Šie trys dangaus objektai yra genetiškai susiję vienas su kitu, galima sakyti, kad tarp jų yra giminystės ryšiai. Tam tikrame savo evoliucijos etape didžiulis raudonasis milžinas (jo spindulys yra 21 kartą didesnis už Saulės spindulį) išmeta išorinę materijos dalį ir vietoj jos lieka tik plika raudonojo milžino šerdis. tik apie 10 kilometrų spinduliu, bet viduje yra itin tankios medžiagos. Tai baltasis nykštukas. Raudonojo milžino išstumta medžiaga (dujos) išlieka matoma tam tikrą laiką ir yra ne kas kita, kaip ūkas. 8 paveiksle pavaizduotas Skraidantis ūkas. Šį ryšį tarp raudonųjų milžinų, baltųjų nykštukų ir ūkų nustatė sovietų astrofizikas I.S. Šklovskis.

Raudonieji milžinai ir baltosios nykštukės skiriasi nuo visų kitų įprastų žvaigždžių tuo, kad nepastebi žinomo ryšio tarp šviesumo ir paviršiaus temperatūros. Raudonųjų milžinų paviršiaus temperatūra yra palyginti žema (tik 3500 K), o jų šviesumas yra labai didelis. Jei raudonieji milžinai būtų paprastos žvaigždės, jų paviršiaus temperatūroje jie švytėtų daug mažiau ryškiai. Šią raudonųjų milžinų savybę lėmė jų sandara, tai, kad energijos švytėjimui jie gauna visiškai kitaip nei paprastos žvaigždės.

Ryžiai. 8. Siūlinis skraidantis ūkas Cygnus žvaigždyne

Raudonasis milžinas yra sena žvaigždė, kurioje visas vandenilis sudegė dėl branduolinių reakcijų ir virto heliu. Tolesnės reakcijos, paverčiančios helią sunkesnėmis cheminiai elementai Jie negali ten nuvykti, nes tam nepakanka temperatūros.

Raudonojo milžino šerdis yra labai maža: jos spindulys yra tik maždaug viena tūkstantoji pačios žvaigždės spindulio. Reikėtų pasakyti, kad žvaigždei vystantis, jos konvekcinio šerdies masė ir dydis palaipsniui mažėja. Tačiau šerdyje medžiagos tankis yra didžiulis (apie 300 kilogramų kubiniame centimetre). Žvaigždės šerdies temperatūra yra keturiasdešimt milijonų kelvinų. Tačiau raudonojo milžino šerdis nėra sintezės krosnis, tiekianti energiją visai žvaigždei. Prieš tai visas jame buvęs kuras buvo išdegęs. Kadangi šerdyje nėra jokių smarkių procesų, susijusių su termobranduolinėmis reakcijomis, temperatūra visose jos dalyse yra vienoda, tai yra, ji yra izoterminė.

Raudonojo milžino energija generuojama labai ploname apvalkale (jo storis yra daug mažesnis nei žvaigždės šerdies storis), kuris supa šerdį. Šiame sluoksnyje žvaigždės medžiagos temperatūra sumažėja nuo 40 milijonų kelvinų šerdyje iki 25 milijonų kelvinų už sluoksnio ribų. Medžiagos tankis šiame apvalkale yra kelis tūkstančius kartų mažesnis nei žvaigždės šerdyje. Energija šiame sluoksnyje išsiskiria dėl ten vykstančių anglies-azoto ciklo temperatūros reakcijų. Šioms reakcijoms būdinga tai, kad anglis jose nesunaudojama, nors ir dalyvauja reakcijose. Jis yra katalizatorius. Reakcijų ciklas prasideda nuo anglies sąveikos su vandenilio branduoliu – protonu, o baigiasi (šeštoje reakcijoje) susidarant tam pačiam anglies branduoliui, bet kartu su helio branduoliu (tai yra alfa dalele). Šių reakcijų „sausoji liekana“ yra gana sudėtingas vandenilio pavertimas heliu ir atitinkamos energijos išsiskyrimas.

Išsiskyrusi energija spinduliuotės būdu perduodama iš apvalkalo, kuriame vyksta termobranduolinės reakcijos. Tačiau tokiu būdu jis gali prasiskverbti tik iki maždaug dešimtosios žvaigždės spindulio atstumo. Be to, spinduliuotės energijos perdavimas tampa neveiksmingas dėl didelio žvaigždės materijos neskaidrumo. Todėl tolesnis energijos perdavimas į išorę vyksta medžiagos konvekcija.

