Kas yra baltieji nykštukai?
Baltosios nykštukės yra žvaigždės, susidedančios iš elektronų-branduolinės plazmos, neturinčios
Artimiausias žinomas baltasis nykštukas yra Sirijus B,įsikūręs už 8,6 šviesmečio. Manoma, kad tarp šimto Saulei artimiausių žvaigždžių sistemų aštuonios žvaigždės yra balti nykštukai. Šiuo metu baltieji nykštukai, remiantis įvairiais vertinimais, sudaro nuo 3 iki 10% mūsų galaktikos žvaigždžių populiacijos (įvertinimo neapibrėžtumas yra dėl tolimų baltųjų nykštukų stebėjimo sunkumų dėl mažo jų šviesumo).
Evoliucijos proceso metu susidaro baltosios nykštukėsžvaigždžių, kurių masė yra nepakankama, kad virstų neutronine žvaigžde, ty neviršija apie 10 Saulės masių, o tai mūsų galaktikoje sudaro daugiau nei 97% visos masės. Kai mažos ar vidutinės masės pagrindinės sekos žvaigždė baigia sulieti vandenilį į helią, ji išsiplečia ir tampa raudona milžine.
Raudonąjį milžiną palaiko termobranduolinisHelio pavertimo anglimi ir deguonimi reakcijos. Jei raudonojo milžino masės nepakanka, kad pakeltų šerdies temperatūrą iki tokio lygio, kuris būtinas termobranduolinėms reakcijoms, kuriose dalyvauja susidariusi anglis, ji kaupiasi žvaigždės šerdyje kartu su deguonimi.
Žvaigždė išmeta išorinį apvalkalą, suformuodama planetinį ūką, o buvusi žvaigždės šerdis tampa baltu nykštuku iš anglies ir deguonies.
Baltasis nykštukas Sirius B (rodyklė) šalia ryškiojo Sirijaus A. Hablo teleskopo nuotrauka
Baltųjų nykštukų kilmė
Aiškinant baltųjų nykštukų genezę, raktasVaidino dvi idėjos: astronomo Ernsto Epiko mintis, kad raudoni milžinai susidaro iš pagrindinių sekų žvaigždžių dėl branduolinio kuro perdegimo, ir astronomo Vasilijaus Fesenkovo prielaida, kad pagrindinės sekos žvaigždės turėtų prarasti masę, ir tokios masės praradimas turėtų turėti didelę įtaką žvaigždžių evoliucijai. Šios prielaidos buvo visiškai patvirtintos.
- Baltųjų nykštukų susitraukimas
Teoretikai prognozavo, kad jaunieji baltiejinykštukai ankstyvoje evoliucijos stadijoje turėtų susitraukti. Remiantis skaičiavimais, dėl laipsniško aušinimo tipinės baltosios nykštukės spindulys per pirmuosius milijonus gyvavimo metų gali sumažėti keliais šimtais kilometrų.
2017 metais Rusijos astrofizikai išValstybinis astronomijos institutas, pavadintas P. K. Sternbergo Maskvos valstybinio universiteto vardu, Rusijos mokslų akademijos Astronomijos institutas, A. I. Alikhanovo vardo teorinės ir eksperimentinės fizikos institutas ir Nacionalinis astrofizikos institutas (Milanas), vadovaujamas profesoriaus Sergejaus Borisovičiaus. Popovas pirmą kartą pasaulyje užfiksavo jauno baltojo nykštuko, labai sparčiai mažėjančio spindulio, atradimą.
Rusijos mokslininkai ir jų padėjėjai italaiištyrė dvejetainės sistemos HD49798/RX J0648.0-4418, esančios Puppis žvaigždyne, dviejų tūkstančių šviesmečių atstumu nuo Žemės, rentgeno spinduliuotę. Tyrimo rezultatai buvo paskelbti žurnaleMėnesiniai Karališkosios astronomijos draugijos pranešimai2018 metų vasario mėnesį.
Paveikslėlis: 8. Egzotiška dvejetainė sistema PSR J0348 + 0432, susidedanti iš pulsaro ir balto nykštuko, kuris aplink jį sukasi per 2,5 val.
Baltųjų nykštukų evoliucija
Baltosios nykštukės pradeda savo evoliuciją kaip atviros išsigimusios raudonųjų milžinų šerdys, kurios nusimetė savo apvalkalą – tai yra, kaip centrinės jaunų planetinių ūkų žvaigždės.
Jaunų planetų branduolių fotosferų temperatūraūkai yra ypač aukšti - pavyzdžiui, centrinio ūko žvaigždės NGC 7293 temperatūra svyruoja nuo 90 000 K (apskaičiuota pagal absorbcijos linijas) iki 130 000 K (įvertinta pagal rentgeno spektrą). Esant tokiai temperatūrai, kietieji ultravioletiniai ir minkšti rentgeno spinduliai sudaro didžiąją spektro dalį.
Tuo pačiu metu pastebėti baltieji nykštukai jųspektrai daugiausia skirstomi į dvi dideles grupes – „vandenilio“ spektro klasę DA, kurios spektruose nėra helio linijų, kurios sudaro ~80% baltųjų nykštukų populiacijos, ir „helio“ spektrinę klasę DB be vandenilio linijų. spektruose, sudarantys didžiąją likusių 20% populiacijų dalį.
Šio baltymų atmosferos sudėties skirtumo priežastisnykštukai jau seniai liko neaiškūs. 1984 m. Iko Ibenas apsvarstė baltųjų nykštukų „išėjimo“ iš pulsuojančių raudonų milžinų, esančių asimptotinėje milžiniškoje šakoje, skirtingose pulsacijos fazėse, scenarijus.
