با جرم هایی به ترتیب جرم خورشید (M?) و شعاع هایی تقریباً 100 برابر کوچکتر از شعاع خورشید. تراکم متوسطمواد کوتوله های سفید 10 8 -10 9 کیلوگرم بر متر 3. کوتوله های سفید چند درصد از کل ستاره های کهکشان را تشکیل می دهند. بسیاری از کوتوله های سفید بخشی از سیستم های ستاره ای دوتایی هستند. اولین ستاره ای که به عنوان کوتوله سفید طبقه بندی شد سیریوس B (ماهواره سیریوس) بود که توسط ستاره شناس آمریکایی A. Clark در سال 1862 کشف شد. در دهه 1910، کوتوله های سفید به عنوان یک کلاس خاص از ستارگان شناسایی شدند. نام آنها با رنگ اولین نمایندگان این طبقه همراه است.

یک کوتوله سفید با جرم یک ستاره و اندازه یک سیاره کوچک، کشش گرانشی عظیمی در نزدیکی سطح خود دارد که تمایل دارد ستاره را فشرده کند. اما تعادل پایداری را حفظ می کند، زیرا نیروهای گرانشی توسط فشار گاز منحط الکترون ها مقاومت می کنند: در چگالی زیاد ماده، مشخصه کوتوله های سفید، غلظت الکترون های عملا آزاد در آن به قدری زیاد است که، طبق اصل پائولی، آنها شتاب زیادی دارند. فشار گاز منحط عملاً مستقل از دمای آن است، بنابراین کوتوله سفید با سرد شدن منقبض نمی شود.

چگونه جرم بیشترکوتوله سفید، شعاع آن کوچکتر است. این تئوری حد جرم بالایی را برای کوتوله های سفید در حدود 1.4 M? (به اصطلاح حد چاندراسخار) که فراتر از آن منجر به فروپاشی گرانشی می شود. وجود چنین حدی به این دلیل است که با افزایش چگالی گاز، سرعت الکترون های موجود در آن به سرعت نور نزدیک می شود و نمی تواند بیشتر از این افزایش یابد. در نتیجه، فشار گاز منحط دیگر قادر به مقاومت در برابر نیروی گرانش نیست.

آیا کوتوله های سفید در پایان تکامل ستارگان معمولی با جرم اولیه کمتر از 8M تشکیل شده اند؟ پس از اتمام ذخایر سوخت ترموهسته ای خود. در این دوره، ستاره با عبور از مرحله یک غول سرخ و یک سحابی سیاره ای، لایه های بیرونی خود را می ریزد و هسته ای را که دمای بسیار بالایی دارد، در معرض دید قرار می دهد. با سرد شدن تدریجی، هسته ستاره به حالت یک کوتوله سفید می رسد و به دلیل انرژی گرمایی ذخیره شده در اعماق، برای مدت طولانی به درخشش ادامه می دهد. درخشندگی یک کوتوله سفید با افزایش سن کاهش می یابد. در سن حدود 1 میلیارد سال، درخشندگی کوتوله سفید هزار برابر کمتر از خورشید است. دمای سطح کوتوله های سفید مورد مطالعه در محدوده 5·103 تا 105K قرار دارد.

برخی از کوتوله‌های سفید دارای تنوع نوری با دوره‌هایی از چند دقیقه تا نیم ساعت هستند که با تجلی نوسانات غیر شعاعی گرانشی ستاره توضیح داده می‌شود. تجزیه و تحلیل این نوسانات با استفاده از روش های سیار لرزه شناسی امکان مطالعه را فراهم می کند ساختار داخلیکوتوله های سفید در طیف حدود 3 درصد از کوتوله های سفید، قطبش شدید تشعشع یا شکاف زیمان خطوط طیفی مشاهده می شود که نشان دهنده وجود میدان های مغناطیسی با القای 3·10 4 -10 9 G است.

اگر یک کوتوله سفید وارد یک بسته شود سیستم دوگانه، سپس سهم قابل توجهی در درخشندگی آن می تواند ناشی از سوزاندن گرما هسته ای هیدروژنی باشد که از یک ستاره همسایه جاری می شود. این سوزش غالباً ماهیتی غیر ساکن دارد که به صورت طغیان ستاره‌های نوا و نوا مانند خود را نشان می‌دهد. در موارد نادر، تجمع هیدروژن در سطح یک کوتوله سفید منجر به یک انفجار گرما هسته ای می شود. نابودی کاملستاره ای که به عنوان یک انفجار ابرنواختر رصد شده است.

متن: Blinnikov S.I. کوتوله های سفید. م.، 1977; Shapiro S., Tyukolski S. سیاهچاله ها، کوتوله های سفید و ستاره های نوترونی: قسمت 2 M.، 1985.