Pavyzdžiui, Saulėje konvekcinė zona užima palyginti ploną sluoksnį, o raudonajame milžine didžioji žvaigždės „kūno“ dalis yra konvekcijos būsenoje.

Aprašyta raudonojo milžino struktūra yra labai optimali žvaigždės ilgaamžiškumo požiūriu. Tai, kad žvaigždė turi labai tankų šerdį, leidžia jai labai ilgą laiką išlaikyti likusią žvaigždės medžiagą, esančią aukščiau. Tokia tanki šerdis praktiškai nesusispaudžia, todėl neįkaista. Ilgą laiką žvaigždės šerdyje nevyksta termobranduolinė reakcija, kai helis virsta anglimi. Ši reakcija vyksta esant šimtų milijonų kelvinų temperatūrai. Tai vyksta keliais etapais. Iš pradžių susidūrę helio branduoliai suformuos radioaktyvų berilio izotopą, kuris, susidūręs su kita didelės energijos alfa dalele, suformuos stabilų anglies izotopą. Tai išskiria labai didelę energiją: 7,3 milijono elektronų voltų.

Kai raudonojo milžino šerdies temperatūra dėl kokių nors priežasčių pakyla iki reikiamo dydžio- šimtai milijonų kelvinų, prasidės helio transformacija į anglį, kuri išskiria didžiulį kiekį energijos. Tai vadinamasis žvaigždės helio sprogimas. Išdegus visam šerdyje esančiam heliui, reakcija tęsiasi tik palyginti plonu sluoksniu, kuris supa antrą kartą perdegusią šerdį. Prisiminkime, kad šerdį supa kitas didesnio spindulio apvalkalas, kuriame vyksta anglies-azoto ciklo termobranduolinės reakcijos, o vandenilis toliau virsta heliu. Nustatyta, kad raudonojo milžino helio šerdies masė iki helio sprogimo pradžios praktiškai nepriklauso nuo visos žvaigždės masės ir yra maždaug pusė Saulės masės.

Po helio pliūpsnio (tiksliau, po helio sudeginimo pačioje šerdyje) raudonasis milžinas tampa žvaigžde su „dviejų sluoksnių“ branduolinės energijos šaltiniu. Abu sluoksniai aprašyti aukščiau. Didėjant žvaigždės viduje išsiskiriančiai energijai, didėja ir jos šviesumas. Raudonojo milžino šviesumas siekia kelis tūkstančius Saulės šviesų (o ne 225 kartus prieš helio sprogimą). Dėl viso to žvaigždė „išsipučia“ ir jos spindulys katastrofiškai išauga. Jei iš pradžių jis buvo lygus 21 Saulės spinduliui, tai dabar raudonojo milžino dydis vos tilptų į Žemės orbitą.

Vandenilio apvalkalas palaipsniui pasislenka į išorę. Laikui bėgant 70% visos žvaigždės masės jau susikaupia jos viduje (šerdyje). Raudonasis milžinas su dviem energijos išsiskyrimo sluoksniais dar gali išgyventi apie milijoną metų. Branduolinėms reakcijoms pasibaigus, išorinis žvaigždės apvalkalas atitrūksta nuo šerdies ir virsta ūku. Susidariusio planetinio ūko medžiagoje yra daug vandenilio. Planetinis ūkas plečiasi maždaug 30 km/s greičiu. Remiantis šiuo faktu, galima apskaičiuoti, kad išoriniai žvaigždės sluoksniai atsiskyrė maždaug vieno astronominio vieneto šerdies atstumu (kai žvaigždės dydis tapo lygus Žemės orbitai). Šiuose skaičiavimuose buvo daroma prielaida, kad žvaigždės vidinės dalies masė yra lygi 0,8 saulės masės.

