«Жэньминь жибао он-лайн»: китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики с высоким содержанием лития. Напоминающая глаз форма туманности образуется благодаря тому, что мощные струи газа отделяются от яркой центральной звезды — белого карлика — со скоростью около 350 000. Данные показали, что две звезды вращаются друг вокруг друга с периодом 1,9 часа — это самая тесная близость, зарегистрированная у коричневого карлика. Экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни.
Древняя карликовая звезда найдена в Млечном Пути
| Могут ли звезды стать планетами? | | двумя очень разными типами астрономических объектов. |
| Обнаружен рекордсмен среди затменных двойных звезд - Ин-Спейс | Общепринятая теория происхождения звезд не дает ответа и на вопрос, как образуются коричневые карлики. |
| Поиск сужается: экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни | Зона обитания красного карлика расположена очень близко к звезде, даже Меркурий был бы слишком холодным. |
Астрономы подтвердили редкость юпитероподобных экзопланет у карликовых звезд
Солнцу, напротив, осталось всего около пяти миллиардов лет, прежде чем оно сожжет все свое водородное топливо и начнет превращать гелий в углерод. Это изменение вызовет следующую фазу его эволюции. Наша звезда сначала расширится до красного гиганта, достигнув орбиты Венеры, а затем охладится и, сбросив внешние слои, оставит после себя белого карлика — богатого электронами звездного трупа, подобных которому мы видим по всей Галактике. Холодные маленькие звезды на какое-то время станут необычайно горячими, излучая синий цвет. По прогнозам, вместо того, чтобы расширяться наружу, подобно Солнцу, красный карлик поздней стадии коллапсирует. В конце концов, как только фаза синего карлика закончится, останется лишь крупица звезды в виде маленького белого карлика. Черный карлик Но даже белые карлики не будут жить вечно. Они медленно истощат запасы углерода и кислорода, превратившись в черных карликов, которые почти не производят собственный свет. В конце жизни черного карлика бывшая звезда испытает распад протонов и в конечном итоге испарится в экзотическую форму водорода. Так будет выглядеть настоящая смерть звезды.
Художественное представление темного коричневого карлика, который напоминает черных карликов будущего. Однако другие оценки предполагают, что звезды могут находиться в этой фазе в течение квадриллиона лет.
Препринт исследования опубликован на портале arXiv. Ему немного не хватило массы, чтобы стать звездой. Исследователи обнаружили массивный коричневый карлик во время его транзита по диску звезды.
Ошибка прошлого вывода допущена из-за сильнейшего магнитного поля этого небесного тела. Сейчас астрофизики смоделировали её магнитное поле и поняли: якобы видимая траектория и скорость белого карлика — результат его чрезвычайно мощного магнетизма. Ранее мы сообщили, что в России ПДД доработают с учётом летающих по городам автомобилей.
Впечатляющие и замысловатые метаморфозы начнутся, когда водород в ядре будет израсходован. Тогда твёрдая сердцевина звезды начинает сжиматься. Выдавленные из ядра «тонущим» гелием на границу конвективной зоны остатки водорода на короткое время возобновляют реакцию, вследствие чего внешние слои вещества выталкиваются наружу, а звезда раздувается в 2,5 раза, превращаясь в яркий субгигант. Ядро же по закону сохранения импульса испытывает дополнительное сжатие — имплозию, благодаря которой температура в центре звезды кратковременно подскакивает до 100 миллионов кельвинов. А этого уже достаточно для начала термоядерных реакций с участием гелия. Горение гелия в солнцеподобной звезде прекращается почти сразу, но выделившейся за время гелиевой вспышки энергии хватает, чтобы температура в конвективной зоне возросла до миллионов градусов и горение водорода началось во всём объёме звезды. Увеличив светимость в 100 тысяч раз, а радиус в сотни раз, она превращается в красный гигант. После чего обогащённый гелием и щепоткой более тяжёлых элементов водород, слишком раскалённый, чтобы гравитация ядра могла его удержать, улетучивается. Гелиевое же ядро продолжает сжиматься, в конечном счёте превращаясь в крошечный сверхплотный белый карлик. Через несколько миллиардов лет лишённое внутреннего источника энергии тело остывает. И белый карлик становится «чёрным карликом». Звёзды четвёртой категории — белые и бело-голубые, от 2,5 до 8 солнечных масс — с возрастом даже не меняют оттенок свечения. Существенные различия с предыдущим типом обнаруживаются в момент гелиевой вспышки. Такая звезда не выходит из стадии субгиганта, ибо более сильная