Система из двух потухших звезд, так называемых белых карликов, открыта астрономами на расстоянии восьми тысяч световых лет от Земли. Сверхмассивный белый карлик Gaia EDR3 покинул звездное скопление Гиад, расположенное в созвездии Тельца. Карликовыми называют небольшие звезды со свечением, ученые разделяют их на несколько классов. Зона обитания красного карлика расположена очень близко к звезде, даже Меркурий был бы слишком холодным. Коричневый карлик был обнаружен в ходе поисков маломассивных затменно-двойных звезд, проводимых с помощью роботизированного обзора неба Zwicky Transient Facility (ZTF).
Двуликий карлик: астрономы нашли странную звезду, состоящую из гелия и водорода
Телескоп TESS нашел крупный коричневый карлик с массой 77 Юпитеров. РИА Новости, 12.07.2023. Зона обитания красного карлика расположена очень близко к звезде, даже Меркурий был бы слишком холодным. Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, первый заблокирован приливами. Российские астрофизики и космологи объяснили, по какой причине все известные белые карлики – объекты масштабом с Землю, остающиеся после смерти звезды, подобной нашему.
Астрономы предсказали слияние пары белых карликов с образованием экзотической звезды
Данные показали, что две звезды вращаются друг вокруг друга с периодом 1,9 часа — это самая тесная близость, зарегистрированная у коричневого карлика. Зона обитания красного карлика расположена очень близко к звезде, даже Меркурий был бы слишком холодным. О столкновении нашей Галактики с белым карликом WD0810−353 учёные заговорили ещё в 2022 году. Бурые карлики (изображён T-карлик) не просто настоящие звёзды, а самая многочисленная категория звёзд.
Что такое белый карлик и зачем он уничтожает планеты?
| Астрофизики открыли двуликую звезду — это белый карлик с необычной химической структурой | Телескоп TESS нашел крупный коричневый карлик с массой 77 Юпитеров. |
| Астрономы открыли самую маленькую звезду из всех известных | «огарки» звёзд: белые карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры. |
| Древняя карликовая звезда найдена в Млечном Пути | Масса желтых карликов лежит зачастую в пределах от 0,8 до 1,2 массы Солнца. |
| RAS: Астрономы обнаружили новый тип белых карликов, покрытых гелиевым пеплом | Пример белого карлика GD 362 показывает, что жизнь после смерти действительно возможна. |
| Обнаружены две планеты, вращающиеся вокруг красного карлика | Астрономы обнаружили коричневый карлик, который примерно в 80 раз массивнее Юпитера и вращается вокруг красной звезды M-класса TOI-5375. |
Все виды звёзд. Сверхновые, карлики, нейтронные и прочие
Наблюдения с помощью космического рентгеновского телескопа XMM-Newton показали яркое излучение звезды J005311. 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.
Звездочёты стали на глаз сортировать небесные тела по величинам. Понимая, что видимая яркость зависит от дистанции, ещё древние греки пытались определить расстояние до звёзд по годичному параллаксу, то есть изменению фона объекта в зависимости от того, с какой стороны от Солнца на него смотрит наблюдатель. Но удалось это лишь в 1837 году датчанину Фридриху Струве. После этого в оценку светимости звёзд была внесена поправка на дистанцию. Следующий шаг был сделан в начале прошлого века, когда спектральный анализ позволил превратить цвет звезды, до этого момента оценивавшийся субъективно, в точную численную характеристику.
И в 1910 году появилась знаменитая диаграмма зависимости между спектром и светимостью, составленная датчанином Эйнаром Герцшпрунгом и американцем Генри Расселом. Открытие имело два следствия. Во-первых, диаграмма давала возможность, зная лишь видимую светимость и спектр, грубо оценивать расстояние до звёзд, слишком далёких для применения метода годичного параллакса. Во-вторых, помимо главной последовательности, на диаграмме отчётливо виднелось ответвление. А если присмотреться, то и не одно. Некоторые светила не желали подчиняться общему правилу возрастания яркости с температурой. С тех пор астрономия и астрофизика с увлечением ищут объяснение видимой на диаграмме картине. И сейчас уже можно сказать, что главную последовательность образуют «правильные» звёзды, синтезирующие гелий. Для такого объекта характерна твёрдая сердцевина из «металлического» водорода, разделённая на внутреннее ядро, в котором протекают термоядерные реакции, и зону лучистого переноса, сквозь которую выделенная энергия с огромным трудом чёрный водород непрозрачен и почти не проводит тепло достигает зоны конвекции.