Kodėl ir kaip išsilieja išoriniai raudonųjų milžinų sluoksniai? Šiuo metu nėra išsamios šio reiškinio teorijos. Klausimas labai sunkus. Tačiau priežastys, galinčios sukelti šį atstatymą, yra aiškios. Vienas iš jų – labai didelis šviesos slėgis, kurį sukuria spinduliuotė iš žvaigždės šerdies. Korpuso atsiskyrimas taip pat gali atsirasti dėl jo medžiagos nestabilumo. Kadangi apvalkalo matmenys yra didžiuliai, toks nestabilumas turėtų sukelti svyravimo procesus, kurie savo ruožtu turėtų sukelti pokyčius terminis režimas apvalkalo medžiagos. Žvaigždės apvalkalas nuo šerdies gali atsiskirti ir dėl stipraus konvekcinio nestabilumo. Jis galėjo išsivystyti dėl vandenilio jonizacijos žvaigždės fotosferoje. Vienaip ar kitaip, apvalkalas atsiskiria nuo šerdies ir susidaro planetinis ūkas. Tačiau raudonieji milžinai į tarpžvaigždinę terpę tiekia ne tik ūkus, bet ir dulkių daleles – kosmines dulkes. Dulkių grūdeliai susidaro šaltoje, išplėstoje raudonųjų milžinų atmosferoje. Čia tam yra sąlygos, nes didelė dujų dalis yra molekulinės būsenos. Tai patvirtina matavimai infraraudonoji spinduliuotė iš planetinių ūkų. Šių matavimų rezultatai rodo, kad yra didelis šios spinduliuotės perteklius iš dulkių dalelių. Dulkių dalelės negali susidaryti iš dujinės terpės, nes dujos yra karštos ir gerai susimaišiusios.

Dabar tenka pažvelgti į raudonojo milžino šerdį, kuri, nuplėšusi kiautą, pavirto savotiška žvaigžde – balta nykštuke.

Raudonojo milžino šerdį sudaro ypatingos būsenos materija, kurią sukelia ekstremalios sąlygos šerdyje. Tokios būsenos dujos vadinamos „išsigimusiomis“. Tai yra kvantinių mechaninių procesų materijoje produktas, ir, deja, jo esmės negalima suprasti (ir paaiškinti) remiantis vien klasikine fizika.

Kas yra išsigimusios dujos?