خورشید توپی از آتش است که در اعماق آن پیوسته واکنش گرما هسته ای در جریان است. در نتیجه اتم های هیدروژن به اتم هلیوم تبدیل می شوند و انرژی عظیمی آزاد می شود. بخش کوچکی از آن به سیاره زمین حیات می بخشد. گلوله آتشینی که از همجوشی هسته ای تشکیل شده است نامیده می شود ستاره دنباله اصلی.

ستاره خانه ما به عنوان " کوتوله زرد" یعنی در مقیاس کیهانی این سازند کوچک است و رنگ آن زرد است. اما چشم انسان آن را سفید می بیند. طول عمر یک کوتوله زرد بسیار کوتاه است. فقط حدود 10 میلیارد سال است. با معیارهای کیهان، سن مسخره است. اما این دقیقاً چقدر طول می کشد تا هیدروژن کاملاً به هلیوم تبدیل شود.

پس از این، ستاره منبسط می شود و به شکل کیهانی دیگری به نام غول سرخ تبدیل می شود. در این حالت هلیوم مشتعل می شود. شروع به تبدیل شدن به کربن می کند و اندازه ستاره افزایش و افزایش می یابد. به عنوان مثال، مرزهای بیرونی خورشید ما به زمین می رسد و عطارد و زهره را در طول مسیر جذب می کند. طبیعتا دیگر هیچ حیاتی در سیاره آبی وجود نخواهد داشت. اقیانوس ها تبخیر می شوند، اما اساس همه چیز آب است.

یک ستاره معمولاً 1 میلیارد سال در حالت غول سرخ باقی می ماند. سپس به یک سحابی سیاره ای تبدیل می شود. این یک ابر گازی با یک کوتوله سفید در مرکز آن است. این نیز یک ستاره است، اما بدون هیچ منبع انرژی. چگالی بسیار زیاد و درخشندگی ناچیزی دارد. چنین کوتوله های سفیدی در کهکشان ما حدود 10 درصد از کل ستاره ها را تشکیل می دهند.

اما این پایان راه است و از کجا شروع می شود؟ چگونه یک ستاره جوان تشکیل می شود، خورشید و منظومه شمسی ما چگونه ظاهر شدند؟ نظریه روشنی در این مورد وجود دارد که ظهور ستارگان دنباله اصلی را توضیح می دهد.

ظهور خورشید

حدود 5 میلیارد سال پیش، چیزی در جایی که ما اکنون هستیم وجود نداشت. نه زمین، نه سیاره دیگری و نه خورشیدی وجود داشت. تمام فضا با مولکول های هیدروژن پر شده بود. آنها یک سحابی بزرگ را تشکیل دادند و آزادانه در فضا حرکت کردند. اما هیچ چیز برای همیشه در زیر ماه دوام نمی آورد (در در این موردزیر مرکز کهکشان). تحت تأثیر نیروهای گرانشی، ابر هیدروژن به تدریج شروع به پیچیدن به قیف کرد و به دور محور خود می چرخید.

چرا این اتفاق افتاد؟ جاذبه در همه چیز مقصر است. به عنوان مثال، در همان زمین، به لطف آنها، گردبادها و گردبادهای قدرتمندی تشکیل می شوند. کل کیهان طبق قوانین مشابه زندگی می کند. فقط گردبادهایی که در فضای بدون هوا هستند اندازه بسیار بزرگتری دارند و میلیون ها سال است که وجود دارند. گردباد مشابهی 5 میلیارد سال پیش رخ داد. این او بود که باعث ظهور کوتوله زرد شد.

قیف عظیم گاز سریعتر و سریعتر می چرخید و در مرکز آن چگالی هیدروژن در حال افزایش بود. بر همین اساس دما افزایش یافت. سرانجام به یک مقدار بحرانی رسید و شروع یک واکنش گرما هسته ای را برانگیخت. خورشید اینگونه متولد شد. 4.6 میلیارد سال پیش به طور کامل شکل گرفت. یعنی در حال حاضر کوتوله زرد نیمی از عمر خود را گذرانده است. با هر میلیارد سال زندگی جدید، روشن تر و درخشان تر می شود. ساختار داخلی آن چیست؟

ساختار درونی خورشید

جرم خورشید معادل 99 درصد کل منظومه شمسی و برابر با 2 × 10 27 تن است. درصد باقیمانده از سیارات، ماهواره ها، دنباله دارها و سیارک ها می آید. قطر این ستاره برابر با 109 قطر زمین و 1.39 میلیون کیلومتر است. از کوتوله زرد تا سیاره آبی 149.6 میلیون کیلومتر است. این به اصطلاح یکی است واحد نجومی. مرکز کهکشان راه شیری 26 هزار سال نوری از خورشید فاصله دارد. این ستاره هر 200 میلیون سال یک بار در مدار خود یک چرخش می کند. با سرعت 217 کیلومتر بر ثانیه در مرکز کهکشان حرکت می کند.

