Система из двух потухших звезд, так называемых белых карликов, открыта астрономами на расстоянии восьми тысяч световых лет от Земли. Иллюстрация происхождения магнитных полей у белых карликов в тесных двойных звёздах (смотреть против часовой стрелки).
Экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни
- Все звёзды
- Вырожденные звезды и вырожденное вещество
- Последние новости
- НОВОСТИ АСТРОНОМИИ И АСТРОФИЗИКИ: Желтые карлики - звезды солнечного типа (видео)
- Астрономы нашли «мёртвую» звезду размером с Луну и с большей чем у Солнца массой
Поиск сужается: экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни
Препятствиями для возникновения атмосферы, необходимой для зарождения и поддержания жизни, являются не только малые размеры светил, но и слишком близко расположенные к ним орбиты большинства экзопланет. О ранее неизученных факторах, влияющих на вероятность возникновения атмосферы как необходимого условия для зарождения жизни , сообщается в журнале Nature. С развитием аппаратуры и научных знаний количество обнаруженных планетных систем увеличивается практически ежедневно и составляет более 3 тыс. При этом общее число экзопланет Млечного Пути может достигать 10 млрд.
Большинство таких небесных тел вращается вокруг красных карликов — звёзд меньшего размера, чем наше Солнце, — и на каждом из них теоретически могла бы зародиться жизнь.
Что случится со звездой после этого? Звезда остынет, как печка без дров, и газовое давление уменьшится. Но тогда сила тяжести начнет сжимать звезду. До каких пор?
Одно из двух. Либо отыщется другой вид давления, отличный от обычного газового, и сжатие будет остановлено, либо… Либо такого давления не найдется, и звезда будет сжиматься бесконечно! До появления квантовой механики астрономы не знали иного давления, кроме давления нагретого газа. Квантовая механика позволила сделать шаг вперед. Оказалось, что даже абсолютно холодный газ 0 градусов по шкале Кельвина обладает вполне определенным остаточным давлением, причем настолько большим, что оно способно остановить сжатие звезды.
Дело в том, что в квантовой механике существуют два сорта элементарных частиц, различных по своим характеристикам. Поскольку в микромире все свойства меняются не непрерывно, а порциями, квантами, то и вращение элементарных частиц тоже описывается не угловой скоростью, а дискретным квантовым числом — спином. Спин частицы может быть целым 0, 1, 2 и т. Поведение частицы зависит от того, целый у нее спин или полуцелый. Еще в начале 1920-х годов, когда квантовая механика только начиналась как научная дисциплина, индийский физик Шатьендранат Бозе а затем Эйнштейн описал поведение частиц, обладающих целым спином.
Теперь такие частицы называют бозонами. А поведение частиц с полуцелым спином описывается квантовой статистикой, созданной Ферми и Дираком и названной их именами. Сами же частицы называют фермионами. Бозонами являются фотоны и нейтрино. А протон, электрон, нейтрон являются фермионами.
В квантовой механике существует принцип Паули, который гласит: в одном и том же квантовом состоянии не могут находиться сразу две и больше частицы с полуцелым спином. Фермионы не могут обладать одинаковыми энергиями или импульсами! А теперь заглянем внутрь звезды. Источники нагрева исчерпаны, звезда остывает. Представим, что она совсем остыла — температура ее стала равной абсолютному нулю.
Естественно, что вся тепловая энергия частиц энергия их хаотического движения тоже исчезла. Нет хаотического движения, нет и давления. Ничто не противостоит тяжести, стремящейся сжать звезду. Ничто ли? Звезда ведь состоит из атомных ядер, протонов, электронов, нейтронов, в общем — из фермионов.
И значит, в остывшей звезде действует квантовая статистика Ферми — Дирака, действует и принцип Паули. Две частицы не могут обладать одинаковыми импульсами! Когда мы говорим, что в абсолютно холодной звезде прекращается всякое движение, это справедливо только для одной-единственной частицы.
Если раньше образование сверхновой через слияние двух белых карликов было только теорией, то теперь обнаружена реальная пара таких звезд, отмечают ученые. Специалисты говорят, что эта пара самая массивная из всех известных. Ранее астрономы опубликовали видео темной стороны Луны.