Raudonojo milžino šerdyje yra didelio tankio jonizuotos dujos. Būtent dėl ​​to, kad šis tankis yra labai didelis, orbitiniai elektronai dujų atomuose juda kitaip nei atomuose esant normaliam slėgiui. Orbitinių elektronų judėjimą reguliuoja (nustato) kvantinių skaičių rinkinys. Tokių skaičių yra 4. Vienas (pagrindinis) nustato elektrono energiją atome, antrasis fiksuoja elektrono orbitinio sukimosi momento reikšmę, trečias - šio momento projekciją magneto kryptimi. lauke, ketvirtasis nustato savo sukimosi momento, jo sukimosi reikšmę. Tai galima palyginti su automobilio valstybiniais numeriais, sudarytais iš 4 skaitmenų. Egzistuoja geležinė taisyklė: negali būti dviejų kvantinių mechaninių sistemų su visiškai vienodais kvantiniais skaičiais (kaip negali būti dviejų mašinų su visiškai vienodais skaičiais). Tai galima paaiškinti ir kitaip. Pirmieji trys skaitmenys (kvantiniai skaičiai) vienareikšmiškai apibrėžia dalelės trajektoriją. Juk elementarioji dalelė gali judėti tik tam tikromis trajektorijomis, o ne bet kokiomis. Tai galioja ne tik atomo elektronams, kurie juda savo orbitomis, bet ir metalo gabale esantiems elektronams, kurie seniai prarado savo gimtuosius atomus ir juda, įeina į savo rūšies bendruomenę (ansamblį). Šiems metalo elektronams kvantinis dėsnis (Pauli principas) nustato aiškias trajektorijas. At normaliomis sąlygomis, tai yra, esant įprastam slėgiui, kai dalelių nėra daugiau nei joms skirtos trajektorijos, nieko ypatingo neįvyksta: kiekvienas elektronas juda jam skirta trajektorija. Tačiau žinome, kad dujų dalelės gali judėti greičiau arba lėčiau, priklausomai nuo dujų temperatūros ir jų užimamo tūrio. Taip pat žinoma, kad padidinus dujų temperatūrą, padidės jų dalelių judėjimo greitis. Dujų slėgio, temperatūros ir tūrio ryšį lemia gerai žinomi dujų dėsniai arba, kaip jie vadinami, idealių dujų dėsniai. Bet kai medžiagos tankis yra per didelis, kai elementariųjų dalelių (elektronų) yra daugiau nei joms skirtos trajektorijos, dujos nustoja paklūsti šiems dėsniams. Tai labai rimta, nes dujos nustoja elgtis taip, kaip turėtų elgtis, o jų elgesys peržengia bet kokią prasmę. Turime pridėti žodį „sveikas“. Tačiau žinoma, kad kvantinė mechanika buvo sukurta nepaisant Sveikas protas. Nepaisant to, elementariųjų dalelių judėjimui taikomi jo dėsniai, įskaitant tokius ekstremaliomis sąlygomis. Taigi, kai elektronų yra daugiau nei jiems skirtų takelių, Pauli principas leidžia jiems viename takelyje stovėti ne po vieną, o po keturis. Esant normaliam slėgiui, vienoje trajektorijoje, kurią visiškai nulemia trys kvantiniai skaičiai, yra du elektronai, tačiau jie skiriasi ketvirtuoju kvantiniu skaičiumi. Grubiai tariant, du elektronai eina vienu keliu: vienas elektronas sukasi į kairę, o kitas į dešinę. Jie sako, kad jų sukimai yra skirtingi, priešingi (angliškas žodis „spin“ reiškia „sukimas“). Tai ketvirtasis dalelės kvantinis skaičius, nulemiantis jos sukimąsi. Taigi esant labai dideliam slėgiui, dėl takelių trūkumo, tą patį takelį leidžiama užimti ne tik dviem elektronams, kurie sukasi priešingai aplink savo ašį, bet ir dviem papildomais elektronais, tačiau su vienu kategoriškai griežtu reikalavimu: jie turi bėgti greičiau nei pirmieji du, kad jų netrukdytų. Kiek greičiau jiems reikia bėgti, lemia patys elektronai, tai yra, jie bėga greičiau „iš būtinybės“. Tačiau, paisydami šio reikalavimo, elektronai neturi galimybės paisyti dujų įstatymų. Taigi paprastose dujose mažėjant dujų temperatūrai dalelių greitis tampa labai mažas. Tuo pačiu metu mažėja dujų slėgis. Visai kas kita, kai šių supertankių dujų temperatūra mažėja (tai vadinama išsigimusiomis). Kadangi mažėjant dujų temperatūrai dalelėms neleidžiama mažinti greičio, dujų slėgis nemažėja. Galų gale, dujų slėgis tam tikroje sienoje susidaro dėl dalelių smūgių į šią sieną. Kadangi greitis didelis, smūgiai stiprūs. Kaip rezultatas aukštas spaudimas. Ir tai yra žemoje temperatūroje. Tai iš esmės prieštarauja dujų įstatymams. Tačiau tai neprieštarauja pastebėjimams. Taigi raudonųjų milžinų šerdys susideda iš išsigimusių dujų. Natūralu, kad kai jos virsta nepriklausomomis žvaigždėmis – baltosiomis nykštukėmis, jos vis tiek susideda iš išsigimusių dujų. Todėl baltųjų nykštukų elgesys ilgas laikas suglumo ekspertai. Nebuvo įmanoma paaiškinti sąlygų baltojoje nykštukėje naudojant dujų įstatymus.

Baltųjų nykštukų masė yra maždaug lygus masei Saulė ir matmenys yra lygūs Žemės matmenims. Iš čia aišku, kokia tanki medžiaga! Į kubinį centimetrą supakuota iki dešimties tonų medžiagos. Tačiau tokiomis sąlygomis žvaigždės temperatūra turėtų būti didžiulė, o tai reiškia, kad ji turėtų stipriai šviesti. O nykštukai šviečia šimtus ir tūkstančius kartų silpniau už Saulę. Tai buvo paradoksas, kol jie suprato, kad to priežastis buvo išsigimusi baltąją nykštuką sudarančių dujų būsena. Baltoji nykštukė gyvena pagal išsigimusių dujų dėsnius, o, pasirodo, paradokso nėra.

