Если быть точнее, то учёных волнует вопрос красных карликов, потому что они угрожают Земле. «Жэньминь жибао он-лайн»: китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики с высоким содержанием лития. Умирающая звезда-гигант кормит белый карлик своим веществом, сбрасывая свой внешний водородный слой.
Могут ли звезды стать планетами?
В Млечном Пути известно около 5 тыс. Тем не менее, астрономы ищут такие системы. Парные коричневые карлики, взаимодействующие со звездой-компаньоном, могут помочь нам точнее измерить их параметры и лучше понять их формирование и эволюцию. Последующие исследования с использованием различных наборов данных, в том числе данных телескопа Гайя, позволили получить точные измерения системы и подтвердить её характеристики. Иллюстрация диапазонов масс космических объектов. Коричневый карлик, напротив, находится на грани верхнего предела массы этих малоизученных объектов: его радиус примерно равен радиусу Юпитера, но масса в 80,1 раза больше его массы. Другие свойства позволяют предположить, что оба объекта довольно старые, что вызывает вопросы о том, как они оказались там, где они сейчас.
Красные карлики — небольшие и относительно холодные звезды. Благодаря невысокой по сравнению с обычными звездами температуре звезды, на планете в системе красного карлика, которая вращается близко к звезде, потенциально может существовать жидкая вода и, следовательно, жизнь. Однако найти эти обитаемые миры очень сложно. Красные карлики малы и излучают немного света по сравнению с большинством других звезд, таких как наше Солнце. Тем не менее существует инструмент, с помощью которого можно внимательно изучать красные карлики и их планеты — телескоп SAINT-EX, расположенный в Мексике. Недавно он увидел две экзопланеты в системе звезды TOI-1266.
Астрономы стали прямыми свидетелями такой новы в 2009 году, когда наблюдали за удаленной бинарной системой V1213 Cen. Об этом они поделились на страницах научного журнала Nature. Наблюдение происходило еще до события взрыва. Мониторинг V1213 Cen велся с 2003 года. И все это время ученые надеялись собственными глазами увидеть процесс перехода белого карлика в нову. Их желание в конце концов сбылось. Обычно собственными глазами увидеть события, которые приводят к взрыву звезд, астрономам удается крайне редко. Для нас это по большей части по-прежнему остается секретом». Одно из последних наблюдений все же позволило проследить и получить первые визуальные подтверждения того, как проходит жизнь звездной системы до и после классической новы.
Для сравнения: радиус в Юпитера в 11,2 раза больше земного, Сатурна — в 9,5 раз. При этом звезда вмещает в себя примерно треть массы Солнца, так что весит в 350 раз больше Юпитера. Он крупнее своего партнера и богат углеродом и кислородом. Белые карлики — финальная стадия эволюции звезд, подобных Солнцу, недостаточно массивных, чтобы превратиться в сверхновую.
Астрономы нашли необычный белый карлик из разных половинок
Судя по этому, система содержит очень много неона, кремния, серы, а ее раскаленная туманность достигает температуры в миллионы градусов. Точную массу звезды ученые пока не определили. По их приблизительным оценкам она составляет более чем 1,4 Солнца. Скорее всего, она возникла при слиянии пары белых карликов и один из них был кислородно-неоново-магниевым. Они образуются в результате гибели звезд, имеющих массу около 10 солнечных.
Потеря энергии на их испускание вынуждает вращающиеся звезды сближаться, излучая все больше и больше — вплоть до слияния.
Не исключено, что волны от найденных карликов можно будет обнаружить техникой нашей эпохи. А вот что происходит со слившимися белыми карликами, масса которых остается недостаточной, чтобы превратится в черную дыру, сегодня неизвестно. Наиболее вероятно нечто вроде взрыва сверхновой с последующим формированием экзотической звезды типа R Coronae Borealis — сейчас на всю Галактику таковых известно всего 65 штук.
