образование

Бели джуджета

Октомври 2020

Бели джуджета


Белите джуджета са труповете на средни по големина звезди, които са изчерпали гориво. Белите джуджета обикновено имат масата на Слънцето, като същевременно са с размерите на Земята. Не е чудно, че астрономите от началото на ХХ век са били смаяни от тях.

Първите открития
Когато бяха открити първите бели джуджета, никой не разбра колко са странни. За да разберете това бяха необходими по-големи телескопи, нови техники и повече данни.

40 Еридани Б
Уилям Хершел е първият, открил бяло джудже. През 1783 г. той вписа в своя каталог с двойни звезди двойка звезди, недалеч от 40 Еридани. Той не знаеше, че те са част от система с тройни звезди, от които 40 Еридани - сега наричани 40 Еридани А - са основната звезда. Вече над 125 години по-късно някой забеляза нещо странно в 40 Еридани Б.

Сириус Б
Най-ярката звезда на нощното небе е Сириус. Това беше една от звездите, чиито движения изучава германският астроном Фридрих Бесел (1764-1846). Той откри леко колебание в движението си през космоса и го приписа на невиждан спътник с 50-годишна орбита. Някои източници твърдят, че Сириус Б е първото бяло джудже, открито. Въпреки че Бесел обяви прогнозата си през 1841 г., едва през 1862 г. Сириус Б е видян от Алван Греъм Кларк. Кларк и баща му, които бяха американски производители на телескопи, тестваха обектив за голям пречупващ телескоп, когато го забелязаха.

Процион Б
Бесел предсказа не само невидим спътник за Сириус, но и за Просион в съзвездието Канис Мал. Процион Б остана неуловим дори по-дълго, отколкото Сириус Б. J. M. Schaeberle най-накрая го открива през 1896 г. с 36-инчовия телескоп на Лик Обсерватория.

"Поразена". "Глупости".
През 1910 г. Хенри Норис Ръсел посещава обсерваторията на колежа в Харвард. Той измерваше разстоянията до редица звезди, използвайки паралакс. Гледана от две места, звездата от преден план изглежда се е движила на фона. Използвайки паралекса ъгъл, астроном може да изчисли разстоянието по геометрия. По-голям ъгъл означава по-близка звезда, въпреки че ъгълът в диаграмата е силно преувеличен. Дори и най-близката съседна звезда е доста далеч.

Използвайки богатата си колекция от фотографски плаки, обсерваторията даде на Ръсел спектралния тип на всяка от звездите, които е изучавал. Спектърът на една звезда ни говори много за нейната температура и светимост. От любопитство Ръсел попита и за 40 Еридани Б. (Това е този, който Хершел беше видял.) Отговорът: звезда тип А, която е светеща бяла звезда. И така, как димният спътник до 40 Еридани може да има спектъра на много по-ярка звезда?

След това Ръсел си припомни: „Аз бях смаян.“ Всъщност можеше да си помисли, че това е грешка, докато Уолтър Адамс от обсерваторията на Mt Wilson не го потвърди. Адамс също получи първия спектър на Сириус В и той също се оказа малък, но ярък.

Холандският астроном Уилям Луйтен нарече тези малки звезди бели джуджета.

Поглеждайки назад към всичко това, британският астрофизик Артър Едингтън пише в своята книга от 1927 г. Звезди и атоми Научаваме за звездите от. , , интерпретиране на посланията, които им носи тяхната светлина. [Декодираното] съобщение на спътника на Сириус. , , ran: "Съставен съм от материал, 3 000 пъти по-гъст от всичко, на което някога сте се натъкнали; един тон от моя материал би бил малко самородно, което бихте могли да поставите в кибритена кутия." Какъв отговор може да даде човек на такова съобщение? Отговорът, който повечето от нас направиха през 1914 г. беше: „Млъкнете. Не говорете глупости“.
Квантовата физика на помощ
Британският физик Ралф Фаулър през 1926 г. приложи квантовата физика към проблема и показа, че много неща могат да се случат при изключително високи температури, които не срещаме на Земята. Той предположи, че белите джуджета са толкова горещи, че атомите се разпадат. Обикновено по-голямата част от обема на един атом е пространството между ядрото и електроните, но тук ядрата могат да бъдат много по-близо, отколкото са в ежедневната материя. Всички те щракват заедно в най-малкото възможно пространство, докато електроните циркулират, държат се разделени от квантовите процеси и създават външно налягане, известно като налягане на дегенерация на електрон.

Не съвсем краят
Не всяко бяло джудже просто тихо избледнява в далечното бъдеще. Някои от тях са в близки двоични системи, където могат да изтеглят материал от другар. Джуджето може да се сдобие с достатъчно материал, за да настъпи реакция на бегъл синтез - като водородна бомба. Това се случва на повърхността и кара джуджето да се озари за известно време в това, което се нарича a Нова, Тя може да се появи повече от веднъж, така че такова бяло джудже е променлива звезда от типа, известен като a катаклизна променлива.

Край
Започнахме с три бели джуджета, но сега знаем за около десет хиляди. В крайна сметка те ще се охладят достатъчно, така че да не идва значителна топлина или светлина от тях. Тогава те ще са черни джуджета. Но това е теоретично.Необходимото време за охлаждане е много по-голямо от сегашното време на Вселената, така че сега няма такива.

И все пак може да има по-драматичен изход за бяло джудже. Ако открадне достатъчно материал от двоичен спътник, за да надвиши определена маса - известна като границата на Чандрасехар - той ще се разпадне при зрелищна експлозия, наречена а свръхнова, Смята се, че тези свръхнови тип Ia имат подобна максимална яркост, което ги прави подходящи за измерване на огромни разстояния в пространството. Това работи доста добре, но не е толкова точно, както астрономите се надяваха първо.

Ratio представя: Смъртта на звездите (Октомври 2020)



Тагове Статия: Бели джуджета, астрономия, бяло джудже, 40 Еридани, Уилям Хершел, двойна звезда, Сириус, Просион, Шеберле, Лик, Обсерватория, Хенри Норис Ръсел, Харвард, паралакс, Уолтър Адамс, М. Уилсън, Луйтен, Едингтън, Ралф Фаулър, квантова физика , налягане на дегенерация, катаклизна променлива, нова, бинарна, свръхнова, граница на Чандрасехар, Мона Еванс

Хобитът за PS2

Хобитът за PS2

компютри