Paprastų žvaigždžių pusiausvyros būseną (kai jos nei susitraukia, nei išsiplečia) lemia žvaigždės medžiagos temperatūra. Baltųjų nykštukių atveju temperatūra šiuo atžvilgiu neatitinka nuotraukos; ji neturi įtakos žvaigždės pusiausvyrai, nes slėgį sukuriančios dalelės prarado jos kontrolę. O pusiausvyrą užtikrina tam tikras spaudimas. Pagal išsigimusių dujų dėsnius (pagal Pauli principą) jų slėgį lemia tik dujų tankis. Ryšys tarp išsigimusių dujų tankio ir jų slėgio pakeičia Clapeyron lygtį, kuriai paklūsta idealios dujos. Be to, slėgis, kuris dabar niekaip nepriklauso nuo temperatūros, priklauso nuo tankio ne kaip pirmasis pastarojo laipsnis, o daug stipresnis: slėgis yra proporcingas tankiui 5/3 galiai. Tai atspindi faktą, kad slėgis (taigi ir dalelių greitis) pridedant naujų dalelių (ty padidėjus tankiui) turi padidėti, kad dalelės taip padidintų greitį ("pagal būtinybę"), kad galėtų ir toliau. bėga savo trajektorijomis naujos dalelės, kurios jau yra „perteklinės“. Dėl dalelių pertekliaus dujose jos išsigimsta. Kai yra žinomas išsigimusių dujų elgsenos dėsnis, galima apskaičiuoti, kokio tankio ir temperatūros dujos tampa išsigimusios. Tokie skaičiavimai rodo, kad esant maždaug 10 milijonų kelvinų temperatūrai, kuri pasiekiama žvaigždžių viduje, dujos turėtų išsigimti, jei jų tankis viršija 1 kilogramą kubiniame centimetre. Kaip žinoma, paprastų žvaigždžių viduje dujų tankis yra mažesnis, todėl yra neišsigimęs ir visiškai paklūsta įprastiems dujų būsenos dėsniams. Baltosios nykštukės susideda iš visiškai išsigimusių dujų. Tik išorėje jie turi ploną "paprastų" dujų apvalkalą. Štai kodėl baltųjų nykštukų struktūra nepriklauso nuo jų skaisčio, kaip yra įprastų žvaigždžių atveju. Baltoji nykštukė gali išlikti net esant absoliučiam nuliui, nes jos šviesumas nepriklauso nuo masės. Tačiau nykštukai griežtai paklūsta vienai priklausomybei: vienodos masės baltųjų nykštukų dydžiai taip pat turėtų būti vienodi. Kitoms žvaigždėms tokia priklausomybė jokiu būdu nėra būtina. Ten viską lemia temperatūra.

Be to, kuo didesnė baltosios nykštukės masė, tuo mažesnis jos spindulys. Tai reiškia, kad kai kuriais maksimalus svoris Ar nykštukas gali net susitraukti iki taško? Remiantis teoriniais tyrimais, gamtoje negali būti baltųjų nykštukų, kurių masė didesnė nei 2,2 Saulės masės. Beje, jei baltosios nykštukės masė labai padidėja, tai elektronų perteklius išsigimusiose dujose vis daugėja. Kad netrukdytų vienas kitam judant tais pačiais takais, jie turi vis labiau didinti greitį, kol pradės artėti prie šviesos greičio. Tačiau tuo pačiu metu medžiaga keičia savo kokybę. Jo nauja būsena vadinama „reliatyvistiniu išsigimimu“. Ją apibūdina kita lygtis, kurioje slėgio priklausomybė nuo tankio yra ne tokia stipri (kaip 4/3 galia). Esant griežtai apibrėžtai žvaigždės masei, išsigimusių žvaigždės dujų slėgis bus tiksliai subalansuotas gravitacijos jėgos, ir žvaigždė stabilizuosis. Jei žvaigždės masė yra didesnė už šią vertę, gravitacinė jėga viršys dujų slėgį ir baltoji nykštukė bus priversta susitraukti „iki taško“.

Jei žvaigždės masė yra mažesnė už kritinę masę, ji išsiplės ir jos matmenys bus nustatyti tose ribose, kai žvaigždė stabilizuosis, tai yra, gravitacijos jėgą tiksliai stabilizuoja dujų slėgis.

Lieka neaišku, kaip ši žvaigždė gali susitraukti „iki taško“. Šis klausimas yra labai sunkus, bet tuo pat metu jaudinančiai įdomus. Iš karto pasakykime, kad žvaigždė negali virsti tašku. Per didelis suspaudimas pavers jį „juodąja skyle“.

Baltosios nykštukės yra didelės masės (Saulės tvarka) ir mažo spindulio (Žemės spindulys) žvaigždės, mažesnės už pasirinktos masės Chandrasekhar ribą, ir yra raudonųjų milžinų evoliucijos produktas. . Juose sustabdytas termobranduolinės energijos gamybos procesas, o tai lemia ypatingas šių žvaigždžių savybes. Įvairiais skaičiavimais, mūsų galaktikoje jų skaičius svyruoja nuo 3 iki 10% visos žvaigždžių populiacijos.

