Используя 2,1-метровый телескоп в Национальной обсерватории Китт-Пик (США), астрономы обнаружили двойную звезду, состоящую из пары белых карликов. Как художник видит систему из красного и коричневого карликов Обнаружена рекордная бинарная система, взаимная орбита звёзд в которой настолько плотная.
Астрономы открыли две белых звезды-карлика, обреченных на гибель
Астрономы обнаружили периодические вспышки света от тусклого дуэта. В итоге на расстоянии 2000 световых лет от Земли был обнаружен белый карлик, вращающийся каждые 25 секунд. Для сравнения: Солнце делает полный оборот вокруг своей оси за месяц, а Земля — за сутки. Это не нейтронная звезда, следовательно, соотносить ее с самыми быстрыми нейтронными светилами ученые не стали.
Расстояние до Рана астрономы оценили примерно в 10 с половиной световых лет. Двойная звезда 61 Лебедя, удаленная от Земли на чуть более 11 световых лет. Обе компоненты 61 Лебедя типичные оранжевые карлики класса светимости К.
Солнцеподобная звезда Тау Кита, удаленная от Земли примерно на 12 световых лет, со спектром светимости G и интересной планетной системой, состоящей минимум из 5 экзопланет. Эволюция желтых карликов весьма интересна. Продолжительность жизни желтого карлика составляет примерно 10 миллиардов лет. Как и большинства звезд в их недрах протекают интенсивные термоядерные реакции, в которых в основном водород перегорает в гелий.
Поведение частицы зависит от того, целый у нее спин или полуцелый. Еще в начале 1920-х годов, когда квантовая механика только начиналась как научная дисциплина, индийский физик Шатьендранат Бозе а затем Эйнштейн описал поведение частиц, обладающих целым спином. Теперь такие частицы называют бозонами. А поведение частиц с полуцелым спином описывается квантовой статистикой, созданной Ферми и Дираком и названной их именами. Сами же частицы называют фермионами.
Бозонами являются фотоны и нейтрино. А протон, электрон, нейтрон являются фермионами. В квантовой механике существует принцип Паули, который гласит: в одном и том же квантовом состоянии не могут находиться сразу две и больше частицы с полуцелым спином. Фермионы не могут обладать одинаковыми энергиями или импульсами! А теперь заглянем внутрь звезды. Источники нагрева исчерпаны, звезда остывает. Представим, что она совсем остыла — температура ее стала равной абсолютному нулю. Естественно, что вся тепловая энергия частиц энергия их хаотического движения тоже исчезла. Нет хаотического движения, нет и давления.
Ничто не противостоит тяжести, стремящейся сжать звезду. Ничто ли? Звезда ведь состоит из атомных ядер, протонов, электронов, нейтронов, в общем — из фермионов. И значит, в остывшей звезде действует квантовая статистика Ферми — Дирака, действует и принцип Паули. Две частицы не могут обладать одинаковыми импульсами! Когда мы говорим, что в абсолютно холодной звезде прекращается всякое движение, это справедливо только для одной-единственной частицы. Одна частица действительно обладает нулевым импульсом. Но именно поэтому любая другая частица должна иметь импульс, отличный от нуля действует принцип Паули! Третья частица должна иметь еще больший импульс и так далее.
В звезде колоссальное число частиц в Солнце их около 1057. И как бы мало ни отличались импульсы частиц друг от друга, все же импульс самой энергичной из них окажется огромным. Но если есть импульс, то есть и давление. Если импульс частиц может оказаться большим, то велико может быть и давление. Импульс самой быстрой частицы в такой системе называется граничным Ферми-импульсом, а описанный нами газ называется вырожденным Ферми-газом. Схема того, как появляется звезда белый-карлик. Если такой газ нагревать, то вырождение исчезнет — частицы приобретают хаотическое тепловое движение, освобождают уровни, на которых находились раньше, все больше и больше увеличивая свои импульсы… Итак, остывая, звезда сжимается. Частицы все сильнее прижимаются друг к другу. Частиц очень много, граничный импульс Ферми очень велик.