Они медленно истощат запасы углерода и кислорода, превратившись в черных карликов, которые почти не производят собственный свет. В конце жизни черного карлика бывшая звезда испытает распад протонов и в конечном итоге испарится в экзотическую форму водорода. Так будет выглядеть настоящая смерть звезды. Художественное представление темного коричневого карлика, который напоминает черных карликов будущего. Однако другие оценки предполагают, что звезды могут находиться в этой фазе в течение квадриллиона лет. В любом случае, время, необходимое для достижения этой стадии с момента рождения звезды, превышает текущий возраст Вселенной, поэтому пока не существует ни одного черного карлика. Замерзшая звезда Когда-нибудь, когда во Вселенной будет исчерпан материал для возобновления звездных циклов, могут появиться так называемые «замерзшие звезды», которые горят с температурой образования водяного льда около 0 градусов Цельсия , будучи наполненными различными тяжелыми элементами из-за недостатка водорода и гелия в космосе.
Согласно исследователям, которые концептуализировали такие объекты, Фреду Адамсу и Грегори Лафлину, замерзшие звезды не будут образовываться еще триллионы триллионов лет. Некоторые из них возникнут в результате столкновений между субзвездными объектами, называемыми коричневыми карликами, которые крупнее планет, но слишком малы, чтобы воспламеняться в звезды. Замерзшие звезды, несмотря на низкую температуру, будут иметь массу, достаточную для поддержания ограниченного ядерного синтеза, но недостаточную для излучения большей части собственного света. Их атмосфера может быть загрязнена ледяными облаками, а слабое ядро излучать небольшое количество энергии. Художественное представление магнетара, нейтронной звезды внешне похожей на замерзшие звезды будущего.
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.
Несмотря на изобилие этих мощных сверхновых, доказательства того, что они «выстреливают» белыми карликами словно пулями, по-прежнему трудно найти. Астрономы все-таки выяснили, что белые карлики, почти полностью состоящие из кислорода и углерода, стали продуктами взрыва, лишившего их гелия и водорода. По оценкам ученых, сверхновые D6 могут составлять половину всех сверхновых типа Ia, но, чтобы знать это наверняка, придется поискать побольше звезд, проносящихся через космос, пишет Live Science.
Радиоастрономия обнаружила ультрахолодную звезду
Новости науки» Астрономия» Астрономы предсказали слияние пары белых карликов с образованием экзотической звезды. Согласно исследованию, два протобелых карлика оказались звездами типа PG 1159 — предшественниками белых карликов класса DO или DA. Белые карлики – финальная стадия эволюции звезд, подобных Солнцу, недостаточно массивных, чтобы превратиться в сверхновую. Подобно всем звездам, красные карлики превращают водород в гелий. чрезвычайно высокая плотность. Напоминающая глаз форма туманности образуется благодаря тому, что мощные струи газа отделяются от яркой центральной звезды — белого карлика — со скоростью около 350 000.
У карликовой звезды нашли две суперземли
Они похожи на классические новые звёзды в том плане, что белый карлик участвует в периодических вспышках, но механизмы вспышек разные: в классических новых звёздах вспышка — результат термоядерной реакции и детонации аккрецировавшего водорода , в то время как современная теория предполагает, что вспышка карликовой новой — результат нестабильности в аккреционном диске, когда газ в диске достигает критической температуры, что приводит к изменению вязкости , и часть вещества выпадает на белый карлик, в результате чего высвобождается большое количество энергии [2] [3]. Кривая блеска карликовой новой HT Кассиопеи во время вспышки 4 ноября 2010 года: отчётливо видны спады во время затмения «горячего пятна» и подъёмы, производимые аккреционным диском Карликовые новые являются тесными двойными системами, состоящими из карлика или субгиганта спектрального класса К-М, истекающее вещество с которого заполняет его полость Роша , а также белого карлика, окружённого аккреционным диском. Орбитальный период системы находятся в диапазоне от 0,05 до 0,5 дней. Обычно наблюдаются лишь небольшие, в некоторых случаях быстрые, колебания света, но время от времени яркость системы быстро возрастает на несколько величин, а после, на интервале от нескольких дней до месяца и более, возвращается в исходное состояние. Интервалы между двумя последовательными вспышками для данного типа звёзд могут сильно различаться, но каждая звезда характеризуется некоторым средним значением из этих интервалов, то есть это означает, что цикл соответствует некоторой средней амплитуде изменения яркости. Также наблюдается закономерность, чем больше цикл, тем больше амплитуда.