1844 m. vokiečių astronomas ir matematikas Friedrichas Beselis savo stebėjimų metu aptiko nedidelį žvaigždės nukrypimą nuo tiesinio judėjimo ir padarė prielaidą, kad Sirijus turi nematomą masyvią žvaigždę.

Jo prielaida pasitvirtino jau 1862 m., kai amerikiečių astronomas ir teleskopų statytojas Alvanas Grahamas Clarkas, reguliuodamas didžiausią tuo metu refraktorių, netoli Sirijaus aptiko blankią žvaigždę, kuri vėliau buvo pavadinta Sirius B.

Baltoji nykštukė Sirius B pasižymi mažu šviesumu, o gravitacinis laukas gana pastebimai veikia ryškų jo palydovą, o tai rodo, kad šios žvaigždės spindulys yra itin mažas ir didelė masė. Taip pirmą kartą buvo atrastas objekto tipas, vadinamas baltosiomis nykštukais. Antrasis panašus objektas buvo žvaigždė Maanen, esanti Žuvų žvaigždyne.

Švietimo mechanizmas

Baltosios nykštukės yra paskutinės mažos žvaigždės, kurios masė yra panaši į Saulės masę, evoliucijos stadija. Kada jie pasirodo? Kai visas žvaigždės, kaip ir mūsų Saulės, centre esantis vandenilis perdega, jos šerdis susitraukia iki didelio tankio, o išoriniai sluoksniai labai išsiplečia ir, lydima bendro šviesumo blankumo, žvaigždė virsta raudona milžine. Tada pulsuojantis raudonasis milžinas nusimeta savo apvalkalą, nes išoriniai žvaigždės sluoksniai yra laisvai sujungti su centrine karšta ir labai tankia šerdimi. Šis apvalkalas vėliau tampa besiplečiančiu planetiniu ūku. Kaip matote, raudonieji milžinai ir baltieji nykštukai yra labai glaudžiai susiję.

Šerdies suspaudimas vyksta iki ypač mažų dydžių, tačiau vis dėlto neviršija Chandrasekhar ribos, ty viršutinės žvaigždės masės ribos, kurioje ji gali egzistuoti kaip baltoji nykštukė.

Baltųjų nykštukų rūšys

Spektriniu požiūriu jie yra suskirstyti į dvi grupes. Baltosios nykštukės emisija skirstoma į labiausiai paplitusią „vandenilio“ spektro tipą DA (iki 80 proc. viso), kuriam trūksta helio spektro linijų, ir retesnį „helio baltosios nykštukės“ tipo DB, kurio žvaigždžių spektruose trūksta vandenilio. linijos.

Amerikiečių astronomas Iko Ibenas pasiūlė įvairius jų atsiradimo scenarijus: dėl to, kad helio degimas raudonuosiuose milžinuose yra nestabilus, periodiškai išsivysto sluoksniuotas helio pliūpsnis. Jis sėkmingai pasiūlė apvalkalo išliejimo mechanizmą įvairiuose helio blyksnio vystymosi etapuose - jo piko metu ir laikotarpiu tarp dviejų blyksnių. Jo susidarymas priklauso atitinkamai nuo lukšto išsiliejimo mechanizmo.

Degeneruotos dujos

Prieš tai, kai Ralphas Fowleris paaiškino tankio ir slėgio charakteristikas baltųjų nykštukų viduje savo 1922 m. knygoje Tanki medžiaga, didelis tankis ir Fizinės savybės tokia struktūra atrodė paradoksali. Fowleris pasiūlė, kad skirtingai nuo pagrindinės sekos žvaigždžių, kurių būsenos lygtis apibūdinama idealių dujų savybėmis, baltosiose nykštukėse ją lemia išsigimusių dujų savybės.

Baltosios nykštukės spindulio ir jo masės grafikas. Atkreipkite dėmesį, kad ultrareliatyvistinė Fermi dujų riba yra tokia pati kaip Chandrasekhar riba

Degeneruotos dujos susidaro, kai atstumas tarp jų dalelių tampa mažesnis už de Broglie bangą, o tai reiškia, kad kvantinis mechaninis poveikis, kurį sukelia dujų dalelių tapatumas, pradeda daryti įtaką jų savybėms.

