Mik a fehér törpék?
A fehér törpék elektron-nukleáris plazmából álló csillagok, amelyek mentesek
A legközelebbi ismert fehér törpe a Sirius B,8,6 fényévnyire található. Feltételezzük, hogy a Naphoz legközelebb eső száz csillagrendszer között nyolc csillag fehér törpe. Jelenleg a fehér törpék - különféle becslések szerint - galaxisunk csillagpopulációjának 3–10% -át teszik ki (a becslés bizonytalansága a távoli fehér törpék megfigyelésének nehézségéből adódik, alacsony fényességük miatt).
A fehér törpék az evolúció folyamata során keletkeznekolyan csillagok, amelyek tömege nem elegendő ahhoz, hogy neutroncsillaggá alakuljon, vagyis nem haladja meg a körülbelül 10 naptömeget, ami galaxisunkban a teljes tömeg több mint 97%-át teszi ki. Amikor egy kis vagy közepes tömegű fősorozatú csillag befejezi a hidrogén héliummá való olvasztását, kitágul és vörös óriássá válik.
A vörös óriást termonukleáris támogatjaA hélium szénné és oxigénné történő átalakításának reakciói. Ha egy vörös óriás tömege nem elegendő ahhoz, hogy a mag hőmérsékletét a keletkező szén részvételével zajló termonukleáris reakciókhoz szükséges szintre emelje, az oxigénnel együtt felhalmozódik a csillag magjában.
A csillag eldobja külső héját, egy bolygó ködöt képezve, és a csillag egykori magja szénből és oxigénből álló fehér törpévé válik.
Fehér törpe Sirius B (nyilakkal) a világos Sirius A. mellett. Fotó: a Hubble teleszkóp
A fehér törpék eredete
A fehér törpék keletkezésének magyarázatában a kulcsKét ötlet játszott szerepet: Ernst Epik csillagász elképzelése, miszerint vörös óriások alakulnak ki a fő szekvencia csillagokból a nukleáris üzemanyag kiégése következtében, és Vaszilij Feszenkov csillagász feltételezése, hogy a fő szekvencia csillagainak tömegüket kell elveszíteniük, a tömegvesztésnek jelentős hatással kell lennie a csillagok fejlődésére. Ezeket a feltételezéseket teljes mértékben megerősítették.
- A fehér törpék összehúzódása
A teoretikusok azt jósolták, hogy a fiatal fehérekaz evolúció korai szakaszában lévő törpéknek zsugorodniuk kell. Számítások szerint a fokozatos lehűlés miatt egy tipikus fehér törpe sugara több száz kilométerrel csökkenhet fennállásának első millió évében.
2017-ben az orosz asztrofizikusok aA P. K. Sternbergről elnevezett Állami Csillagászati Intézet, a Moszkvai Állami Egyetem, az Orosz Tudományos Akadémia Csillagászati Intézete, az A. I. Alikhanovról elnevezett Elméleti és Kísérleti Fizikai Intézet és az Országos Asztrofizikai Intézet (Milánó) Szergej Boriszovics professzor vezetésével. Popov a világon először dokumentálta egy fiatal fehér törpe felfedezését, amelynek sugara nagyon gyorsan csökken.
Orosz tudósok és olasz asszisztenseiktanulmányozta a HD49798/RX J0648.0-4418 bináris rendszer röntgensugárzását, amely a Puppis csillagképben található, kétezer fényévnyi távolságra a Földtől. A kutatási eredmények a folyóiratban jelentek megA Királyi Csillagászati Társaság havi értesítői2018 februárjában.
Ábra: 8. Egzotikus PSR J0348 + 0432 bináris rendszer, amely egy pulzárból és egy fehér törpéből áll, amely 2,5 óra alatt forog körülötte.
A fehér törpék evolúciója
A fehér törpék evolúciójukat vörös óriások elfajzott magjaiként kezdik meg, amelyek levetkőzték héjukat – vagyis fiatal bolygóködök központi csillagaiként.
A fiatal bolygó magjainak fotoszféráinak hőmérsékletea ködök rendkívül magasak - például az NGC 7293 köd központi csillagának hőmérséklete 90 000 K (az abszorpciós vonalak alapján becsülhető) és 130 000 K (a röntgenspektrum alapján becsült) tartományban mozog. Ezen a hőmérsékleten a kemény ultraibolya és a lágy röntgensugár adja a spektrum nagy részét.
Ugyanakkor a megfigyelt fehér törpék bennüka spektrumok túlnyomórészt két nagy csoportra oszlanak: a „hidrogén” spektrumosztályú DA, amelynek spektrumában nincsenek héliumvonalak, amelyek a fehér törpék populációjának kb. 80%-át teszik ki, és a „hélium” spektrumosztályú DB hidrogénvonalak nélkül. spektrumban, amely a fennmaradó 20%-os populációk nagy részét alkotja.
Ennek a különbségnek az oka a fehérek atmoszférájának összetételébena törpék sokáig tisztázatlanok maradtak. 1984-ben Iko Iben a fehér törpék "kilépésének" forgatókönyveit vizsgálta az aszimptotikus óriáság különböző pulzációs fázisaiban lévő, lüktető vörös óriásoktól.