По спектральной классификации Моргана-Кинана желтые карлики соответствуют в основном классу светимости G, однако в переходных вариациях соответствуют иногда классу К оранжевые карлики или классу F в случае с желто-белыми карликами. Масса желтых карликов лежит зачастую в пределах от 0,8 до 1,2 массы Солнца. При этом температура их поверхности составляет в своем большинстве от 5 до 6 тысяч градусов по Кельвину. Наиболее ярким и известным нам представителем из числа желтых карликов является наше Солнце. Кроме Солнца, среди ближайших к Земле желтых карликов стоит отметить: Две компоненты в тройной системе Альфа Центавра , среди которых Альфа Центавра А по спектру светимости аналогично Солнцу , а Альфа Центавра В — типичный оранжевый карлик класса К. Расстояние до обеих компонент составляет чуть более 4-х световых лет. Оранжевый карлик - звезда Ран, она же Эпсилон Эридана , с классом светимости К.
Китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики
Обычно они имеют массу в промежутке между 13 и 80 массами Юпитера 0,012 и 0,076 масс нашего Солнца. Несмотря на то, что на данный момент учёными выявлено довольно большое количество коричневых карликов, объекты, подобные только что обнаруженными, то есть вращающимися вокруг других звёзд, являются редкой находкой. Этому только что обнаруженному космическому объекту дали обозначение TOI-5375 b.
Поэтому она такая холодная, из-за того, что у нее маленькая масса.
И она близко очень от нас — семь световых лет. Поэтому ее можно видеть при помощи инфракрасных телескопов. Она светит только в инфракрасном диапазоне.
А в оптике ничего не светит. Красных карликов открыто много, но у них температура повыше. Такая холодная и маленькая звезда - примечательна.
Возможно, что их очень много.
В зоне обитаемости не должно быть слишком холодно или жарко. С учётом того, что красные карлики холоднее Солнца, в случае с ними данная область должна располагаться на более близком расстоянии. Но, если говорить про опасность, то карликовые звёзды предрасположены к вспышкам, а это означает, что для нашей планеты это реальная угроза.
В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. В результате гравитация сжимает всю массу звезды настолько сильно, что электроны в ней сближаются, образуя вещество с электронной дегенерацией. Это происходит из-за квантовой механики, в частности, принципа запрета Паули, согласно которому каждый электрон в атоме должен иметь уникальный набор квантовых чисел. В условиях экстремальной плотности, как в белых карликах, все возможные состояния электронов заполняются, создавая силу, противостоящую дальнейшему сжатию звезды. Чем больше масса белого карлика, тем меньше его размер, поскольку ему необходимо создать достаточное внутреннее давление для поддержания всей этой массы. И поскольку поверхностная гравитация звезды в 100 000 раз превышает гравитацию Земли, более тяжёлые атомы в её атмосфере опускаются, оставляя на поверхности более лёгкие атомы.
Поэтому атмосфера белых карликов обычно состоит из чистого водорода или чистого гелия. Вот почему последнее открытие белого карлика так интересно. ZTF проводит роботизированные обзоры ночного неба, ища объекты, которые вспыхивают или меняются в яркости: сверхновые, звёзды, поглощаемые чёрными дырами, а также астероиды и кометы.
Рекомендуем
- Открыт белый карлик нового типа
- Навигация по записям
- Обнаружен новый промежуточный между звездами и планетами объект: Наука: Наука и техника:
- Другие новости
- Навигация по записям
Телескоп TESS NASA обнаружил новый крупный коричневый карлик с массой 77 Юпитеров
Путешествие к Звёздам. 1:39:02. KOSMO. Связано это с тем, что белый карлик — конечный продукт эволюции звезды средней массы. Но все это очень нетипично для белых карликов — остатков сгоревших звезд, обладающих зашкаливающей плотностью. Сверхмассивный белый карлик Gaia EDR3 покинул звездное скопление Гиад, расположенное в созвездии Тельца. Коричневые карлики иногда называют «неудачными звездами», так как они образуются как звезды в результате гравитационного коллапса, но никогда не набирают достаточно массы. Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, первый заблокирован приливами.
Китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики
Но еще больше озадачивает то, что эти новые звезды горячее и крупнее, чем большинство белых карликов, что свидетельствует о том, что в их ядрах, возможно, всё еще идут термоядерные реакции горение гелия. У исследователей есть гипотеза о том, как родились эти необычные звезды. Пары белых карликов в замкнутых бинарных системах в некоторых случаях притягивают друг друга, пока не столкнутся и не сформируют новый объект. Если составы каждой из исходной звезды были оптимальными, то конечным результатом могли бы стать новые звезды, которые сейчас наблюдают ученые. Это не единственные загадочные белые карлики. В рамках других исследований ученые обнаружили белые карлики с кольцеобразными системами , белые карлики-пульсары, а также особенно странную звезду, которая почему-то ярко горит в инфракрасном, но не в видимом свете.