Последняя тоже состоит из ионизированного водорода, но уже жидкого, хоть и плотного, как ртуть. Этот слой находится в постоянном упорядоченном движении: раскалённые массы поднимаются вверх, охлаждённые опускаются вниз, к ядру. Жар зоны конвекции питает тонкий излучающий слой — фотосферу, — бурный сияющий океан. Также звезда имеет и обычную газовую оболочку, именуемую хромосферой. Обычно это или молодые, ещё формирующиеся звёзды, или старые, умирающие. Как правило, такие скопления неустойчивы, ведь сила тяготения к общему центру масс ничтожна, а скорость частиц облака оказывается выше второй космической. Но газ постоянно остывает, движение молекул замедляется, и неустойчивость может сменить знак. Такая туманность начинает сжиматься, и этот процесс гравитационный коллапс уже необратим. Температура в облаке начинает расти, но часть выделяющейся энергии уносится излучением, и внутреннее давление не может компенсировать растущую гравитационную силу.
Образование новых звёзд в галактиках происходит неравномерно. Новорождённые гиганты быстро взрываются, рассеивая галактический газ, после чего галактика остывает три-четыре миллиарда лет. На картинке «взорвавшаяся галактика» М82 Наше Солнце впервые засияло, будучи ещё протозвездой — коллапсирующей туманностью. Единственным источником энергии в тот момент было гравитационное сжатие, то есть превращение потенциальной энергии падающих к общему центру пылинок в кинетическую, а значит и тепловую энергию. Засияло оно холодным, малиновым цветом, но неслабо, так как по размеру соответствовало современной орбите Марса, что обеспечивало колоссальную излучающую поверхность. Затем наше светило вошло в бурную стадию молодой звезды. В сердцевине центрального утолщения размером с орбиту Меркурия, окружённого холодным пылевым диском, материя уже спрессовалась до жидкого состояния, но давление ещё не достигло необходимого для запуска термоядерных реакций уровня. Тем не менее, водород время от времени «вспыхивал», так как неравномерность осаждения вещества из диска создавала эффект имплозии — столкновения ударных волн, направленных от периферии к центру. Детонации в свою очередь порождали встречную ударную волну, срывающую и выталкивающую в пустоту внешние оболочки звезды.
Но гравитация каждый раз торжествовала, и сжатие возобновлялось. Лишь когда водород в ядре формирующейся звезды перешёл в «металлическую фазу», протекание термоядерных реакций стало непрерывным. С этого момента выделение энергии смогло уравновесить потери на излучение, и сжатие почти прекратилось. Четыре с половиной миллиарда лет назад наше Солнце достигло зрелости, вступив на главную последовательность. Судьбы светил Классификация звёзд в астрономии традиционно проводится на основании спектра излучения — единственной характеристики, которую можно измерить непосредственно. Абсолютная светимость и масса звезды вычисляются уже на её основе. Вся эта сортировка по «цветам», «ветвям» и «трекам» кажется невразумительной для неспециалиста — и неудивительно. Ведь в реальности спектр — характеристика вторичная, меняющаяся с возрастом и зависящая от массы звезды. Величественную картину космоса проще расшифровать, предварительно поставив с ног на голову.
Свойства и судьбы солнц определяются принадлежностью к одной из девяти «весовых категорий». Облако газа и пыли вокруг коричневого карлика иллюстрация Бурые карлики — самые лёгкие из светил.
Credit: ESA and NASA Предполагается, что такие дуэты на очень тесных орбитах, потенциально являющиеся источниками гравитационных волн, относительно распространены, однако для астрономов они остаются практически неуловимыми, и на сегодняшний день обнаружено лишь несколько таких систем.
