«огарки» звёзд: белые карлики, нейтронные звёзды, чёрные дыры.
Экзопланеты вблизи карликовых звёзд оказались непригодными для жизни
- Что такое белый карлик и зачем он уничтожает планеты?
- Могут ли звезды стать планетами? |
- Все виды звёзд. Сверхновые, карлики, нейтронные и прочие | Космос | Мир фантастики и фэнтези
- Все звёзды
- Астрономы предсказали слияние пары белых карликов с образованием экзотической звезды
- Древняя карликовая звезда найдена в Млечном Пути
Древняя карликовая звезда найдена в Млечном Пути
Именно такой случай произошёл с пульсаром белого карлика под названием J191213. Он — часть бинарной пары, в которую входит красная карликовая звезда. J1912—4410 размером с Землю, а массой сравнимо с Солнцем. При этом он намного холоднее Солнца, и окружён невероятно сильным магнитным полем, как у всех пульсаров.
Он вращается вокруг своей оси в 300 раз быстрее, чем Земля. Каждые 5,5 минут он выбрасывает в космос вещество. Это и придаёт белому карлику сходство с пульсаром.
Однако, несмотря на некоторые из этих характеристик, J1912—4410 определённо не нейтронная звезда. Она ведёт себя как пульсар, но выглядит как белый карлик.
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.
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. Представления о жизненном цикле белых карликов сегодня претерпели изменения Телеграф рассказывал об исследованиях астрономов из обсерватории Арма и Университета Западного Онтарио. Проведя спектрополяметрический обзор всех белых карликов в пределах 20 парсеков от Солнца, ученые доказали, что, остывая и ослабевая, эти звезды все же еще не умирают.
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. Солнцу, напротив, осталось всего около пяти миллиардов лет, прежде чем оно сожжет все свое водородное топливо и начнет превращать гелий в углерод. Это изменение вызовет следующую фазу его эволюции. Наша звезда сначала расширится до красного гиганта, достигнув орбиты Венеры, а затем охладится и, сбросив внешние слои, оставит после себя белого карлика — богатого электронами звездного трупа, подобных которому мы видим по всей Галактике. Холодные маленькие звезды на какое-то время станут необычайно горячими, излучая синий цвет. По прогнозам, вместо того, чтобы расширяться наружу, подобно Солнцу, красный карлик поздней стадии коллапсирует. В конце концов, как только фаза синего карлика закончится, останется лишь крупица звезды в виде маленького белого карлика. Черный карлик Но даже белые карлики не будут жить вечно. 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.
Астрономы открыли экзопланету с необычной орбитой
к нему принадлежит 90% звезд. В зависимости от общей массы, система стать сверхновой звездой или объединиться в один тяжелый белый карлик, как в случае с WDJ0551+4135. Астрофизик Роман Рафиков о дисках вокруг белых карликов, кольцах Сатурна и будущем Солнечной системы.
Новый покупатель
- Что такое белый карлик и зачем он уничтожает планеты? | Аргументы и Факты
- Астрономы подтвердили редкость юпитероподобных экзопланет у карликовых звезд
- Все виды звёзд. Сверхновые, карлики, нейтронные и прочие
- «Уэбб» нашел самую маленькую «звезду-неудачницу»
Вспышки на красном карлике снизили шансы на обитаемость его планет
Специалисты наблюдали LP 890-9 — ближайшую карликовую звезду M спектрального класса M6V, используя спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS). Smithsonian: во Вселенной появятся черный карлик и железная звезда. Солнце и другие не слишком крупные звезды заканчивают жизнь, превращаясь в белых карликов. «Жэньминь жибао он-лайн»: китайские астрономы обнаружили уникальные звёзды-карлики с высоким содержанием лития. Данные показали, что две звезды вращаются друг вокруг друга с периодом 1,9 часа — это самая тесная близость, зарегистрированная у коричневого карлика. Исследователи вычислили, что температура звезды составляет порядка 6,3 тысячи ˚C, что относит ее к категории кристаллизующихся белых карликов.
Красный карлик станет последним домом для жизни во Вселенной
Поскольку коричневый карлик и звезда находятся так близко друг к другу, первый заблокирован приливами. В обычных звёздах энергия высвобождается за счёт ядерного синтеза, но в белых карликах этот процесс уже остановлен. Но в то же время масса белого карлика примерно в 1,3 раза больше массы нашей звезды — Солнца. Общепринятая теория происхождения звезд не дает ответа и на вопрос, как образуются коричневые карлики.
Астрономы нашли «мёртвую» звезду размером с Луну и с большей чем у Солнца массой
Существует также предел тому, насколько большим может быть получившийся белый карлик: считается, что при массе более 1,4 массы Солнца он взорвется в сверхновой, хотя возможно, что эти взрывы могут произойти и при несколько меньших массах, поэтому эта звезда полезна для демонстрации того, насколько массивным может стать белый карлик и все еще существовать. Поскольку процесс слияния возобновляет охлаждение звезды, трудно определить, сколько ей лет. Белый карлик, вероятно, слился около 1,3 миллиарда лет назад, но два первоначальных белых карлика, возможно, существовали в течение многих миллиардов лет до этого. Это один из немногих слившихся белых карликов, которые были идентифицированы до сих пор, и он уникальный по своему составу. Однако остается много неясного относительно того, какие звездные системы достигают стадии сверхновой. Как бы странно это ни звучало, измерение свойств этой «неудавшейся» сверхновой и ее будущих двойников многое может сказать нам о путях их самоуничтожения. DOI: 10.