Vėlyvoji stadija
Vėlyvajame raudonųjų milžinų evoliucijos etape sukurių masė yra iki dešimties saulės, dėl helio šerdies „perdegimo“ susidaro išsigimusi šerdis, susidedanti daugiausia iš anglies ir sunkesnių elementų, apsupta neišsigimusio helio sluoksnio šaltinio, kuriame vyksta triguba helio reakcija. atsiranda.
Savo ruožtu virš jo yra sluoksnisvandenilio šaltinis, kuriame vyksta termobranduolinės Bethe ciklo reakcijos, vandenilį paverčiant heliu, apsuptas vandenilio apvalkalo; taigi, išorinis vandenilio sluoksnio šaltinis yra helio „gamintojas“ helio sluoksnio šaltiniui.
Helio degimas sluoksnio šaltinyje priklauso nuoterminis nestabilumas dėl itin didelės priklausomybės nuo temperatūros, o tai apsunkina didesnis vandenilio virsmo heliu greitis, palyginti su helio perdegimo greičiu; rezultatas yra helio kaupimasis, jo suspaudimas iki degeneracijos pradžios, staigus trigubos helio reakcijos greičio padidėjimas ir vystymasis.sluoksnio helis.
Paveikslėlis: 5. Planetinis ūkas NGC 3132: dviguba žvaigždė centre - Sirijaus analogas
Kaip baltųjų nykštukų šviesa gali padėti mokslininkams?
- Planetos sistemos
Naujame tyrime astronomai, vadovaujamiMarkas A. Hollandsas rodo, kad po žvaigždės mirties iš Galaktikos žemėlapio dingsta ne visi planetų sistemos egzistavimo įrodymai.
Jei planetos lieka sistemoje arba jų plikosbranduolių, tada dėl gravitacinės sąveikos tarp jų fragmentai galiausiai gali nukristi ant pagrindinės žvaigždės liekanų. Ši žvaigždės liekana, vadinama baltąja nykštuke, yra sudaryta beveik vien iš anglies ir deguonies, apsupta tankaus, bet plono vandenilio ir helio apvalkalo.
Natūralu, kad bet koks objektas taip pat iškylaarti, bus suplėšytas į gabalus dėl ypatingo baltojo nykštuko gravitacijos, o jo fragmentai nukris ant žvaigždės paviršiaus, kur jie susimaišys su vandenilio ir kriauklių heliu.
Ličio, kalcio, esančio nykštukinėse fotosferoseir natris, o magnio, kalio, chromo ir geležies taip pat rasta nykštukės LHS 2534 atveju. Ant tirtų baltųjų nykštukų krintančios klastinės medžiagos sudėtis yra praturtinta ličiu ir nuskurdinta kalcio, palyginti su Saulės sistemos kūnais, ir labiausiai atitinka žemyninės Žemės plutos kiekį.
Pataikę į žvaigždę, elementai įtraukti įsunaikinto objekto sudėtis, tokia kaip litis ir kalcis, pradeda skleisti savo šviesą su unikaliomis spektrinėmis charakteristikomis, todėl jas galima vienareikšmiškai identifikuoti.
Dauguma baltųjų nykštukų taip patkaršta, o jų ryški šviesa apsunkina taršos matymą. Tačiau neseniai vykusi „Gaia“ misija padėjo atvaizduoti dešimtis senoviškų, vėsių baltų nykštukų, o astronomai šių žvaigždžių atmosferoje rado aiškių planetos kaulų požymių.
Paveikslėlis: 3. Baltųjų nykštukų populiacija rutuliškoje žvaigždžių grupėje NGC 6397. Mėlyni kvadratai - helio balti nykštukai, purpuriniai apskritimai - „normalūs“ baltieji nykštukai, turintys daug anglies.
WD sistemos atveju pastebėta J2317+1830perteklinė infraraudonoji spinduliuotė, rodanti, kad nuolaužos iš žiedinio disko toliau kaupiasi ant nykštuko, o bendras akrecijos greitis yra 3 × 106 gramai per sekundę.
Atsižvelgiant į tai, kad šios baltos pradininkasNykštukas galėtų būti žvaigždė, kurios masė būtų 4,8 karto didesnė už Saulės masę, o planetų susidarymo idėja po žvaigždės mirties buvo laikoma nesėkminga, tai įrodo mintį, kad spektrinio B tipo žvaigždės sudaro planetines sistemas ir išgyventi iki baltojo nykštuko stadijos.
- Eksoplanetai
Be to, WD J2317 + 1830 yra vienas išseniausios sistemos, kur galėjo susiformuoti diferencijuotos uolėtos planetos. Visa tai leidžia nustatyti suvaržymus planetų formavimosi modeliams, kuriuos gauti iš planetų aplink pagrindinių sekų žvaigždes ar milžinus pastebėti yra labai sunku.
Kaip tai padeda?
Pasak mokslininkų, šis atradimas nušviečiaapie procesus, vykstančius mūsų Visatoje, kai per 13 milijardų gyvavimo metų pasikeitė daugybė planetų sistemų kartų.
Skaityti daugiau
Pažvelkite į 8 trilijonų pikselių Marso vaizdą
Mokslininkai sukūrė reliatyvumo teorijos pakaitalą. Kokia yra „visko teorijos“ esmė?
Mokslininkai rado įrodymų, kad šiuolaikiniai žmonės susikryžiavo su neandertaliečiais