гравитация препятствует разлёту вещества, а выделившейся энергии оказывается недостаточно для того, чтобы воспламенить возросшую массу водорода конвективной зоны. Расширение быстро сменяется сжатием, и горение гелия в ядре «входит в режим», став цефеидой. Звезда пульсирует с чётким ритмом. Однозначная связь между периодом пульсации и светимостью позволяет измерять по таким звёздам галактические дистанции. Лишь после выгорания гелия в ядре цефеида, сжавшись в последний раз, вспыхивает по всему объёму, превращается в красный гигант и рассеивается, оставляя после себя белый карлик массой около 0,7 солнечной с заключённым в гелиевую оболочку ядром из углерода, азота и кислорода. Но в случае, если звезда была двойной а обычно так оно и есть , начинается самое интересное. Дождавшись, когда второй компонент системы войдёт в фазу красного гиганта и станет терять массу, углеродный карлик начинает захватывать чужое вещество. Гравитация этого тела достаточна, чтобы в падающем на его поверхность водороде вспыхнули термоядерные реакции. В результате звезда оживает и, в зависимости от темпов и регулярности поступления горючего, превращается в «новую», «повторную новую», «карликовую новую». Имеющие массу до 12 солнечных бело-голубые звёзды пятой категории в конце жизненного пути также проходят стадию жёлтого переменного гиганта. Но разительно отличаются в плане возможных «посмертных приключений». Есть мнение, что остающийся после их гибели углеродный белый карлик массой до 1,4 солнечных может, остыв, превратиться в гигантский алмаз. Хотя и только на время. В последующие 101500 лет холодный синтез — то есть возможное при данной плотности вещества «туннелирование» нуклонов из одного ядра в другое — превратит его в «железную звезду». Но не факт, что к тому времени будет существовать Вселенная. Но карлика может и не остаться вовсе. Давление в недрах «трупа» светила этой категории настолько велико, что горение захваченного у другой звезды водорода может привести к «углеродной детонации», а из-за огромной плотности вещества синтез более тяжёлых ядер из углерода происходит по принципу цепной реакции. Превратившись в сверхновую I типа, карлик полностью распыляется, поставляя галактике необходимые для формирования планет кремний и кислород. Для бело-голубых звёзд массой от 12 до 18 «солнц» — к этой категории относятся Антарес и Бетельгейзе — старость становится периодом расцвета. На стадии жёлтого гиганта они не пульсируют, а ровно сияют, сжигая гелий в «штатном» режиме. Стадия же красного сверхгиганта для них устойчива: даже пылая по всему объёму, водород не может покинуть глубокую гравитационную яму. Не способным нарушить величественное благолепие оказывается даже углерод, сгорающий в ещё не достигшем сверхплотного состояния ядре мирно, без взрыва. Что происходит, когда в коллапсирующем ядре звезды, наружные слои которой всё ещё обеспечивают дополнительное давление, детонирует кремний — не очень понятно. Но кончается дело вдесятеро более мощной вспышкой сверхновой, превращающей материю гиганта в рваную туманность наподобие Крабовидной. И образованием пульсара — нейтронной звезды массой 1,5 — 2 солнечных, имеющей плотность на порядок большую, чем у белых карликов. Сравнение размеров Солнца и голубого гиганта Денеба Денеб, одна из самых ярких звёзд, относится к седьмой категории — голубым гигантам от 18 до 30 солнечных масс. Светила этого ранга теряют часть массы ещё на этапе формирования, когда давление излучения просто сдувает внешние слои протозвёздной туманности. Но далее они всё-таки занимают своё место на главной последовательности и проходят идентичный предыдущему типу путь развития — за единственным исключением. Образующаяся после их угасания нейтронная звезда массой около 2,5 солнечных нестабильна, и спустя неопределённый срок за взрывом сверхновой может последовать в 100 раз более мощная вспышка — гиперновая. Груда нейтронов сжимается в занимающий вдесятеро меньший объём шар кварк-глюонной плазмы — кварковую звезду.
Астрономы впервые увидели весь процесс перехода белого карлика в нову
Художественная иллюстрация слияния пары белых карликов, что является одной из теорий образования нового типа Рейндл/ CC BY SA 4.0. Астрономы обнаружили планету, вращающуюся вокруг красного карлика на расстоянии около 137 световых лет от нас. Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, первый заблокирован приливами. Зона обитания красного карлика расположена очень близко к звезде, даже Меркурий был бы слишком холодным. Бурые карлики (изображён T-карлик) не просто настоящие звёзды, а самая многочисленная категория звёзд.
Китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики
Это означает, что они заперты в орбитальном танце с другой звездой. Если две звезды расположены достаточно близко, белый карлик будет откачивать материал из своего двойного компаньона, процесс, который может опрокинуть мертвую звезду за предел Чандрасекара, часто вызывая взрыв сверхновой типа Ia. Согласно анализу команды, белый карлик является продуктом слияния двух меньших белых карликов; вместе они были недостаточно массивны, чтобы достичь предела Чандрасекара и создать сверхновую типа Ia. Ему всего около 100 миллионов лет, с безумным магнитным полем для белого карлика, примерно в миллиард раз более мощным, чем Солнечное. Он также экстремально вращается, делая оборот вокруг своей оси каждые семь минут.
Это не самое быстрое вращение белых карликов, но оно есть.
Это самая поэтичная вещь из тех, что я знаю о физике: вы все — звёздная пыль. Лоуренс Максвелл Краусс Древние мудрецы любили наблюдать за движением светил по звёздному небу. А поскольку в воззрениях на саму мудрость среди них никогда не было единого мнения, астрономические знания получали как мистическое — предсказание судьбы, — так и сугубо утилитарное применение — для уточнения календаря и навигации. Но знание тысячелетиями оставалось крайне ограниченным.
О звёздах людям было известно только то, что они есть. Теперь мы знаем больше. Главная последовательность Диаграмма Герцшпрунга-Рассела показывает, что часть звёзд не такие, как все Первой известной характеристикой звёзд стала светимость. Звездочёты стали на глаз сортировать небесные тела по величинам. Понимая, что видимая яркость зависит от дистанции, ещё древние греки пытались определить расстояние до звёзд по годичному параллаксу, то есть изменению фона объекта в зависимости от того, с какой стороны от Солнца на него смотрит наблюдатель.
Но удалось это лишь в 1837 году датчанину Фридриху Струве. После этого в оценку светимости звёзд была внесена поправка на дистанцию. Следующий шаг был сделан в начале прошлого века, когда спектральный анализ позволил превратить цвет звезды, до этого момента оценивавшийся субъективно, в точную численную характеристику. И в 1910 году появилась знаменитая диаграмма зависимости между спектром и светимостью, составленная датчанином Эйнаром Герцшпрунгом и американцем Генри Расселом. Открытие имело два следствия.
Во-первых, диаграмма давала возможность, зная лишь видимую светимость и спектр, грубо оценивать расстояние до звёзд, слишком далёких для применения метода годичного параллакса. Во-вторых, помимо главной последовательности, на диаграмме отчётливо виднелось ответвление. А если присмотреться, то и не одно. Некоторые светила не желали подчиняться общему правилу возрастания яркости с температурой. С тех пор астрономия и астрофизика с увлечением ищут объяснение видимой на диаграмме картине.
И сейчас уже можно сказать, что главную последовательность образуют «правильные» звёзды, синтезирующие гелий. Для такого объекта характерна твёрдая сердцевина из «металлического» водорода, разделённая на внутреннее ядро, в котором протекают термоядерные реакции, и зону лучистого переноса, сквозь которую выделенная энергия с огромным трудом чёрный водород непрозрачен и почти не проводит тепло достигает зоны конвекции. Последняя тоже состоит из ионизированного водорода, но уже жидкого, хоть и плотного, как ртуть. Этот слой находится в постоянном упорядоченном движении: раскалённые массы поднимаются вверх, охлаждённые опускаются вниз, к ядру. Жар зоны конвекции питает тонкий излучающий слой — фотосферу, — бурный сияющий океан.
Также звезда имеет и обычную газовую оболочку, именуемую хромосферой. Обычно это или молодые, ещё формирующиеся звёзды, или старые, умирающие. Как правило, такие скопления неустойчивы, ведь сила тяготения к общему центру масс ничтожна, а скорость частиц облака оказывается выше второй космической. Но газ постоянно остывает, движение молекул замедляется, и неустойчивость может сменить знак. Такая туманность начинает сжиматься, и этот процесс гравитационный коллапс уже необратим.