Второй обнаруженный белый карлик, Сириус B Sirius B , оказался ещё более плотным — примерно в 200 000 раз плотнее Земли. Такая экстремальная плотность обусловлена необычным механизмом, обеспечивающим внутреннее давление звезды, необходимое для противостояния силе гравитации. В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. В результате гравитация сжимает всю массу звезды настолько сильно, что электроны в ней сближаются, образуя вещество с электронной дегенерацией. Это происходит из-за квантовой механики, в частности, принципа запрета Паули, согласно которому каждый электрон в атоме должен иметь уникальный набор квантовых чисел. В условиях экстремальной плотности, как в белых карликах, все возможные состояния электронов заполняются, создавая силу, противостоящую дальнейшему сжатию звезды. Чем больше масса белого карлика, тем меньше его размер, поскольку ему необходимо создать достаточное внутреннее давление для поддержания всей этой массы. И поскольку поверхностная гравитация звезды в 100 000 раз превышает гравитацию Земли, более тяжёлые атомы в её атмосфере опускаются, оставляя на поверхности более лёгкие атомы. Поэтому атмосфера белых карликов обычно состоит из чистого водорода или чистого гелия.
Новооткрытый объект, как смогли рассчитать специалисты, примерно в 80 раз массивнее Юпитера и вращается вокруг другого М-карлика, уже известного науке под наименованием TOI-5375. Располагающиеся в космосе коричневые карлики БК относятся к так называемым промежуточным объектам между планетами и звёздами. Обычно они имеют массу в промежутке между 13 и 80 массами Юпитера 0,012 и 0,076 масс нашего Солнца.
Впрочем, простого взрыва звезды недостаточно для достижения такой скорости. Астрономы считают, что сверхскоростные звезды запускаются в полет особым видом сверхновых типа Ia — динамически управляемыми сверхновыми с двойным вырождением и двойной детонацией D6. Фото: NASA В сверхновых D6 две белые карликовые звезды вращаются по спирали друг с другом, одна из которых лишает другую оставшихся слоев гелия с ее поверхности. Процесс производит так много энергии на поверхности белого карлика, что это запускает ядерный синтез в оболочке звезды, посылая ударную волну глубоко в ее ядро, что приводит к детонации. Наша галактика, вероятно, запустила в межгалактическое пространство более 10 млн таких звезд, предполагают исследователи.
Красный карлик станет последним домом для жизни во Вселенной
Иллюстрация происхождения магнитных полей у белых карликов в тесных двойных звёздах (смотреть против часовой стрелки). Вырожденные звезды и вырожденное вещество - Что представляют собой белые карлики. говорит ведущий автор работы Кови Роуз. Астрономы говорят, что найденный крошечный белый карлик, названный ZTF J1901+1458, родился как раз из пары двух "постаревших" звезд.
Две звезды объединились в массивный белый карлик
Астрономы подтвердили редкость появления экзопланет, похожих на Юпитер, у маломассивных красных карликов, не найдя ни одного такого объекта у 200 близких к Солнцу звезд. Smithsonian: во Вселенной появятся черный карлик и железная звезда. Экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни.
Открыт белый карлик нового типа
Астрономы сделали предварительный вывод: блуждающая звезда вторгнется в Солнечную систему! Правда, через 29 000 лет. Тогда она всколыхнёт облако Оорта, отчего последствия для Галактики, в том числе для Земли, будут непредсказуемы.
Потенциально, красный карлик может уберечь нас на триллионы лет. А это уже около 4 миллиардов потенциальных локаций. Но нам необязательно ограничивать себя только Землеподобными планетами.
Вокруг красных карликов могут вращаться газовые гиганты с лунами, на которых возможна жизнь. Или супер-Земли. В общей сложности, красные карлики могут насчитывать 60 миллиардов космических тел, куда можно перебраться. И это только в Млечном Пути. Увы, даже красные карлики погасают.
Смерть красного карлика через триллионы лет будет неприметной. Водород медленно кончится, карлик сожмется, пока не выгорит окончательно, оставляя после себя голубого карлика. Когда все топливо поглощено, он станет белым карликом — размером с Землю, в основном состоящим из плотных газов, вроде гелия-4. Без источника энергии "звезда" будет медленно охлаждаться, что займет миллиарды лет, пока не достигнет последней стадии — холодного черного карлика. Тихий конец для вселенной и жизни в ней.
Все, что мы делаем, все, чем мы являемся, все наши потомки и наше существование — у всего есть срок "годности". По крайней мере, наш еще очень и очень далеко. Больше статей на Shazoo.