Késői szakasz
A vörös óriások fejlődésének késői szakaszábantíz naptömegig a héliummag „kiégése” következtében egy elfajult, főleg szénből és nehezebb elemekből álló mag képződik, körülvéve egy nem degenerálódott héliumrétegforrással, melyben hármas hélium reakció lép fel. előfordul.
Viszont fölötte van egy réteghidrogénforrás, amelyben a Béthe-ciklus termonukleáris reakciói játszódnak le, a hidrogént héliummá alakítva, hidrogénhéjjal körülvéve; így a külső hidrogénréteg-forrás a héliumréteg-forrás hélium „termelője”.
A rétegforrásban a hélium égése ki van tévetermikus instabilitás a rendkívül nagy hőmérséklet-függés miatt, és ezt súlyosbítja a hidrogén héliummá történő átalakulásának sebessége a hélium kiégésének sebességéhez képest; az eredmény a hélium felhalmozódása, összenyomódása a degeneráció megindulásáig, a hármas hélium reakció sebességének meredek növekedése és a fejlődésréteg hélium villan.
Ábra: 5. NGC 3132 bolygó köd: kettős csillag a közepén - a Sirius analógja
Hogyan segíthet a fehér törpék fénye a tudósoknak?
- Bolygórendszerek
Egy új tanulmányban a csillagászok vezettékMark A. Hollands kimutatta, hogy egy csillag halála után nem tűnik el a bolygórendszer létezésének minden bizonyítéka a Galaxis térképéről.
Ha bolygók maradnak a rendszerben vagy azok csupaszmag, akkor a köztük lévő gravitációs kölcsönhatás miatt a töredékek végül az anyacsillag maradványaira eshetnek. Ez a fehér törpének nevezett csillagmaradvány szinte teljes egészében szénből és oxigénből áll, körülvéve sűrű, de vékony hidrogén- és héliumhéjjal.
Természetesen minden olyan tárgy, ami szintén előjönbezáródik, a fehér törpe rendkívüli gravitációja miatt darabokra szakad, és töredékei a csillag felszínére esnek, ahol a kagylók hidrogénjével és héliumával keverednek.
Lítium, kalcium található a törpe fotoszférákbanés nátriumot, míg a törpe LHS 2534 esetében magnéziumot, káliumot, krómot és vasat is találtak. A vizsgált fehér törpékre eső klasszikus anyag összetétele a naprendszer testéhez képest lítiummal dúsított és kalciumban kimerült, és leginkább megfelel a Föld kontinentális kérgében található tartalomnak.
Miután eltalálta a csillagot, a benne szereplő elemeka megsemmisült tárgy összetétele, mint például a lítium és a kalcium, elkezdi kibocsátani saját fényét egyedi spektrális jellemzőkkel, lehetővé téve ezek egyértelmű azonosítását.
A legtöbb fehér törpe isforró, és erős fényük megnehezíti a szennyeződések átlátását. A legutóbbi Gaia-misszió azonban több tucat ősi, hűvös fehér törpét térképezett fel, és a csillagászok a bolygócsontok egyértelmű jeleit találták e csillagok légkörében.
Ábra: 3. A fehér törpék populációja az NGC 6397 gömb alakú csillagcsoportban. Kék négyzetek - hélium fehér törpék, lila körök - "normál" fehér törpék, magas széntartalommal
A WD rendszer esetében J2317+1830 volt megfigyelhetőtúlzott infravörös sugárzás, ami a törmelék folyamatos felhalmozódását jelzi a körkörös korongról a törpére, a becsült teljes akkréciós sebesség 3 × 106 gramm/s.
Figyelembe véve, hogy ennek a fehérnek az őseA törpe lehet olyan csillag, amelynek a tömege 4,8-szorosa a Nap tömegének, és a bolygók kialakulásának gondolatát a csillag halála után sikertelennek tekintették, ez bizonyítja azt az elképzelést, hogy a B spektrális típusú csillagok bolygót alkotnak rendszerek és túlélni a fehér törpe stádiumáig.
- exobolygók
Ezenkívül a WD J2317 + 1830 az egyika legrégebbi rendszerek, ahol differenciált sziklás bolygók keletkezhettek. Mindez lehetővé teszi olyan bolygóképződési modellek kényszerítését, amelyeket rendkívül nehéz megszerezni a fő szekvencia csillagok vagy óriások körüli bolygók megfigyeléséből.
Hogyan segít ez?
A tudósok szerint a felfedezés fényt derítaz Univerzumunkban lezajló folyamatokról, amelyek során bolygórendszerek sok generációja változott meg 13 milliárd éves fennállása alatt.
Olvass tovább
Nézzen meg egy 8 billió pixeles képet a Marsról
A tudósok kifejlesztették a relativitáselmélet helyettesítőjét. Mi a "mindennek az elmélete" lényege?
A tudósok bizonyítékot találtak a modern emberek és a neandervölgyiek keresztezésére