Европейские астрономы обнаружили четыре новых коричневых карлика Астрономы из Астрономической обсерватории Падуи Италия и других стран провели наблюдения за 25 звездами в рамках пилотного обзора COPAINS. Об открытии сообщается в статье, опубликованной 4 мая на сервере препринтов arXiv.
Как появляются звезды типа белый карлик
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. Обнаружение этого коричневого карлика, излучающего радиоволны при такой низкой температуре, - отличное открытие".
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.
Но, что удивительно, с помощью обсерватории Кека они не смогли обнаружить звезду. Телескоп должен был быть достаточно мощным, чтобы увидеть любую типичную звезду на таком расстоянии. В конце концов они поняли, что тот факт, что они не могут обнаружить звезду, не был неисправностью оборудования - это означало, что звезда была слишком тусклой, чтобы ее можно было увидеть. Осталось лишь несколько объяснений. Но наблюдение с помощью микролинзирования показало, что объект должен быть меньше массы нашего Солнца, и нет никакого известного способа, чтобы черная дыра или нейтронная звезда образовали такие маленькие, поэтому белый карлик был, безусловно, лучшим объяснением. По словам Блэкмана, в будущем команда надеется наблюдать за белым карликом напрямую с помощью космических телескопов Хаббла или Джеймса Уэбба, которые «видят достаточно глубоко в небе, чтобы мы могли напрямую смотреть на свет белого карлика. Во-первых, это редко. По словам Блэкмана, это первый раз, когда микролинзирование было использовано для обнаружения белого карлика, и это только пятый белый карлик, который когда-либо был обнаружен с экзопланетой.
При вращении в паре такие белые карлики могут приближаться до соприкосновения и тогда вспыхивать сверхновой звездой типа Ia. Но при взрыве белые карлики не разрушились, а образовали новый звездный объект, который окружен плотным облаком газа и пыли. Его исследованием занималась команда ученых, которую возглавила Лидия Оскинова, астроном Потсдамского и Казанского университетов. Систему обнаружили в 2019 году. Наблюдения с помощью космического рентгеновского телескопа XMM-Newton показали яркое излучение звезды J005311.
Вспышки на красном карлике снизили шансы на обитаемость его планет
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. Credit: NASA Goddard Space Flight Center В этом отдаленном будущем самые крупные звезды будут только в 30 раз больше Солнца по массе, по сравнению с известными сегодня звездами, которые в 300 раз превосходят его по этому параметру. Предполагается, что и в среднем звезды будут намного меньше — примерно 40 масс Юпитера. По словам Адамса и Лафлина, в этом холодном и далеком будущем, после того как Вселенная вообще перестанет образовывать звезды, оставшиеся крупные объекты будут в основном белыми и коричневыми карликами, нейтронными звездами и черными дырами. Железная звезда Если Вселенная продолжит постоянно расширяться, как это происходит в настоящее время, то в конечном итоге она испытает своего рода «тепловую смерть», когда сами атомы начнут распадаться.
К концу этой эпохи могут образоваться поразительно необычные объекты, одним из которых может быть железная звезда. По мере того как звезды будут непрерывно превращать легкие элементы в более тяжелые, в конечном итоге образуется необычайное количество изотопов железа — стабильного, долговечного элемента. Экзотическое квантовое туннелирование пробьет железо на субатомном уровне. Этот процесс приведет к появлению железных звезд — гигантских объектов, почти полностью состоящих из железа. Однако такой объект возможен только в том случае, если протоны не будут распадаться, что является еще одним вопросом, на который люди не успеют ответить.
Поскольку у коричневого карлика более сильная гравитация, он в конечном итоге начнёт «красть» материал у красного карлика.
Посередине: положение источника на диаграмме «цвет-величина» Gaia. Справа: оптическое и инфракрасное спектральное распределение энергии. Burdge, Jan van Roestel, Antonio Коричневые карлики уникальны тем, что их едва ли можно назвать звёздами — они больше похожи на светящиеся планеты.
Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters, а коротко о нем рассказывает Phys. Температура звезды составляет около 425 градусов по Цельсию. Для сравнения, температура на поверхности Солнца достигает 5600 градусов. Она расположена примерно в 37 световых годах от Земли. 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.
Не самые приятные условия для жизни. Впрочем, океаны могут распределять часть тепла, создавая достаточно стабильные условия. Конечно, если планета не потеряет всю воду из-за высокой температуры. Тогда ее едва ли можно назвать популярным местом для проведения последних дней. К сожалению, большинство красных карликов имеют варьирующееся выделение энергии. Это может приводить к замерзанию океанов. А солнечные бури могут удваивать яркость в течение минут, уничтожая атмосферу планет и делая их непригодными для жизни. В общем, условия суровые.
Alena Aenami Все подходит к концу Несмотря на все сложности, продолжительность жизни красных карликов делает — главное преимущество. Достаточно стабильный красный карлик может поддерживать комфортные условия для планеты. Жизнь на Земле существует уже около 4 миллиардов лет, и у нас есть еще миллиард, прежде чем Солнце станет слишком горячим для комплексных форм жизни на планете. Тогда мы погибнем или будем вынуждены искать новый дом. И таймер этот уже тикает. Потенциально, красный карлик может уберечь нас на триллионы лет. А это уже около 4 миллиардов потенциальных локаций. Но нам необязательно ограничивать себя только Землеподобными планетами.
Вокруг красных карликов могут вращаться газовые гиганты с лунами, на которых возможна жизнь.
У карликовой звезды нашли две суперземли
Планеты, вращающейся вокруг «неспокойных» красных карликов, подвергаются риску потери своих атмосфер после вспышек на поверхности звезд. к нему принадлежит 90% звезд. Поэтому, как правило, в сравнении с большинством звезд коричневые карлики меньше, холоднее и тусклее.
Подписка на дайджест
- Астрономы впервые увидели весь процесс перехода белого карлика в нову
- Радиоастрономия обнаружила ультрахолодную звезду
- Другие новости
- Поиск по этому блогу
- Может ли обнаруженная «звезда смерти» уничтожить Землю?
- Странные землетрясения в Юте выявили вулканическую активность, скрытую под пустыней
Красные карлики – шанс для жизни
Желтые карлики не являются настоящими карликовыми звездами, по крайней мере, не в том смысле, что красные или белые карлики. Планеты, вращающейся вокруг «неспокойных» красных карликов, подвергаются риску потери своих атмосфер после вспышек на поверхности звезд. Астрономы подтвердили редкость появления экзопланет, похожих на Юпитер, у маломассивных красных карликов, не найдя ни одного такого объекта у 200 близких к Солнцу звезд. В ее спектре астрономы нашли повышенные концентрации натрия, лития и калия, что делает звезду старейшим из обнаруженных на данный момент белых карликов. Красные карлики малы и излучают немного света по сравнению с большинством других звезд, таких как наше Солнце. Художественная иллюстрация слияния пары белых карликов, что является одной из теорий образования нового типа Рейндл/ CC BY SA 4.0.
Древняя карликовая звезда найдена в Млечном Пути
По сравнению с планетами в нашей Солнечной системе, планеты TOI-1266 b и c находятся намного ближе к своей звезде — им требуется всего 11 и 19 дней соответственно, чтобы сделать полный оборот вокруг нее. Однако, поскольку их звезда намного холоднее, чем Солнце, на планетах температуры тоже не очень экстремальные: на дальней TOI-1266 c температура почти такая же, как на Венере хотя она в семь раз ближе к своей звезде, чем Венера к Солнцу. Две планеты имеют одинаковую плотность. Ученые предполагают, что, возможно, планеты наполовину состоят из скалистого и металлического материала, на наполовину из воды. По скалистости они схожи с Землей или Венерой. По размеру планеты сильно отличаются друг от друга.