Вскоре после Большого взрыва огромные облака вещества, возможно, сразу схлопывались в черные дыры, миновав стадию звездного коллапса. Псевдогалактики осветили море нейтрального водорода, чтобы сделать космос прозрачным, испуская фотоны там, где раньше не было ничего, кроме тьмы. И недолговечные звезды, состоящие только из водорода и гелия, вспыхивали и исчезали, как искры в ночи. Спустя 13 с лишним миллиардов лет материя Вселенной превратилась во многие типы звезд разного размера, яркости и продолжительности жизни. Но звезды современного космоса — не единственные типы светил, которые когда-либо будут существовать.
В далеком будущем, через много миллиардов или даже триллионов лет, последние известные стадии нынешних звезд превратятся в совершенно новые небесные объекты, некоторые из которых могут даже служить предвестниками тепловой смерти Вселенной. Рассмотрим четыре звезды, которые могут возникнуть, если Вселенная просуществует достаточно долго. Синий карлик Красные карлики считаются наиболее распространенным типом звезд во Вселенной. Они малы по массе от 80 масс Юпитера и температуре по сравнению с другими светилами. Астрономы полагают, что красные карлики могут существовать триллионы лет, медленно превращая водород в гелий, это означает, что некоторые из них практически ровесники Вселенной. Звезда с массой 10 процентов от солнечной может жить до шести триллионов лет, в то время как самые маленькие звезды, такие как TRAPPIST-1, вдвое дольше. Вселенной всего около 13,8 миллиарда лет, поэтому красные карлики не прошли даже одного процента своего жизненного пути.
Белые карлики — финальная стадия эволюции звезд, подобных Солнцу, недостаточно массивных, чтобы превратиться в сверхновую. Оба объекта вращаются вокруг друг друга каждые 20,5 минуты, что является рекордно коротким периодом для двойных звездных систем. Ученые предположили, что легкие субкарликовые звезды, такие как J0526B, шли по особому эволюционному пути. Обнаружение большего количества таких объектов и наблюдение за ними позволит лучше понять их свойства, сообщает Nature Astronomy.
Звезда пульсирует. Сжатие ведёт к увеличению давления и возрастанию интенсивности реакций, но повышенное выделение энергии влечёт за собой нагрев ядра, расширение, снижение давления и резкое замедление синтеза. Наименее стабильные карлики именуются «вспыхивающими звёздами» и считаются самой многочисленной разновидностью переменных. Несмотря на неравномерность горения, с возрастом красные и оранжевые звёзды непрерывно наращивают температуру и светимость, пока наконец не сменят цвет. Свою карьеру звезда лёгкого веса завершает уже как голубой карлик. Правда, для этого требуется невероятно много времени: от 50 миллиардов до триллиона лет. Карлики очень экономно расходуют водородное горючее, но в безмерно удалённом будущем догорят и они, превратившись в гелиевые шары, покрытые водородным панцирем. К третьей категории принадлежат оранжевые, жёлтые и жёлто-белые звёзды среднего веса — до 2,5 солнечных масс. В них водород горит стабильно, а светимость и спектр с возрастом меняются незначительно. За срок от 1 до 50 миллиардов лет с увеличением массы долговечность светила падает стремительно оранжевая звезда станет жёлтой, а жёлтая побелеет. Впечатляющие и замысловатые метаморфозы начнутся, когда водород в ядре будет израсходован. Тогда твёрдая сердцевина звезды начинает сжиматься. Выдавленные из ядра «тонущим» гелием на границу конвективной зоны остатки водорода на короткое время возобновляют реакцию, вследствие чего внешние слои вещества выталкиваются наружу, а звезда раздувается в 2,5 раза, превращаясь в яркий субгигант. Ядро же по закону сохранения импульса испытывает дополнительное сжатие — имплозию, благодаря которой температура в центре звезды кратковременно подскакивает до 100 миллионов кельвинов. А этого уже достаточно для начала термоядерных реакций с участием гелия. Горение гелия в солнцеподобной звезде прекращается почти сразу, но выделившейся за время гелиевой вспышки энергии хватает, чтобы температура в конвективной зоне возросла до миллионов градусов и горение водорода началось во всём объёме звезды. Увеличив светимость в 100 тысяч раз, а радиус в сотни раз, она превращается в красный гигант. После чего обогащённый гелием и щепоткой более тяжёлых элементов водород, слишком раскалённый, чтобы гравитация ядра могла его