در مرکز لامپ قرار دارد هسته. 40 درصد از کل جرم خورشید را شامل می شود. قطر آن تقریباً 350 هزار کیلومتر است. چگالی هسته بسیار زیاد است و 150 برابر چگالی آب است. دمای هسته خورشیدی حدود 13.6 میلیون درجه سانتیگراد است. در هسته است که واکنش گرما هسته ای رخ می دهد و انرژی آزاد می شود، زیرا مولکول های هیدروژن، تحت تأثیر دما و چگالی، با یکدیگر ادغام می شوند و به هلیوم تبدیل می شوند. در این حالت نوترینوها و فوتون های گاما ساطع می شوند.

فوتون های گاما در روند حرکت خود به پوسته بیرونی خورشید به فوتون هایی با انرژی کمتر تجزیه می شوند و نوترینوها در هنگام عبور از توده داغ به هیچ وجه تغییر نمی کنند.

پشت هسته است منطقه همرفتی. شرایط دماییدر آن به طور قابل توجهی کمتر است و از 5 میلیون درجه سانتیگراد در نزدیکی هسته تجاوز نمی کند. طبیعتاً همجوشی هسته ای در چنین دمایی نمی تواند رخ دهد. ضخامت این زون تقریباً 300 هزار کیلومتر است. در این فاصله دما تا 6 هزار درجه سانتیگراد کاهش می یابد. وظیفه منطقه انتقال بسیار آرام و تدریجی دمای بالا به سطح ستاره است. میدان مغناطیسی کوتوله زرد نیز در ناحیه همرفتی ایجاد می شود.

کشش های بیشتر فوتوسفر. این سطح ستاره بومی ما در نظر گرفته می شود. تابش خورشید از اینجا می آید. در لبه بیرونی فوتوسفر، دما به 4.5 هزار درجه سانتیگراد می رسد. تمام فواصل از سطح این لایه از جمله فاصله تا زمین محاسبه می شود.

فتوسفر توسط یک پوسته خارجی بسیار نازک احاطه شده است. نامیده می شود - کروموسفر. ضخامت آن از 2 هزار کیلومتر تجاوز نمی کند. دما در فتوسفر افزایش می یابد و به 10 هزار درجه سانتیگراد می رسد. در برخی مناطق می تواند تا 20 هزار درجه برسد. چگالی در این ناحیه نسبتاً کم است، مولکول های هیدروژن غالب هستند. آنها به پوسته بیرونی رنگ قرمز می دهند.

تاج خورشیدی بالای سطح خورشید

فوتوسفر را از بالا احاطه می کند تاج خورشیدی. چگالی لایه بسیار کم است، اما درجه حرارت بالا است. به 1-2 میلیون درجه سانتیگراد می رسد. چرا این اتفاق می افتد؟ یک فرضیه وجود دارد که علت آن یک میدان مغناطیسی است. به دلیل تأثیر آن، شراره های خورشیدی رخ می دهد. آنها تاج را گرم می کنند دمای بالا. خود تاج به دلیل چگالی کم عملاً نامرئی است. از زمین می توان آن را در هنگام خورشید گرفتگی مشاهده کرد، زمانی که ماه به طور کامل خورشید را مسدود می کند. در این لحظه است که درخششی در اطراف ماهواره زمین مشاهده می شود که چیزی بیش از یک تاج نیست.

جریان عظیمی از ذرات یونیزه شده دائماً از تاج سرازیر می شود. این باد آفتابیکه یک پلاسمای هلیوم هیدروژنی است. ذرات با سرعت 400 تا 750 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کنند. آنها در کل منظومه شمسی نفوذ می کنند و مسیر خود را در هلیوسفر پایان می دهند. اینجا جایی است که محیط بین ستاره ای شروع می شود و سرعت ذرات یونیزه شده به صفر می رسد.

باد خورشیدی بر سطوح سیارات منظومه شمسی تأثیر منفی می گذارد. همچنین تأثیر منفی بر روی زمین دارد. اما میدان مغناطیسی قدرتمند سیاره آبی یک سپر محافظ ایجاد می کند. به لطف او است که باد خورشیدی نمی تواند به سطح زمین نفوذ کند.

یک میدان مغناطیسی

پلاسمای خورشیدی رسانایی الکتریکی بسیار بالایی دارد. بر این اساس به وجود می آید برقو در نتیجه میدان مغناطیسی. خورشید دارای میدان مغناطیسی عمومی و میدان مغناطیسی محلی است. میدان مغناطیسی کلی هر 22 سال قطبیت خود را تغییر می دهد. این فرآیند به فعالیت خورشیدی بستگی دارد. هنگامی که فعالیت در حداقل است، تنش در قطب حداکثر است. فعالیت خورشیدی افزایش می یابد، قدرت میدان کاهش می یابد.

