Білі карлики: остигаютчі зірки у Всесвіті
У кожної зірки своя доля і своя тривалість життя. Настає момент, коли вона починає згасати.
Білі карлики – це незвичайні зірки. Вони складаються з речовини, щільність якого надзвичайно висока. У теорії зоряної еволюції вони розглядаються як заключний етап еволюції зірок малої і середньої маси, порівнянними з масою Сонця. За різними оцінками в нашій Галактиці налічується 3-4% таких зірок.
Як же утворюються білі карлики?
Після того як у старіючої зірці вигорить весь водень, її ядро стискується і розігрівається, – це сприяє розширенню її зовнішніх шарів. Ефективна температура зірки падає, і вона перетворюється на червоного гіганта. Розріджена оболонка зірки, дуже слабо пов’язана з ядром, з часом розсіюється в просторі, перетікаючи на сусідні планети, а на місці червоного гіганта залишається дуже компактна зірка, звана білим карликом.
Тривалий час залишалося загадкою, чому білі карлики, що мають температуру, що перевершує температуру Сонця, в порівнянні з розмірами Сонця невеликі, поки не з’ясувалося, що щільність речовини усередині них гранично висока (в межах 105 – 109 г / см3). Стандартної залежності – маса-світність – для білих карликів не існує, що відрізняє їх від інших зірок. У надзвичайно малому обсязі “упаковано” величезна кількість речовини, через що щільність білого карлика майже в 100 разів більше щільності води.
Температура білих карликів залишається практично постійною, незважаючи на відсутність всередині них термоядерних реакцій. Чим же це пояснюється? Унаслідок сильного стиснення електронні оболонки атомів починають проникати один в одного. Це продовжується до тих пір, поки між ядрами відстань не стає мінімальним, рівним радіусу найменшої електронної оболонки. У результаті іонізації електрони починають вільно рухатися відносно ядер, а речовина усередині білого карлика набуває фізичні властивості, які характерні для металів. У подібному речовині енергія до поверхні зірки переноситься електронами, швидкість яких у міру стиснення все більше збільшується: деякі з них рухаються зі швидкістю, що відповідає температурі в мільйон градусів. Температура на поверхні і усередині білого карлика може різко відрізнятися, що не призводить до зміни діаметра зірки. Тут можна навести порівняння з гарматним ядром – остигаючи, воно не зменшується в об’ємі.
Згасає білий карлик вкрай повільно: за сотні мільйонів років інтенсивність випромінювання падає всього на 1%. Але в підсумку він повинен буде зникнути, перетворившись на чорного карлика, для чого можуть знадобитися трильйони років. Білі карлики цілком можна назвати унікальними об’єктами Всесвіту. Відтворити в земних лабораторіях умови, в яких вони існують, ще нікому не вдалося.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)