удержать, улетучивается. Гелиевое же ядро продолжает сжиматься, в конечном счёте превращаясь в крошечный сверхплотный белый карлик. Через несколько миллиардов лет лишённое внутреннего источника энергии тело остывает. И белый карлик становится «чёрным карликом». Звёзды четвёртой категории — белые и бело-голубые, от 2,5 до 8 солнечных масс — с возрастом даже не меняют оттенок свечения. Существенные различия с предыдущим типом обнаруживаются в момент гелиевой вспышки. Такая звезда не выходит из стадии субгиганта, ибо более сильная гравитация препятствует разлёту вещества, а выделившейся энергии оказывается недостаточно для того, чтобы воспламенить возросшую массу водорода конвективной зоны. Расширение быстро сменяется сжатием, и горение гелия в ядре «входит в режим», став цефеидой. Звезда пульсирует с чётким ритмом. Однозначная связь между периодом пульсации и светимостью позволяет измерять по таким звёздам галактические дистанции. Лишь после выгорания гелия в ядре цефеида, сжавшись в последний раз, вспыхивает по всему объёму, превращается в красный гигант и рассеивается, оставляя после себя белый карлик массой около 0,7 солнечной с заключённым в гелиевую оболочку ядром из углерода, азота и кислорода. Но в случае, если звезда была двойной а обычно так оно и есть , начинается самое интересное. Дождавшись, когда второй компонент системы войдёт в фазу красного гиганта и станет терять массу, углеродный карлик начинает захватывать чужое вещество. Гравитация этого тела достаточна, чтобы в падающем на его поверхность водороде вспыхнули термоядерные реакции. В результате звезда оживает и, в зависимости от темпов и регулярности поступления горючего, превращается в «новую», «повторную новую», «карликовую новую». Имеющие массу до 12 солнечных бело-голубые звёзды пятой категории в конце жизненного пути также проходят стадию жёлтого переменного гиганта. Но разительно отличаются в плане возможных «посмертных приключений». Есть мнение, что остающийся после их гибели углеродный белый карлик массой до 1,4 солнечных может, остыв, превратиться в гигантский алмаз. Хотя и только на время. В последующие 101500 лет холодный синтез — то есть возможное при данной плотности вещества «туннелирование» нуклонов из одного ядра в другое — превратит его в «железную звезду». Но не факт, что к тому времени будет существовать Вселенная. Но карлика может и не остаться вовсе. Давление в недрах «трупа» светила этой категории настолько велико, что горение захваченного у другой звезды водорода может привести к «углеродной детонации», а из-за огромной плотности вещества синтез более тяжёлых ядер из углерода происходит по принципу цепной реакции. Превратившись в сверхновую I типа, карлик полностью распыляется, поставляя галактике необходимые для формирования планет кремний и кислород. Для бело-голубых звёзд массой от 12 до 18 «солнц» — к этой категории относятся Антарес и Бетельгейзе — старость становится периодом расцвета. На стадии жёлтого гиганта они не пульсируют, а ровно сияют, сжигая гелий в «штатном» режиме.
Астрономы нашли необычный белый карлик из разных половинок
Астрономы обнаружили коричневый карлик, который примерно в 80 раз массивнее Юпитера и вращается вокруг красной звезды M-класса TOI-5375. В зависимости от общей массы, система стать сверхновой звездой или объединиться в один тяжелый белый карлик, как в случае с WDJ0551+4135. Она вращается вокруг красного карлика, а температура на ней кардинально меняется в течение 35 дней. Группа астрономов обнаружила останки мертвой звезды, известной как белый карлик, с уцелевшей экзопланетой, напоминающей Юпитер.
Предположительно обнаружен никогда ранее не наблюдавшийся космический объект - "чёрный карлик"
Данные показали наличие водорода, когда в поле зрения находилась одна сторона объекта, и только гелия, когда в поле зрения появлялась другая сторона. Что же могло заставить белого карлика стать двуликим? Согласно одной из версий, возможно, мы наблюдаем редкую фазу эволюции звезды. Астрономы считают, что некоторые белые карлики переходят от водородного к гелиевому составу на своей поверхности. Возможно, ученые застали карлика за этим занятием. После образования белых карликов более тяжелые элементы опускаются в их ядра, а легкие элементы, в том числе и водород, поднимаются на поверхность. Но по мере остывания белых карликов происходит смешение материалов.