Хотя они не сильно больше Юпитера, у них есть свои впечатляющие черты. Они не такие уж яркие, их не видно невооружённым взглядом в ночном небе. Даже с самыми современными технологиями мы можем видеть лишь те красные карлики, что находятся неподалеку от нас. А среди 30 самых ближайших к нам звезд 20 — красные карлики. Они везде. Подобно всем звездам, красные карлики превращают водород в гелий.
Если в других звездах ядра насыщены гелием, то внутри красных карликах происходит постоянное смешение водорода и гелия. А это значит, что им требуется гораздо больше времени, чтобы переработать весь водород и потухнуть. Более того, красные карлики "горят" так медленно, что их продолжительность жизни может достигать 10 триллионов лет. Это очень и очень долго. Наконец, будет время перечитать все накопившиеся книги и пройти весь бэклог игр в Steam. А так как нашей вселенной всего около 13. Все ныне существующие красные карлики находятся в младенчестве. Говоря о малышах — самая маленькая звезда во всей вселенной — это тоже красный карлик. Будь у него чуть меньше водорода и она считалась бы коричневым карликом — неудавшейся звездой, где почти не происходит реакции термоядерного синтеза. Alex Pi Сложная жизнь В начале текста мы затронули тему последнего дома.
Но где и когда нам придется задуматься о переезде?
Возраст «Несчастного случая» может составлять от 10 до 13 миллиардов лет, предполагают ученые. Это в два раза превышает средний возраст коричневых карликов. Неудивительно найти коричневого карлика в таком старом возрасте, но удивительно найти его у нас «на заднем дворе» Федерико Марокко Он добавил, что ученые ожидали, что такие старые коричневые карлики существуют, но также они ожидали, что эти объекты будут невероятно редкими. Шанс найти их в такой близости от Солнечной системы может быть удачным совпадением, или это говорит о том, что такие объекты встречаются чаще, чем предполагали ученые. Состав «Несчастного случая» может сильно отличаться от других коричневых карликов — это предполагает возраст объекта. Кроме того, спектр излучаемого им света также подтверждает это предположение. Как объясняют ученые, это связано с тем, что диапазон элементов был гораздо меньше в ранней Вселенной. Большая часть вещества во Вселенной сразу после Большого взрыва была водородом и гелием. Свет «Несчастного случая» на определенных длинах волн был бы сильнее в том случае, если он появился до того, как более тяжелые элементы стали более распространенными.
А именно это и наблюдали исследователи.
Найден коричневый карлик, который почти «стал» звездой
Однако в 2020 году благодаря данным космического телескопа «Гея» учёные обнаружили 21 кандидата в ELM-звёзды. Их можно полноправно считать белыми карликами с экстремально низкой массой. Таким образом, астрономам впервые удалось подтвердить существование давно теоретически предполагавшихся звёзд. Также исследователи нашли ещё 29 объектов, которые в дальнейшем могут получить статус ELM-карликов. Фото: M.
Наиболее вероятно нечто вроде взрыва сверхновой с последующим формированием экзотической звезды типа R Coronae Borealis — сейчас на всю Галактику таковых известно всего 65 штук. Эти звезды славны в первую очередь впечатляющим снижением яркости с нерегулярными интервалами.
Открытая командой из Оклахомы система хороша еще и тем, что в ходе вращения белые карлики периодически закрывают друг друга для земного наблюдателя. Происходят затмения, период которых постепенно уменьшается из-за сближения звезд.
Однако такие объекты все равно обнаруживаются , например, у звезд с массой менее 0,3 массы Солнца известны два экзогиганта — LHS 252b с массой 0,46 массы Юпитера и GJ 83. Разобраться в границах применимости модели аккреции на ядро могут исследования всей известной выборки экзопланет у маломассивных звезд. Однако они дают отличающиеся друг от друга результаты. Группа астрономов во главе с Эмили Пасс Emily K. Pass из Смитсоновской астрофизической обсерватории представила первые результаты исследования частоты появления экзогигантов у маломассивных 0,1-0,3 массы Солнца красных карликов.
Но по мере остывания белых карликов происходит смешение материалов. В некоторых случаях водород смешивается с внутренним веществом и разбавляется так, что гелий начинает преобладать. Однако смешиванию материалов могут препятствовать магнитные поля. Если магнитное поле сильнее с одной стороны, то на этой стороне смешивание будет слабее — следовательно, там будет больше водорода. Другая теория, предложенная исследователями, также связана с магнитными полями. В этом случае предполагается, что поля изменяют давление и плотность атмосферных газов.