میدان های مغناطیسی محلی در یک ناحیه کوچک در مقایسه با میدان عمومی شدت بیشتری و نظم کمتری دارند. اگر منطقه بزرگ باشد، تنش کم است. قوی ترین میدان مغناطیسی در لکه های خورشیدی مشاهده می شود. این امر به ویژه زمانی قابل توجه است که قطبیت میدان محلی در جهت با قطبیت میدان عمومی منطبق باشد. به طور کلی، این میدان ها ناپایدار هستند و تنها چند دور خورشید دوام می آورند.

لکه های تاریک روی خورشید

فعالیت خورشیدی

اول تعریف کنیم لکه های خورشید. اینها نواحی تاریک به وضوح قابل مشاهده هستند که دمای آنها کمتر از سایر نقاط فوتوسفر است. موضوع این است که در این مکان ها، خطوط برق میدان های مغناطیسی قدرتمند از اعماق کوتوله زرد بیرون می آیند. آنها حرکت ماده را سرکوب می کنند و بنابراین توزیع یکنواخت انرژی حرارتی را کاهش می دهند. تعداد لکه های خورشیدی شاخص اصلی فعالیت خورشیدی است.

فعالیت خورشیدی خود نمایانگر پدیده های مختلف ناشی از تولید میدان های مغناطیسی است. این خود را به شکل فلش، تغییر در قدرت نشان می دهد تابش الکترومغناطیسی، اختلالات باد خورشیدی و سایر پدیده ها. در نتیجه همه اینها، محیط بین سیاره ای مختل می شود. که خود را در قالب فعالیت ژئومغناطیسی مثلاً در همان زمین نشان می دهد.

از نظر زمانی، فعالیت خورشیدی می تواند کوتاه مدت یا طولانی مدت باشد. در مورد دوم، به شدت بر آب و هوای سیاره آبی تأثیر می گذارد. برای مثال، گرمایش جهانی که امروزه مشاهده می شود، مستقیماً با فعالیت طولانی مدت ستاره زرد مرتبط است. اما مکانیسم چنین اثری هنوز بسیار کم مورد مطالعه قرار گرفته است.

ماه خورشید را پوشاند و خسوف شد

خورشید گرفتگی زمانی اتفاق می‌افتد که ماه به طور کامل یا جزئی، خورشید را از ناظر روی زمین مسدود می‌کند. این پدیده فقط در ماه نو. این مرحله مشخصی است که ستاره زرد، سیاره آبی و ماه در یک خط قرار دارند. در این حالت ماهواره زمین در وسط قرار می گیرد. مدت فاصله بین ماه جدید 29.5 روز است.

هر 100 سال به طور متوسط ​​235 خورشید گرفتگی رخ می دهد. علاوه بر این، دیسک خورشیدی در 62 مورد کاملاً بسته است. 159 مورد بسته شدن نسبی دیسک است. یعنی ماهواره زمین از مرکز قرص خورشیدی عبور نمی کند، بلکه تنها بخشی از آن را از دید ناظر پنهان می کند. آسمان کمی تاریک می شود. چنین کسوفی را می توان در فاصله حدود 2 هزار کیلومتری از منطقه ای که ماه به طور کامل خورشید را می پوشاند مشاهده کرد.

در 14 مورد خورشید گرفتگی حلقوی مشاهده شده است. در این حالت، ماهواره از امتداد دیسک خورشیدی عبور می کند، اما به نظر می رسد که قطر آن کمتر است، بنابراین نمی تواند ستاره را از دید ناظر پنهان کند.

در طی یک ماه گرفتگی کامل، تاج خورشیدی به وضوح قابل مشاهده است. اما بشریت می تواند بیش از 600 میلیون سال آن را تحسین کند. پس از این مدت، ماه به قدری از زمین دور می شود که خورشید گرفتگی کامل دیگر امکان پذیر نخواهد بود. واقعیت این است که ماهواره سریعتر و سریعتر حرکت می کند و سیاره آبی به تدریج چرخش خود را کاهش می دهد. بدین ترتیب ماه هر سال 4 سانتی متر از زمین دور می شود.

در مورد خورشید، برای مدت طولانی در فاصله ای از فضا می درخشد و به زمینیان گرما و زندگی می بخشد. میلیاردها سال می گذرد تا تغییرات شگرفی آغاز شود که می تواند بر سیاره آبی تأثیر منفی بگذارد. بیایید امیدوار باشیم که تا این زمان تمدن بشری فرصتی برای محافظت از خود در برابر نابودی پیدا کند. تنها چیزی که ممکن نخواهد بود نجات خود خورشید است. پس از همه، جهان در چارچوب چرخه های کیهانی زندگی می کند، که هر یک شروع و پایان خاص خود را دارد.