стадии протозвезды — когда их единственным источником энергии становятся термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, идущие в ядре. В этот момент возраст звезды считается нулевым и она находится на так называемой начальной главной последовательности.
По мере исчерпания водорода звезда становится немного ярче, отходит от начальной главной последовательности и, когда в ядре не остаётся водорода, звезда окончательно покидает главную последовательность, причём то, как это происходит, зависит от массы звезды.
Однако в любом случае дальнейшие стадии эволюции длятся гораздо меньше, чем стадия главной последовательности, и, как следствие, абсолютное большинство звёзд во Вселенной, включая Солнце, принадлежит главной последовательности. Планетные системы звёзд главной последовательности с небольшой массой представляют интерес при поиске обитаемых планет — ввиду длительного существования и стабильных размеров зоны обитаемости.)
Согласно современным представлениям
"Если звезда изначально не слишком велика и не слишком мала, то она рождается жёлтым карликом, таким, как наше Солнце. (По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V (жёлтый карлик).)
В ней водород превращается в гелий, и она светит бело-жёлтым светом. При этом давление излучения поддерживает её размер порядка солнечного.
Потом водород кончается, и в звезде начинаются реакции с участием более тяжёлых элементов. Эти реакции проходят очень бурно, но недолго. В это время звезда раздувается в тысячи раз, и за счёт этого её поверхность охлаждается. Она превращается в красного гиганта вроде Альдебарана или Бетельгейзе.
Потом (очень скоро) в звезде остаются только те элементы, которые сами уже не могут поддерживать термоядерную реакцию. В результате гравитация уже не уравновешивается давлением излучения, и звезда сбрасывает свою оболочку, образуя планетарную туманность.
Белые карлики начинают свою эволюцию как обнажившиеся вырожденные ядра красных гигантов, сбросивших свою оболочку — то есть в качестве центральных звёзд молодых планетарных туманностей.
Оставшееся ядро сжимается до очень маленького размера. При этом оно сильно нагревается, а поверхность звезды уменьшается, и она начинает светиться бело-голубым. Вот тогда её и называют белым карликом.
Дальше ей ничего не остаётся делать, кроме как медленно остывать...
(Крупные звёзды (в 7—10 раз тяжелее Солнца) в какой-то момент «сжигают» водород, гелий и углерод и превращаются в белые карлики с богатым кислородом ядром. ...
В пределе, после десятков миллиардов лет остывания любой белый карлик должен превратиться в так называемый чёрный карлик (не излучающий видимый свет). ... пока таких объектов во Вселенной не наблюдается.)
...
Не все звёзды становятся белыми карликами. Если начальная масса слишком мала, то рождается бурый карлик. В нём термоядерная реакция по-настоящему так и не начинается, и он тускло светит в основном за счёт разогрева от гравитационного сжатия. Напротив, если начальная масса слишком велика, рождается голубой гигант. Его жизнь коротка и кончается грандиозным взрывом. В результате от него остаётся нейтронная звезда, как в центре Крабовидной туманности, пульсар или даже чёрная дыра."
================
"Истощение водорода запускает цепочку событий, оканчивающихся коллапсом ядра и разбуханием внешних слоев звезды до размеров, превышающих изначальный в 100-1000 раз — это называется фазой красного гиганта. Солнце вступит в такую только через 5 миллиардов лет. В результате остается остывающее звездное ядро, мертвый белый карлик, окруженный звездной материей.
Для звезд-одиночек — Солнца, например, — это конец, но для белых карликов, существующих в паре, — нет. Они могут возродиться, если материал звезды-компаньона попадет на их поверхность. (см. "Немезида — является ли Солнце двойной звездой?")
Это может спровоцировать дальнейший ядерный синтез на поверхности этих звезд, но если неживые звезды накапливают его слишком много — достигают предела Чандрасекара — то они взрываются. Ключевым параметром является достижение определенной массы — в 1,4 раза больше массы Солнца. Ее достижение и определяет, станет звезда сверхновой или нет.
Как именно звезды поглощают энергию компаньонов и как происходит перекармливание, неизвестно."
================================
Белые карлики — звёзды, состоящие из электронно-ядерной плазмы, лишённые источников термоядерной энергии и светящиеся благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет.