Рекордсмен среди двойных белых карликов К счастью, недавно стартовавший обзор, который ведется с использованием телескопов Паломарской обсерватории США и Национальной обсерватории Китт-Пик, меняет эту ситуацию. Каждую ночь 1,2-метровый телескоп в Паломарской обсерватории сканирует небо в поисках объектов, которые движутся, мерцают или иным образом изменяют яркость. Затем, с целью выявления короткопериодических затменных двойных систем, за самыми многообещающими кандидатами начинает «слежку» 2,1-метровый телескоп в Национальной обсерватории Китт-Пик с установленным инструментом KPED, который предназначен для измерения скорости и степени изменения яркости источников.
Национальная обсерватория Китт-Пик.
Но альбедо льда выше в красной области спектра, и красные карлики не зря назвали красными. Это значит, что частично замерзшая планеты не замерзнет полностью, но останется в полузамерзшем состоянии — как Земля с ее полюсами. Моделирование показало, что размер зоны обитания увеличивается на 10-30 процентов около красного карлика при учете этого факта.
Планета, вращающаяся вокруг мертвой звезды, дает представление о будущем 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. Хотя было предсказано, что слияние белых карликов возможно, оно было бы особенно необычно.
Коричневые карлики являются промежуточными объектами между планетами и звездами, занимая диапазон масс между 13 и 80 массами Юпитера 0,012 и 0,076 масс Солнца. Хотя на сегодняшний день обнаружено много коричневых карликов, такие объекты, вращающиеся вокруг других звезд, являются редкой находкой.
При определенном уровне давления электроны отделяются от своих атомных ядер — и, поскольку идентичные электроны не могут занимать одно и то же пространство, эти электроны обеспечивают внешнее давление, которое не дает звезде коллапсировать. Однако множество белых карликов существует в двойных системах. Это означает, что они заперты в орбитальном танце с другой звездой. Если две звезды расположены достаточно близко, белый карлик будет откачивать материал из своего двойного компаньона, процесс, который может опрокинуть мертвую звезду за предел Чандрасекара, часто вызывая взрыв сверхновой типа Ia. Согласно анализу команды, белый карлик является продуктом слияния двух меньших белых карликов; вместе они были недостаточно массивны, чтобы достичь предела Чандрасекара и создать сверхновую типа Ia.
Ему всего около 100 миллионов лет, с безумным магнитным полем для белого карлика, примерно в миллиард раз более мощным, чем Солнечное.
Кстати, впервые объект был замечен еще в 2011 году астрономами Калифорнийского технологического института США. Однако проанализировать его удалось только сейчас, для чего использовалась сеть наземных телескопов, установленных в Австралии и Южной Африке. Радиус открытой звезды составляет от 0,65 до 0,95 радиуса Юпитера. Ее масса пока еще точно не определена. Однако ученые предполагают, что эта звезда массивнее Юпитера от четырех до 44 раз. Для сравнения, Солнце в 1000 раз массивнее Юпитера.
Найден коричневый карлик, который почти «стал» звездой
| Обнаружен рекордсмен среди затменных двойных белых карликов | В ее спектре астрономы нашли повышенные концентрации натрия, лития и калия, что делает звезду старейшим из обнаруженных на данный момент белых карликов. |
| Четыре экзотических типа звезд, которые в будущем появятся во Вселенной | Пикабу | Оранжевых карликов примерно в два раза больше, нежели желтых солнцеподобных звёзд: 13% против 6%. |
Обнаружена самая быстрая звезда за всю историю наблюдения Млечного Пути
Белые карлики представляют собой остатки звезд главной последовательности, например, Солнца. Кроме того, их звезды-соседи должны располагаться к ним достаточно близко для того, чтобы с помощью гравитации белый карлик забрал на себя часть их материи. Оранжевые карлики почти в три-четыре раза более распространены, чем звёзды, подобные солнцу, что облегчает поиски. Белые карлики представляют собой остатки звезд главной последовательности, например, Солнца. Иллюстрация происхождения магнитных полей у белых карликов в тесных двойных звёздах (смотреть против часовой стрелки). Планеты, вращающейся вокруг «неспокойных» красных карликов, подвергаются риску потери своих атмосфер после вспышек на поверхности звезд.