Kas ir baltie punduri?
Baltie punduri ir zvaigznes, kas sastāv no elektronu kodola plazmas, bez
Tuvākais zināmais baltais punduris ir Sirius B,atrodas 8,6 gaismas gadu attālumā. Tiek pieņemts, ka starp simts Saulei tuvākajām zvaigžņu sistēmām astoņas zvaigznes ir baltie punduri. Pašlaik baltie punduri pēc dažādiem aprēķiniem veido no 3 līdz 10% no mūsu galaktikas zvaigžņu populācijas (aprēķina nenoteiktība ir saistīta ar grūtībām novērot attālos baltos pundurus to zemā spilgtuma dēļ).
Evolūcijas procesā veidojas baltie pundurizvaigznes, kuru masa nav pietiekama, lai pārvērstos par neitronu zvaigzni, proti, nepārsniedz aptuveni 10 Saules masas, kas mūsu galaktikā veido vairāk nekā 97% no kopējās masas. Kad zemas vai vidējas masas galvenās kārtas zvaigzne pabeidz ūdeņraža saplūšanu hēlijā, tā izplešas, kļūstot par sarkano milzi.
Sarkano milzi atbalsta kodoltermiskais spēkshēlija pārvēršanas reakcijas par oglekli un skābekli. Ja sarkanā milža masa nav pietiekama, lai paaugstinātu kodola temperatūru līdz līmenim, kas nepieciešams kodoltermiskām reakcijām, kurās iesaistīts iegūtais ogleklis, tas uzkrājas zvaigznes kodolā kopā ar skābekli.
Zvaigzne nomet ārējo apvalku, veidojot planētas miglāju, un bijušais zvaigznes kodols kļūst par baltu punduri, kas izgatavots no oglekļa un skābekļa.
Baltais punduris Siriuss B (bultiņas) blakus spilgtajam Siriusam A. Habla teleskopa fotogrāfija
Происхождение белых карликов
Skaidrojot balto punduru ģenēzi, galvenaisSavu lomu spēlēja divas idejas: astronoma Ernsta Epika ideja, ka kodoldegvielas izdegšanas rezultātā no galvenās sērijas zvaigznēm veidojas sarkanie milži, un astronoma Vasilija Fesenkova pieņēmums, ka galvenās kārtas zvaigznēm vajadzētu zaudēt masu, un tādas masas zudumam vajadzētu būtiski ietekmēt zvaigžņu attīstību. Šie pieņēmumi tika pilnībā apstiprināti.
- Balto punduru kontrakcija
Teorētiķi prognozēja, ka jaunie baltiepunduriem agrīnā evolūcijas stadijā vajadzētu sarukt. Saskaņā ar aprēķiniem, pakāpeniskas atdzišanas dēļ tipiska baltā pundura rādiuss tā pastāvēšanas pirmajos miljonos gadu var samazināties par vairākiem simtiem kilometru.
2017. gadā Krievijas astrofiziķi noP. K. Šternberga vārdā nosauktais Valsts astronomijas institūts, Maskavas Valsts universitāte, Krievijas Zinātņu akadēmijas Astronomijas institūts, A. I. Aļihanova vārdā nosauktais Teorētiskās un eksperimentālās fizikas institūts un Nacionālais Astrofizikas institūts (Milāna) profesora Sergeja Borisoviča vadībā. Popovs pirmo reizi pasaulē dokumentēja jauna baltā pundura atklāšanu, kura rādiuss ļoti strauji samazinās.
Krievu zinātnieki un viņu itāļu palīgipētīja binārās sistēmas HD49798/RX J0648.0-4418 rentgena emisiju, kas atrodas Puppis zvaigznājā divu tūkstošu gaismas gadu attālumā no Zemes. Pētījuma rezultāti tika publicēti žurnālāIkmēneša paziņojumi no Karaliskās astronomijas biedrības2018. gada februārī.
Attēls: 8. Eksotiska binārā sistēma PSR J0348 + 0432, kas sastāv no pulsāra un balta pundura, kas ap to riņķo 2,5 stundu laikā.
Balto punduru evolūcija
Baltie punduri sāk savu evolūciju kā sarkano milžu atklātie deģenerētie serdeņi, kas ir nometuši čaulu, tas ir, kā jauno planētu miglāju centrālās zvaigznes.
Jaunu planētu kodolu fotosfēru temperatūramiglāji ir ārkārtīgi augsti - piemēram, miglāja centrālās zvaigznes NGC 7293 temperatūra svārstās no 90 000 K (aprēķināta pēc absorbcijas līnijām) līdz 130 000 K (aprēķināta pēc rentgena spektra). Šādās temperatūrās cietie ultravioletie un mīkstie rentgenstari veido lielāko spektra daļu.
Tajā pašā laikā novērotie baltie punduri savāsspektri pārsvarā ir sadalīti divās lielās grupās - “ūdeņraža” spektrālā klase DA, kuras spektros nav hēlija līniju, kas veido ~80% no balto punduru populācijas, un “hēlija” spektrālā klase DB bez ūdeņraža līnijām. spektros, kas veido lielāko daļu atlikušo 20% populāciju.
Iemesls šai atšķirībai balto atmosfēru sastāvāpunduri jau sen paliek neskaidri. 1984. gadā Iko Ibens izskatīja scenārijus balto punduru "iziešanai" no pulsējošiem sarkanajiem milžiem, kas dažādās asīs pulcēšanās fāzēs atrodas uz asimptotiskā milzu zara.