Температура в облаке начинает расти, но часть выделяющейся энергии уносится излучением, и внутреннее давление не может компенсировать растущую гравитационную силу. Образование новых звёзд в галактиках происходит неравномерно. Новорождённые гиганты быстро взрываются, рассеивая галактический газ, после чего галактика остывает три-четыре миллиарда лет. На картинке «взорвавшаяся галактика» М82 Наше Солнце впервые засияло, будучи ещё протозвездой — коллапсирующей туманностью. Единственным источником энергии в тот момент было гравитационное сжатие, то есть превращение потенциальной энергии падающих к общему центру пылинок в кинетическую, а значит и тепловую энергию.
Засияло оно холодным, малиновым цветом, но неслабо, так как по размеру соответствовало современной орбите Марса, что обеспечивало колоссальную излучающую поверхность. Затем наше светило вошло в бурную стадию молодой звезды. В сердцевине центрального утолщения размером с орбиту Меркурия, окружённого холодным пылевым диском, материя уже спрессовалась до жидкого состояния, но давление ещё не достигло необходимого для запуска термоядерных реакций уровня. Тем не менее, водород время от времени «вспыхивал», так как неравномерность осаждения вещества из диска создавала эффект имплозии — столкновения ударных волн, направленных от периферии к центру. Детонации в свою очередь порождали встречную ударную волну, срывающую и выталкивающую в пустоту внешние оболочки звезды.
Но гравитация каждый раз торжествовала, и сжатие возобновлялось. Лишь когда водород в ядре формирующейся звезды перешёл в «металлическую фазу», протекание термоядерных реакций стало непрерывным. С этого момента выделение энергии смогло уравновесить потери на излучение, и сжатие почти прекратилось. Четыре с половиной миллиарда лет назад наше Солнце достигло зрелости, вступив на главную последовательность.
По мере старения звезды раздуваются, превращаясь в красные гиганты, после чего их внешний материал сдувается, а ядра сжимаются в плотные, раскаленные добела карлики. К примеру, Солнце превратится в белый карлик примерно через 5 млрд лет. Новый белый карлик, названный Янусом в честь двуликого римского бога, был обнаружен Паломарской обсерваторией Калифорнийского технологического института. Астрономы заметили объект, чья яркость очень быстро менялась, и выяснили, что звезда вращается вокруг своей оси каждые 15 минут. Последующие наблюдения выявили необычную двуликую природу белого карлика. С помощью спектрометра исследователи определили длину волн по свету Януса.
Данные показали наличие водорода, когда в поле зрения находилась одна сторона объекта, и только гелия, когда в поле зрения появлялась другая сторона.
Астрономы нашли звезду, которая превращается в гигантский алмаз 14 июня 2023, 17:30 Астрономы нашли звезду, которая превращается в гигантский алмаз 14 июня 2023, 17:30 Белые карлики преимущественно состоят из твердого кислорода и углерода, поэтому в конце своего жизненного цикла они кристаллизуются, буквально превращаясь в алмаз огромных размеров. Однако этот процесс настолько медленный, что ни одна из известных науке звезд до настоящего момента не кристаллизовалась, поскольку весь процесс должен занять квадриллион лет, учитывая, что возраст вселенной составляет всего 13,6 миллиарда лет. Отмечается, что им является звезда, названная HD 190412 C, которая находится примерно в 104 световых годах от одноименной четверной звездной системы.
«Уэбб» нашел самую маленькую «звезду-неудачницу»
Как художник видит систему из красного и коричневого карликов Обнаружена рекордная бинарная система, взаимная орбита звёзд в которой настолько плотная. Смотрите видео онлайн «Звёзды-долгожители с буйным нравом: что такое красные карлики» на канале «Сергей Чумаков. Это белый карлик, сверхплотное коллапсированное ядро звезды в диапазоне масс Солнца, но его диаметр составляет всего 4280 километров. Солнце и другие не слишком крупные звезды заканчивают жизнь, превращаясь в белых карликов.
Оранжевые звёзды – то, что надо для жизни
В зависимости от общей массы, система стать сверхновой звездой или объединиться в один тяжелый белый карлик, как в случае с WDJ0551+4135. Иллюстрация происхождения магнитных полей у белых карликов в тесных двойных звёздах (смотреть против часовой стрелки). В результате слияния двух белых карликов образовалась эта странная зелёная звезда. Смотрите видео онлайн «Звёзды-долгожители с буйным нравом: что такое красные карлики» на канале «Сергей Чумаков.