Gwiazdy na niebie mogą wydawać się bezczasowe i niezmienne, ale ostatecznie większość z nich zamieni się w białe karły, ostatni obserwowalny etap ewolucji dla niskich i średnich -masowe gwiazdy. Te słabe ciała gwiazd rozsiane po galaktyce, pozostałości gwiazd, które kiedyś płonęły jasno.
Formacja
Gwiazdy ciągu głównego, w tym słońce, powstają z chmur pyłu i gazu przyciąganych razem przez grawitację. To, jak gwiazdy ewoluują w ciągu swojego życia, zależy od ich masy. Najbardziej masywne gwiazdy, o masie ośmiokrotnie większej lub większej od Słońca, nigdy nie staną się białymi karłami. Zamiast tego pod koniec swojego życia eksplodują w postaci gwałtownej supernowej, pozostawiając po sobie gwiazdę neutronową lub czarną dziurę.
Jednak mniejsze gwiazdy wybiorą nieco bardziej statyczną ścieżkę. Gwiazdy o małej lub średniej masie, takie jak słońce, w końcu puchną do postaci czerwonych olbrzymów. Następnie gwiazdy zrzucają swoje zewnętrzne warstwy do pierścienia znanego jako mgławica planetarna (wczesni obserwatorzy myśleli, że mgławice przypominają planety takie jak Neptun i Uran). Rdzeń, który pozostanie, będzie białym karłem, łuską gwiazdy, w której nie zachodzi fuzja wodoru.
Mniejsze gwiazdy, takie jak czerwone karły, nie osiągają stanu czerwonego olbrzyma. Po prostu spalają cały swój wodór, kończąc proces jako przyćmiony biały karzeł. Jednak czerwone karły potrzebują trylionów lat, aby zużywać swoje paliwo, znacznie dłużej niż 13,8 miliardów lat wszechświata, więc nie ma czerwonych karły stały się jeszcze białymi karłami.
Charakterystyka
Kiedy gwiazda kończy się paliwo, nie doświadcza już zewnętrznego odpychania z procesu fuzji i zapada się do wewnątrz. Według kosmosu, encyklopedii astronomicznej z Uniwersytetu Swinburne w Australii, karły mają mniej więcej masę Słońca, ale mają mniej więcej promień Ziemi. dla NASA grawitacja na powierzchni białego karła jest 350 000 razy większa od grawitacji na Ea rth. Oznacza to, że ważąca 150 funtów (68 kilogramów) osoba na Ziemi ważyłaby 50 milionów funtów (22,7 miliona kg) na powierzchni białego karła.
Białe karły osiągają to niesamowita gęstość, ponieważ są zapadnięte tak mocno, że ich elektrony są zderzane, tworząc tak zwaną „zdegenerowaną materię”. Poprzednie gwiazdy będą się zapadać, dopóki same elektrony nie dostarczą wystarczającej siły wypychającej na zewnątrz, aby powstrzymać kryzys. Im większa masa, tym większe przyciąganie do wewnątrz, więc masywniejszy biały karzeł ma mniejszy promień niż jego mniej masywny odpowiednik. Te warunki oznaczają, że po zrzuceniu dużej części swojej masy podczas fazy czerwonego olbrzyma żaden biały karzeł nie może przekroczyć 1,4 masy Słońca.
Kiedy gwiazda puchnie i staje się czerwonym olbrzymem, pochłania najbliższe planety. Ale niektórzy mogą nadal przetrwać. Sonda kosmiczna Spitzer NASA ujawniła, że co najmniej 1 do 3 procent białych karłów skaziło atmosfery, co sugeruje, że spadł do nich materiał skalny.
„W poszukiwaniu planet podobnych do Ziemi zidentyfikowaliśmy obecnie liczne systemy które są doskonałymi kandydatami do ich schronienia ”- powiedział Space.com Jay Farihi, badacz białych karłów z University of Leicester w Anglii. „Tam, gdzie utrzymują się jako białe karły, żadne planety ziemskie nie będą nadawać się do zamieszkania, ale mogły być miejscami, w których życie rozwinęło się w poprzedniej epoce.”
W jednym ekscytującym przypadku naukowcy zaobserwowali, że wpada w białego karła.
„To ekscytujące i nieoczekiwane, że możemy zobaczyć tego rodzaju dramatyczne zmiany w ludzkich skalach czasowych” – powiedział kosmosowi Boris Gänsicke, astronom z University of Warwick w Anglii. com.
Ostatnie kopnięcie
Wiele białych karłów znika we względnym mroku, ostatecznie wypromieniowując całą swoją energię i stając się tak zwanymi czarnymi karłami, ale te, które dzielą układ z gwiazdami towarzyszącymi, mogą spotkać inny los.
Jeśli biały karzeł jest częścią systemu podwójnego, może być w stanie wyciągnąć materiał ze swojego towarzysza na swoją powierzchnię. Zwiększenie masy białego karła może przynieść interesujące rezultaty.
Jedną z możliwości jest to, że dodatkowa masa może spowodować jego zapadnięcie się w znacznie gęstszą gwiazdę neutronową.
O wiele bardziej wybuchowy wynikiem jest supernowa typu 1a.Gdy biały karzeł wyciąga materię z gwiazdy towarzyszącej, temperatura wzrasta, ostatecznie wywołując niekontrolowaną reakcję, która eksploduje w gwałtownej supernowej, która niszczy białego karła. Proces ten nazywany jest „pojedynczym zdegenerowanym modelem” supernowej typu 1a.
W 2012 roku naukowcom udało się dokładnie przyjrzeć złożone powłoki gazu otaczające jedną supernową typu 1a.
„Naprawdę po raz pierwszy zobaczyliśmy szczegółowe dowody protoplasta supernowej typu 1a, „Benjamin Dilday, główny autor badania i astronom z Las Cumbres Observatory Global Telescope Network w Kalifornii, powiedział SPACE.com.
Jeśli towarzyszem jest inny biały karzeł aktywnej gwiazdy, dwa gwiezdne zwłoki łączą się ze sobą, by rozpocząć fajerwerki. Proces ten jest znany jako „podwójnie zdegenerowany model” supernowej typu 1a.
W innych przypadkach biały karzeł może wyciągnąć tyle materiału ze swojego towarzysza, aby na krótko zapalić się w nowej, znacznie mniejszej eksplozji. Ponieważ biały karzeł pozostaje nienaruszony, może powtórzyć ten proces kilka razy, gdy osiągnie punkt krytyczny, tchnąć życie z powrotem w umierającą gwiazdę w kółko ponownie.
„Są to najjaśniejsze i najczęstsze erupcje gwiazd w galaktyce, i „często są widoczne gołym okiem” – powiedział Space.com Przemek Mróz, astronom z Uniwersytetu Warszawskiego.
Ten artykuł został zaktualizowany 11 października 2018 przez Space.com Associate Editor Sarah Lewin.