Vēlīnā stadijā
Vēlīnā evolūcijas stadijā sarkanajos milžos arar masām līdz desmit saules, hēlija kodola “izdegšanas” rezultātā veidojas deģenerēts kodols, kas sastāv galvenokārt no oglekļa un smagākiem elementiem, ko ieskauj nedeģenerēts hēlija slāņa avots, kurā notiek trīskārša hēlija reakcija. rodas.
Savukārt virs tā ir slānisūdeņraža avots, kurā notiek Betē cikla kodoltermiskās reakcijas, pārvēršot ūdeņradi hēlijā, ko ieskauj ūdeņraža apvalks; tādējādi ārējais ūdeņraža slāņa avots ir hēlija slāņa avota hēlija “ražotājs”.
Hēlija sadegšana slāņa avotā ir pakļautatermiskā nestabilitāte ārkārtīgi lielas temperatūras atkarības dēļ, un to pastiprina augstāks ūdeņraža pārvēršanās par hēliju ātrums salīdzinājumā ar hēlija izdegšanas ātrumu; rezultāts ir hēlija uzkrāšanās, tā saspiešana līdz deģenerācijas sākumam, straujš trīskāršā hēlija reakcijas ātruma pieaugums un attīstībaslāņa hēlijs mirgo.
Attēls: 5. Planētu miglājs NGC 3132: dubultā zvaigzne centrā - Sīriusa analogs
Kā balto punduru gaisma var palīdzēt zinātniekiem?
- Planētu sistēmas
Jaunā pētījumā astronomi vadījaMarks A. Holands parāda, ka pēc zvaigznes nāves ne visi pierādījumi par planētu sistēmas esamību pazūd no Galaktikas kartes.
Ja planētas paliek sistēmā vai to tukšaskodoliem, tad gravitācijas mijiedarbība starp tiem var izraisīt to, ka fragmenti galu galā nokrīt uz galvenās zvaigznes paliekām. Šīs zvaigznes paliekas, ko sauc par balto punduri, gandrīz pilnībā sastāv no oglekļa un skābekļa, ko ieskauj blīvs, bet plāns ūdeņraža un hēlija apvalks.
Protams, jebkurš priekšmets, kas arī parādāstuvu, baltā pundura ārkārtējā smaguma dēļ tiks saplēsts gabalos, un tā fragmenti nokritīs uz zvaigznes virsmas, kur tie sajauksies ar čaumalu ūdeņradi un hēliju.
Litijs, kalcijs, kas atrodams punduru fotosfērāsun nātrijs, savukārt magnijs, kālijs, hroms un dzelzs tika atrasti arī pundura LHS 2534 gadījumā. Klastiskā materiāla sastāvs, kas nokrīt uz pētītajiem baltajiem punduriem, salīdzinājumā ar Saules sistēmas ķermeņiem ir bagātināts ar litiju un noplicināts kalcijā un visciešāk atbilst saturam, kas atrodams Zemes kontinenta garozā.
Pēc sitiena zvaigznē elementi, kas iekļautiiznīcinātā objekta sastāvs, piemēram, litijs un kalcijs, sāk izstarot savu gaismu ar unikālām spektrālām īpašībām, ļaujot tos nepārprotami identificēt.
Arī lielākā daļa balto pundurukarsts, un to spožā gaisma apgrūtina jebkāda piesārņojuma saskatīšanu. Tomēr nesenā Gaia misija palīdzēja kartēt desmitiem senu, vēsu baltu punduru, un astronomi šo zvaigžņu atmosfērā ir atraduši skaidras planētas kaulu pazīmes.
Attēls: 3. Balto punduru populācija lodveida zvaigžņu kopā NGC 6397. Zili kvadrāti - hēlija baltie punduri, purpursarkani apļi - "normāli" baltie punduri ar augstu oglekļa saturu.
WD sistēmas gadījumā tika pamanīts J2317+1830pārmērīgs infrasarkanais starojums, kas norāda uz nepārtrauktu gružu uzkrāšanos no apkārtzvaigznes diska uz pundura, un kopējais akrecijas ātrums tiek lēsts 3 × 106 grami sekundē.
Ņemot vērā, ka šī baltā ciltsRūķis varētu būt zvaigzne, kuras masa ir 4,8 reizes lielāka par Saules masu, un ideja par planētu veidošanos pēc zvaigznes nāves tika uzskatīta par neveiksmīgu, tas pierāda domu, ka B spektrālā tipa zvaigznes veido planētas sistēmas un izdzīvo līdz baltā pundura stadijai.
- Exoplanets
Turklāt WD J2317 + 1830 ir viens novecākās sistēmas, kur varēja izveidoties diferencētas akmeņainas planētas. Tas viss ļauj uzlikt ierobežojumus planētu veidošanās modeļiem, kurus ir ārkārtīgi grūti iegūt, novērojot planētas ap galvenās kārtas zvaigznēm vai milžiem.
Kā tas palīdz?
Pēc zinātnieku domām, atklājums izgaismopar procesiem, kas notiek mūsu Visumā, kurā 13 miljardu pastāvēšanas gadu laikā ir mainījušās daudzas planētu sistēmu paaudzes.
Lasīt vairāk
Paskaties 8 triljonu pikseļu Marsa attēlu
Zinātnieki ir izstrādājuši relativitātes teorijas aizstājēju. Kāda ir "visa teorijas" būtība?
Zinātnieki ir atraduši pierādījumus par mūsdienu cilvēku krustojumu ar neandertāliešiem