Baltuosiuose nykštukuose dėl didžiulio tankio atomų apvalkalai sunaikinami veikiant vidinio slėgio jėgai ir medžiaga tampa elektronine-branduoline plazma, o elektroninė dalis apibūdinama išsigimusių elektronų dujų savybėmis, panašiomis į elektronų elgesys metaluose.

Tarp jų labiausiai paplitę yra anglies-deguonies, kurių apvalkalas susideda iš helio ir vandenilio.

Statistiškai baltosios nykštukės spindulys yra panašus į Žemės spindulį, o jo masė svyruoja nuo 0,6 iki 1,44 saulės masės. Paviršiaus temperatūra yra iki 200 000 K, tai taip pat paaiškina jų spalvą.

Šerdis

Pagrindinė savybė vidinė struktūra yra labai didelis šerdies tankis, kuriame gravitacinę pusiausvyrą sukelia išsigimusios elektronų dujos. Temperatūra baltosios nykštukės viduje ir gravitacinis suspaudimas yra subalansuoti išsigimusių dujų slėgio, kuris užtikrina santykinį skersmens stabilumą, o jo šviesumas daugiausia atsiranda dėl išorinių sluoksnių aušinimo ir suspaudimo. Sudėtis priklauso nuo to, kaip toli išsivystė motininė žvaigždė; tai daugiausia anglis su deguonimi ir nedideli vandenilio bei helio mišiniai, kurie virsta išsigimusiomis dujomis.

Evoliucija

Helio blyksnis ir raudonojo milžino išorinių apvalkalų nusiliejimas perkelia žvaigždę pagal Hertzsprung-Russell diagramą, todėl ji vyrauja cheminė sudėtis. Gyvenimo ciklas Tada baltoji nykštukė išlieka stabili, kol atšąla, kai žvaigždė praranda savo šviesumą ir tampa nematoma, įžengdama į vadinamosios „juodosios nykštukės“ stadiją – galutinį evoliucijos rezultatą, nors šis terminas šiuolaikinėje literatūroje vartojamas vis rečiau. .

Medžiagos srautas nuo žvaigždės iki baltosios nykštukės, kurios nematyti dėl mažo šviesumo

Netoliese esančių žvaigždžių kompanionų buvimas pailgina jų gyvenimą dėl medžiagos kritimo į paviršių susidarius akrecijos diskui. Medžiagos kaupimosi porinėse sistemose ypatybės gali lemti medžiagos kaupimąsi baltųjų nykštukų paviršiuje, o tai galiausiai lemia Ia tipo novos ar supernovos (ypač masyvių) sprogimą.

Menininko įspūdis apie supernovos sprogimą

Jei akrecija sistemoje „baltoji nykštukė – raudonoji nykštukė“ yra nestacionarus, rezultatas gali būti savotiškas baltosios nykštukės (pavyzdžiui, U Gem (UG)) arba į novą panašių kintamų žvaigždžių sprogimas, kurio sprogimas yra katastrofiškas. .

Supernovos liekana SN 1006 yra sprogusi baltoji nykštukė, kuri buvo dviguba sistema. Jis pamažu užfiksavo žvaigždės kompanionės materiją, o didėjanti masė išprovokavo termobranduolinį sprogimą, kuris suplėšė nykštuką

Padėtis Hertzsprung-Russell diagramoje

Diagramoje jie užima apatinę kairę dalį, priklausančią žvaigždžių šakai, kuri paliko pagrindinę seką iš raudonųjų milžinų būsenos.

Yra mažo šviesumo karštų žvaigždžių regionas, kuris yra antras pagal dydį tarp žvaigždžių stebimoje Visatoje.

Spektrinė klasifikacija

Daug baltųjų nykštukų M4 rutuliniame spiečiuje, Hablo vaizdas

Jie priskiriami specialiai spektrinei D klasei (iš anglų Dwarfs – nykštukai, nykštukai). Tačiau 1983 m. Edwardas Zionas pasiūlė tikslesnę klasifikaciją, kurioje atsižvelgiama į jų spektrų skirtumus, būtent: D (poklasis) (spektrinė ypatybė) (temperatūros indeksas).

Yra šie spektrų DA, DB, DC, DO, DZ ir DQ poklasiai, kurie nurodo vandenilio, helio, anglies ir metalų linijų buvimą ar nebuvimą. O P, H, V ir X spektrinės ypatybės paaiškina poliarizacijos buvimą ar nebuvimą, magnetinį lauką, kai nėra poliarizacijos, baltųjų nykštukų kintamumą, savitumą ar neklasifikavimą.