Астрономы нашли звезду, которая превращается в гигантский алмаз 14 июня 2023, 17:30 Астрономы нашли звезду, которая превращается в гигантский алмаз 14 июня 2023, 17:30 Белые карлики преимущественно состоят из твердого кислорода и углерода, поэтому в конце своего жизненного цикла они кристаллизуются, буквально превращаясь в алмаз огромных размеров. Однако этот процесс настолько медленный, что ни одна из известных науке звезд до настоящего момента не кристаллизовалась, поскольку весь процесс должен занять квадриллион лет, учитывая, что возраст вселенной составляет всего 13,6 миллиарда лет. Отмечается, что им является звезда, названная HD 190412 C, которая находится примерно в 104 световых годах от одноименной четверной звездной системы.
Вместо этого, похоже, он сформировался скорее как звезда, причем его масса в 300 раз меньше массы нашего Солнца. В связи с этим возникает вопрос, как происходит процесс звездообразования при таких мизерных массах. Катарина Алвес де Оливейра, астроном из Европейского космического агентства, объясняет: "Масса трех Юпитеров в 300 раз меньше массы нашего Солнца. Поэтому мы должны спросить, как процесс звездообразования происходит при таких очень-очень маленьких массах? Они также не являются планетами. На самом деле их название происходит от того, что они меньше, чем белые карлики, но больше, чем не светящиеся "темные" планеты.
Так как белые карлики являются очень плотными звездами, обладающими мощной силой гравитации, они постепенно вытягивают водород у соседней звезды. Водород накапливается вокруг белого карлика, и когда его объем становится критическим, происходит ярчайшая термоядерная реакция с последующим выбросом вещества. То, что выбрасывается в космос, это лишь тонкий слой газа карлика», — объясняет ведущий автор исследования Пржемек Мроз. 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.
Астрономы предсказали слияние пары белых карликов с образованием экзотической звезды
Ученые отмечают, что необычная траектория движения планеты может быть обусловлена наличием поблизости еще не открытой планеты-гиганта, которая влияет на TOI-2257 b своей гравитацией. Подобные TOI-2257 b экзопланеты невозможно обнаружить в телескоп напрямую. Астрономы идентифицировали небесное тело методом транзитной фотометрии — когда планета проходит на фоне своей звезды, у последней уменьшается яркость. Благодаря этому ученые могут измерить точный орбитальный период планеты. Используя другие наблюдения, астрономы могут определить диаметр, плотность планеты и даже состав атмосферы.
J1912—4410 размером с Землю, а массой сравнимо с Солнцем. При этом он намного холоднее Солнца, и окружён невероятно сильным магнитным полем, как у всех пульсаров. Он вращается вокруг своей оси в 300 раз быстрее, чем Земля. Каждые 5,5 минут он выбрасывает в космос вещество. Это и придаёт белому карлику сходство с пульсаром. Однако, несмотря на некоторые из этих характеристик, J1912—4410 определённо не нейтронная звезда. Она ведёт себя как пульсар, но выглядит как белый карлик. Этот недавно открытый белый карлик-пульсар — второй известный подобный объект в галактике. Первый называется AR Sco, он был обнаружен в 2016 году.
Но где и когда нам придется задуматься о переезде? Рано или поздно наше Солнце потухнет — к счастью, на это уйдет очень много времени. А значит в какой-то момент потомкам людей или другим существам предстоит искать этот последний дом. А там, где есть планеты, пригодные к жизни, могут быть и инопланетяне. Телескоп Кеплера помог определить нам, что по крайней мере у половины всех красных карликов есть каменистые планеты размером с четыре Земли. Многие из них даже находятся в области, где возможна жидкая вода и комфортная температура. Но так как красные карлики не особенно "горячие", то планета должна быть достаточно близко к звезде, чтобы поддерживать жизнь. Примерно на расстоянии Меркурия в нашей системе. И это проблематично. Есть большая вероятность, что такая планета не будет вращаться вокруг своей оси — одна ее часть всегда будет повернута к звезде, другая от нее. Одна сторона будет раскаленной, другая покрытая вечной мерзлотой. 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.
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.
Астрономы нашли необычный белый карлик из разных половинок
Остывание белого карлика должно сопровождаться кристаллизацией его вещества. Атомы углерода и кислорода перестают свободно течь и выкладываются в упорядоченную решетку, в состояние с меньшей энергией. Этот процесс идет с выделением тепла, дополнительно замедляя охлаждение белого карлика. В результате его температура не должна соответствовать реальному возрасту.