Художественная иллюстрация, отображающая процесс слияния двух белых карликов, в результате которого образовался новый тип звезд. Этот сгусток электронно-ядерной плазмы, называемый белым карликом, будет медленно остывать до фоновой температуры Вселенной в течение следующих нескольких триллионов лет. Но теперь астрономы обнаружили два не совсем обычных белых карлика. Как известно, в атмосферах таких звезд преобладает водород или гелий, но в атмосферах новых объектов ученые обнаружили большое количество углерода и кислорода, причем концентрация обоих элементов, достигала 20 процентов. Что интересно, углерод и кислород - это "пепел", образующийся при сгорании гелия в звездах, и эти процессы у белых карликов, должны были давно закончиться.
Но еще больше озадачивает то, что эти новые звезды горячее и крупнее, чем большинство белых карликов, что свидетельствует о том, что в их ядрах, возможно, всё еще идут термоядерные реакции горение гелия.
Об открытии сообщается в статье, опубликованной 4 мая на сервере препринтов arXiv. 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.
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. Credit: NASA Goddard Space Flight Center В этом отдаленном будущем самые крупные звезды будут только в 30 раз больше Солнца по массе, по сравнению с известными сегодня звездами, которые в 300 раз превосходят его по этому параметру. Предполагается, что и в среднем звезды будут намного меньше — примерно 40 масс Юпитера.
Как появляются звезды типа белый карлик
Общепринятая теория происхождения звезд не дает ответа и на вопрос, как образуются коричневые карлики. Астрономы говорят, что найденный крошечный белый карлик, названный ZTF J1901+1458, родился как раз из пары двух "постаревших" звезд. «Жэньминь жибао он-лайн»: китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики с высоким содержанием лития. Художественная иллюстрация слияния пары белых карликов, что является одной из теорий образования нового типа Рейндл/ CC BY SA 4.0. Специалисты наблюдали LP 890-9 — ближайшую карликовую звезду M спектрального класса M6V, используя спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS). Подобно всем звездам, красные карлики превращают водород в гелий.
Астрономы открыли экзопланету с необычной орбитой
Этот недавно открытый белый карлик-пульсар — второй известный подобный объект в галактике. Первый называется AR Sco, он был обнаружен в 2016 году. Теперь, имея выборку из двух объектов, астрономы могут сделать некоторые выводы об этих телах. Эти быстро вращающиеся, сгоревшие остатки высокомагнитных звёзд обстреливают своих красных карликов-компаньонов мощными пучками электрических частиц и излучения. Этот процесс заставляет всю систему резко увеличивать и уменьшать яркость через регулярные промежутки времени. По словам Ингрид Пелисоли из Уорикского университета, пока неясно, что создаёт такое сильное магнитное поле у белого карлика-пульсара. Открытие J1912—4410 стало важнейшим шагом вперёд в этой области». Кристаллизация в белом карлике. Два известных белых карлика-пульсара могут внутри быть чем-то подобным Как правило, магнитные поля белых карликов в миллион раз сильнее земного.
С помощью спектрометра исследователи определили длину волн по свету Януса. 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.
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. Credit: NASA Goddard Space Flight Center В этом отдаленном будущем самые крупные звезды будут только в 30 раз больше Солнца по массе, по сравнению с известными сегодня звездами, которые в 300 раз превосходят его по этому параметру. Предполагается, что и в среднем звезды будут намного меньше — примерно 40 масс Юпитера. По словам Адамса и Лафлина, в этом холодном и далеком будущем, после того как Вселенная вообще перестанет образовывать звезды, оставшиеся крупные объекты будут в основном белыми и коричневыми карликами, нейтронными звездами и черными дырами. Железная звезда Если Вселенная продолжит постоянно расширяться, как это происходит в настоящее время, то в конечном итоге она испытает своего рода «тепловую смерть», когда сами атомы начнут распадаться. К концу этой эпохи могут образоваться поразительно необычные объекты, одним из которых может быть железная звезда. По мере того как звезды будут непрерывно превращать легкие элементы в более тяжелые, в конечном итоге образуется необычайное количество изотопов железа — стабильного, долговечного элемента.
Учёные пытаются понять, насколько такая активность опасна для обитаемой зоны. Или как много галактик находится на некотором расстоянии от звезды, которые обеспечены водой и жизнью. В зоне обитаемости не должно быть слишком холодно или жарко.