Белые карлики образуются в процессе эволюции звёзд, чья масса недостаточна для превращения в нейтронную звезду, а именно не превышает около 10 масс Солнца, каковых в нашей галактике более 97 % от общего количества. Когда звезда главной последовательности малой или средней массы заканчивает превращение водорода в гелий, она расширяется, становясь красным гигантом. Красный гигант поддерживается термоядерными реакциями превращения гелия в углерод и кислород. Если масса красного гиганта оказывается недостаточной для подъёма температуры ядра до уровня, необходимого для термоядерных реакций с участием полученного углерода, происходит его накопление в ядре звезды, вместе с кислородом. Звезда сбрасывает внешнюю оболочку, формируя планетарную туманность, а бывшее ядро звезды становится белым карликом, состоящим из углерода и кислорода.
В зависимости от исходной массы звезды, термоядерные реакции также могут остановиться на гелии (для звёзд с очень малой массой, характерных для двойных звёздных систем) или на неоне (для звёзд массой от 8 до 10,5 солнечных), что приведёт к образованию белых карликов, состоящих соответственно из гелия или кислорода, неона и магния.
Сформировавшиеся белые карлики представляют собой компактные звёзды с массами, сравнимыми или бо́льшими, чем масса Солнца, но с радиусами в 100 раз меньшими и, соответственно, болометрическими светимостями в ~10 000 раз меньше солнечной. Средняя плотность вещества белых карликов в пределах их фотосфер 105—109 г/см3, что почти в миллион раз выше плотности звёзд главной последовательности.
Открытие белых карликов
Первым открытым белым карликом стала звезда 40 Эридана B в тройной системе 40 Эридана, которую ещё в 1785 году Вильям Гершель включил в каталог двойных звёзд. В 1910 году Генри Норрис Расселл обратил внимание на аномально низкую светимость 40 Эридана B при её высокой цветовой температуре, что и послужило впоследствии выделению подобных звёзд в отдельный класс белых карликов.
Вторым и третьим открытыми белыми карликами стали Сириус B и Процион B. В 1844 году директор Кёнигсбергской обсерватории Фридрих Бессель, анализируя данные наблюдений, которые велись с 1755 года, обнаружил, что Сириус (α Большого Пса), ярчайшая звезда неба, и Процион () периодически, хотя и весьма слабо, отклоняются от прямолинейной траектории движения по небесной сфере. Бессель пришёл к выводу, что у каждой из них должен быть близкий спутник. Сообщение было встречено скептически, поскольку слабый спутник оставался ненаблюдаемым, а его масса должна была быть достаточно велика — сравнимой с массой Сириуса и Проциона, соответственно.
Процион — субгигант, 8-ая звезда в небесном пространстве и самая яркая в созвездии Малого Пса. Она представляет собой двойную систему. Главная звезда Процион А желтого цвета, а Процион Б (спутник) — белая. 11 световых лет отделяют нас от субгиганта. С греческого название звезды переводится «перед собакой».
=================
Белый карлик WD J0914 + 1914
... 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 близкой 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.
==================
Белый карлик, которого не должно существовать
Ученые обнаружили белый карлик с необычной массой и составом, само существование которого поставило исследователей в тупик.
Звезду под названием WDJ0551+4135 обнаружили acтpoнoмы из Уopикcкoгo унивepcитeтa c пoмoщью миccии Gaia. Их исследование опубликовано в Nature Astronomy.
Белые карлики образуются в процессе эволюции звёзд, чья масса недостаточна для превращения в нейтронную звезду. Они состоят из электронно-ядерной плазмы, лишены источников термоядерной энергии и слабо светятся, постепенно остывая и краснея.
«Типичный» белый карлик имеет массу, сопоставимую с солнечной, а размером он с Землю. Но масса WDJ0551 + 41З5 оказалась в 1,14 paза бoльшe coлнeчнoй. При этом диаметр белого карлика составляет две третьих oт зeмнoгo.
Но это не просто необычно тяжелый белый карлик, говорят исследователи. У звезды странный состав. Обычно белые карлики состоят из водорода и гелия или углерода и гелия. Но в WDJ0551 + 41З5 астрономы заметили комбинацию водорода и углерода.
Озадачил ученых и возможный вoзpacт бeлoгo кapликa. Известно, что старые звезды вращаются быстрее, чем молодые. WDJ0551 + 41З5 вpaщaeтcя быcтpee, чeм 99% coceдниx бeлыx кapликoв. Это может означать, что она необычно старая.
Пока что у астрономов есть только одна версия, почему такой белый карлик вообще существует. Вероятно, он образовался в результате слияния двуx бeлыx кapликoв. Это возможно, если изначально существовала двойная система небольших звезд. Одна из звезд в конце жизни расширилась и обволокла своей оболочкой соседнюю звезду. Через миллиарды лет такие объекты могли слиться воедино.