Atsakymai į klausimus

Populiarus mokslo filmas apie mūsų straipsnio herojus

Dangaus kūnų pasaulis

Žmonės nuo seno su meile ir ypatinga pagarba elgėsi su saule. Juk jau senovėje jie suprato, kad be saulės negali gyventi nei žmogus, nei žvėris, nei augalas.
Saulė yra arčiausiai žemės esanti žvaigždė. Kaip ir kitos žvaigždės, tai didžiulis karštas dangaus kūnas, nuolat skleidžiantis šviesą ir šilumą. Saulė yra šviesos ir šilumos šaltinis visai gyvybei Žemėje.

Naudodamiesi informacija, įrašykite skaičius tekste.
Saulės skersmuo yra 109 kartus didesnis už Žemės skersmenį. Saulės masė yra 330 tūkstančių kartų daugiau masės mūsų planetos. Atstumas nuo Žemės iki Saulės yra 150 milijonų kilometrų. Saulės paviršiaus temperatūra siekia 6 tūkstančius laipsnių, o Saulės centre – 15 – 20 milijonų laipsnių.

Plika akimi žmogus naktiniame danguje gali pamatyti apie 6 tūkstančius žvaigždžių. Mokslininkai žino daugybę milijardų žvaigždžių.
Žvaigždės skiriasi dydžiu, spalva ir ryškumu.
Žvaigždės pagal spalvą skirstomos į baltą, mėlyną, geltoną ir raudoną.

Saulė priklauso geltonoms žvaigždėms.

Mėlynos žvaigždės yra karščiausios, baltos, tada geltonos, o raudonos - šalčiausios.
Labiausiai ryškios žvaigždės, skleidžia 100 tūkstančių kartų daugiau šviesos nei Saulė. Tačiau yra ir tokių, kurios šviečia milijoną kartų silpniau už Saulę.

Skirtumas tarp žvaigždžių pagal spalvą

Saulė ir aplink ją judantys dangaus kūnai sudaro Saulės sistemą. Sukurkite saulės sistemos modelį. Norėdami tai padaryti, iš plastilino suformuokite planetų modelius ir padėkite juos tinkama seka ant kartono lakšto. Pažymėkite planetų pavadinimus ir priklijuokite juos ant savo modelio.

Sudėliok kryžiažodį.

atidaryti tuščią kryžiažodį >>

1. Didžiausia Saulės sistemos planeta. Atsakymas: Jupiteris
2. Planeta, turinti pro teleskopą aiškiai matomus žiedus. Atsakymas: Saturnas
3. Planeta, esanti arčiausiai Saulės. Atsakymas: Merkurijus
4. Labiausiai nutolusi nuo Saulės planeta. Atsakymas: Neptūnas
5. Planeta, kurioje gyvename. Atsakymas: Žemė
6. Planeta yra Žemės kaimynė, esanti arčiau Saulės nei Žemė. Atsakymas: Venera
7. Planeta yra Žemės kaimynė, esanti toliau nuo Saulės nei Žemė.
Atsakymas: Marsas
8. Planeta, esanti tarp Saturno ir Neptūno. Atsakymas: Uranas

Naudodamiesi įvairiais informacijos šaltiniais, paruoškite pranešimą apie žvaigždę, žvaigždyną ar planetą, apie kurią norėtumėte sužinoti daugiau. Užsirašykite pagrindinę pranešimo informaciją.

Marsas– viena iš penkių Saulės sistemos planetų, kurią galima pamatyti iš Žemės plika akimi. Iš Žemės jis atrodo kaip mažas raudonas taškelis, todėl Marsas kartais vadinamas Raudonąja planeta. Planeta pavadinta senovės romėnų karo dievo vardu ir turi du palydovus – Fobą ir Deimą. Tai yra dviejų karo dievo sūnų vardai, jie verčiami kaip „Baimė“ ir „Siaubas“. Marsas yra ketvirtoji planeta nuo Saulės. Daugeliu savybių jis labai panašus į Žemę. Jame yra atmosfera; Marse keičiasi sezonai. Abiejuose planetos poliuose, kaip ir Žemėje, yra ledo kepurės. Marsas yra beveik perpus mažesnis už mūsų planetą.