Ключом к вычислениям ученых стал расчет точной дистанции от звездной системы до Земли, поскольку расстояние напрямую влияет на яркость света, исходящего от угасающего белого карлика. Благодаря полученной информации астрономы смогли смоделировать процесс охлаждения звезды с течением времени, удостоверившись в том, что это первый находящийся в процессе кристаллизации белый карлик, возраст которого известен ученым. Подпишитесь на нас.
Самыми быстровращающимися объектами Вселенной считаются нейтронные звезды. Они являются очень плотным звездным остатком, который в основном состоит из нейтронов — частиц, которые входят в состав атомных ядер, и не имеют электрического заряда. Белые карлики представляют собой звезды, состоящие из электронно-ядерной плазмы и лишенные источников термоядерной энергии. Они светятся благодаря своей тепловой энергии, постепенно остывая в течение миллиардов лет.
Поэтому такие звезды не греются. А температура у нее определяется тем, что они сжимается. Как всякий газ, когда он сжимается — он немного греется. Совсем немного. 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.
Телескоп TESS NASA обнаружил новый крупный коричневый карлик с массой 77 Юпитеров
Умирающая звезда-гигант кормит белый карлик своим веществом, сбрасывая свой внешний водородный слой. Новости науки» Астрономия» Астрономы предсказали слияние пары белых карликов с образованием экзотической звезды. Смотрите видео онлайн «Звёзды-долгожители с буйным нравом: что такое красные карлики» на канале «Сергей Чумаков.
Как появляются звезды типа белый карлик
Карликовыми называют небольшие звезды со свечением, ученые разделяют их на несколько классов. Но все это очень нетипично для белых карликов — остатков сгоревших звезд, обладающих зашкаливающей плотностью. Астрофизик Роман Рафиков о дисках вокруг белых карликов, кольцах Сатурна и будущем Солнечной системы.
Открыт белый карлик нового типа
Астрономы стали прямыми свидетелями такой новы в 2009 году, когда наблюдали за удаленной бинарной системой V1213 Cen. Об этом они поделились на страницах научного журнала Nature. Наблюдение происходило еще до события взрыва. Мониторинг V1213 Cen велся с 2003 года. И все это время ученые надеялись собственными глазами увидеть процесс перехода белого карлика в нову. Их желание в конце концов сбылось. Обычно собственными глазами увидеть события, которые приводят к взрыву звезд, астрономам удается крайне редко.
Для нас это по большей части по-прежнему остается секретом». Одно из последних наблюдений все же позволило проследить и получить первые визуальные подтверждения того, как проходит жизнь звездной системы до и после классической новы.
Несмотря на то, что он тяжелее нашего Солнца, он сжат в две трети диаметра Земли. Возраст белого карлика также является ключом к загадке. Мы вполне уверены в том, как одна звезда образует один белый карлик, а то, что мы видим, не должно происходить. Вы можете объяснить это только в том случае, если он образовался в результате слияния двух белых карликов.
Теория состоит в том, что когда одна звезда в двойной системе расширяется в конце своей жизни, она огибает своего партнера, приближая свою орбиту по мере того, как первая звезда сжимается. То же самое произойдет, когда другая звезда расширится. В течение миллиардов лет излучение гравитационных волн будет сжимать орбиту еще больше, до такой степени, что звезды сольются вместе.
Из-за этого белый карлик крайне нестабилен и продолжает сжиматься. Вскоре внутреннее давление может превысить критический уровень и тогда тело взорвётся как сверхновая звезда в результате термоядерной реакции с участием кислорода.
По оценкам специалистов, возраст звезды составляет около 4,2 миллиарда лет. Ключом к вычислениям ученых стал расчет точной дистанции от звездной системы до Земли, поскольку расстояние напрямую влияет на яркость света, исходящего от угасающего белого карлика. Благодаря полученной информации астрономы смогли смоделировать процесс охлаждения звезды с течением времени, удостоверившись в том, что это первый находящийся в процессе кристаллизации белый карлик, возраст которого известен ученым.
Предположительно обнаружен никогда ранее не наблюдавшийся космический объект - "чёрный карлик"
Белые карлики представляют собой остатки звезд главной последовательности, например, Солнца. Согласно исследованию, два протобелых карлика оказались звездами типа PG 1159 — предшественниками белых карликов класса DO или DA. Экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни. Астрономы открыли новый тип звезд, которые образуются от губительного удара белых карликов друг об друга. Телескоп TESS нашел крупный коричневый карлик с массой 77 Юпитеров.