Несколько лет назад массовый обзор белых карликов подтвердил, что многие из них намного горячее, чем должны быть. Подобную картину наблюдали астрономы и в системе HD 190412, находящейся от нас на расстоянии чуть больше сотни световых лет. Было известно, что она включает три «обычные» звезды главной последовательности, но новые наблюдения показали, что тут же вращается и белый карлик, гравитационно связанный с ними.
Сейчас астрофизики смоделировали её магнитное поле и поняли: якобы видимая траектория и скорость белого карлика — результат его чрезвычайно мощного магнетизма. Ранее мы сообщили, что в России ПДД доработают с учётом летающих по городам автомобилей.
И как окно в наше будущее, ни один из других белых карликов не может служить убедительной солнечной заменой. По словам Блэкмана, две экзопланеты очень близки к своим белым карликам - это лишь часть расстояния, на котором Меркурий вращается вокруг нашего Солнца.
Астрономы не знают, как они туда попали. Другая экзопланета вращается вокруг белого карлика и пульсара, или пульсирующей нейтронной звезды. Круто, но не то, что у нас на заднем дворе. Последняя планета вращается так далеко от своего белого карлика, что астрономы даже не уверены, принадлежит ли она этой звезде, говорит Блэкман, поэтому ни одна из них не подходит. Система, которую обнаружила команда Блэкмана, представляет собой одинокую звезду с газовым гигантом примерно на 40 процентов больше Юпитера, который движется по примерно схожей с ним орбите.
По словам Блэкмана, планета, похоже, пережила смерть звезды «более или менее нетронутой».
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. Последние исследования показывают, что механизм генерации магнитного поля в звезде, скорее всего, похож на тот, что работает и внутри нашей планеты. По сути, движение материи внутри небесного приводит к возникновению электрических токов, которые в свою очередь генерируют магнитные поля. Однако у белых карликов это поле гораздо сильнее.
Астрономы считают, что электрические токи вызваны конвективным движением в ядре белого карлика. Эти конвективные токи вызваны выделением тепла из застывающего ядра.
Звёзды-долгожители с буйным нравом: что такое красные карлики
LP 890-9 b имеет радиус около 1,32 радиуса Земли, а его масса оценивается не более чем в 13,2 массы Земли. Планета обращается вокруг своего хозяина каждые 2,73 дня на расстоянии примерно 0,018 астрономических единиц а. Равновесная температура LP 890-9 b равна 396 кельвинов К. Экзопланета удалена от звезды на 0,04 а.
С другой стороны, планеты формируются в результате другого процесса, постепенно накапливая материал, оставшийся после образования звезды. Объекты, которые образуются в результате гравитационного коллапса, но не имеют достаточной массы для термоядерного синтеза, часто называют субкоричневыми карликами, коричневыми карликами с планетарной массой или планетами-изгоями. Группа астрономов под руководством Кевина Лумана из Университета штата Пенсильвания поставила перед собой задачу найти самый маленький из таких объектов. Их задача состояла в том, чтобы ответить на фундаментальный вопрос: "Какие звезды самые маленькие? Для этого они обратились к космическому телескопу Джеймса Уэбба JWST и провели исследование звездного скопления IC 348 в звездообразующем регионе Персея, расположенном на расстоянии 1 000 световых лет. Субкоричневые карлики излучают очень мало света по сравнению со звездами, поэтому инфракрасные инструменты JWST очень важны для этого исследования.
Бурые карлики изображён T-карлик не просто настоящие звёзды, а самая многочисленная категория звёзд. Планеты на орбитах бурых карликов уже обнаружены, но может ли там кто-то обитать — вопрос Тем не менее, отличия бурых карликов от звёзд главной последовательности велики. Температура и светимость более крупных звёзд постоянно возрастают по мере того, как водород превращается в более плотный гелий и давление в ядре увеличивается. Когда запасы горючего истощаются окончательно, карликовая звезда превращается в увеличенный аналог Юпитера. Другая любопытная особенность этих светил — неполная ионизация вещества. В их атмосферах присутствуют соединения кислорода и водорода: главным образом угарный газ и метан. Ко второй категории относятся наименьшие из звёзд главной последовательности — красные и частично оранжевые карлики массой от 0,077 до 0,5 «солнц», уже достаточной для того, чтобы четыре ядра водорода сливались в ядро гелия. Однако горение водорода в телах такой массы ещё нестабильно. 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.
Кроме Солнца, среди ближайших к Земле желтых карликов стоит отметить: Две компоненты в тройной системе Альфа Центавра , среди которых Альфа Центавра А по спектру светимости аналогично Солнцу , а Альфа Центавра В — типичный оранжевый карлик класса К. Расстояние до обеих компонент составляет чуть более 4-х световых лет. Оранжевый карлик - звезда Ран, она же Эпсилон Эридана , с классом светимости К. 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.
Обнаружен рекордсмен среди затменных двойных белых карликов
Желтые карлики – это, как правило, звезды средней массы, светимости и температуры поверхности. Белые карлики — это выгоревшие ядра потухших звезд, которые по мере угасания раздувались, превращаясь в красного гиганта, но по окончании этой фазы не обладали достаточной массой. Есть подозрения, что количество коричневых карликов во Вселенной может быть близко к количеству обычных звезд.