No zvaigznēm līdz baltiem punduriem: saulei līdzīgas zvaigznes

Baltie punduri ir ziņkārīgi objekti. Viņi ir mazi un ne pārāk masīvi (tātad viņu vārdu "punduris" daļa) un tie izstaro galvenokārt baltu gaismu. Astronomi viņus dēvē arī par “deģenerātiem punduriem”, jo tie tiešām ir zvaigžņu kodolu paliekas, kas satur ļoti blīvu, “deģenerētu” vielu.

Daudzas zvaigznes mirst baltajos punduros kā daļu no viņu "vecumdienām". Lielākā daļa no tām sākās kā zvaigznes, kas līdzīgas mūsu pašu Saulei. Šķiet diezgan dīvaini, ka mūsu saule kaut kā pārvērtīsies par dīvainu, sarūkošu mini-zvaigzni, taču tas notiks miljardiem gadu no šī brīža. Astronomi ir redzējuši šos dīvainos mazos objektus visā galaktikā. Viņi pat zina, kas ar viņiem notiks, atdziestot: viņi kļūs par melnajiem punduriem.

Lai saprastu baltos pundurus un to veidošanos, ir svarīgi zināt zvaigžņu dzīves ciklus. Kopumā stāsts ir diezgan vienkāršs. Šīs milzu pārkarsēto gāzu piesātināšanas bumbiņas veidojas mākoņu gāzēs un spīd ar kodolsintēzes enerģiju. Viņi mainās visu mūžu, iziet dažādus un ļoti interesantus posmus. Lielāko dzīves daļu viņi pavada, pārveidojot ūdeņradi hēlijā un ražojot siltumu un gaismu. Astronomi šīs zvaigznes attēlo diagrammā ar nosaukumu galvenā secība, kas parāda, kādā fāzē tie atrodas savā evolūcijā.

Kad zvaigznes kļūst par noteiktu vecumu, tās pāriet uz jaunām eksistences fāzēm. Galu galā viņi kaut kādā veidā mirst un atstāj aizraujošus pierādījumus par sevi. Tur ir daži tiešām eksotisks objekti, par kuriem patiešām veidojas masīvas zvaigznes, piemēram, melnie caurumi un neitronu zvaigznes. Citi savu dzīvi beidz kā cita veida objekts, ko sauc par balto punduri.

Kā zvaigzne kļūst par balto punduri? Tās evolūcijas ceļš ir atkarīgs no masas. Lielas masas zvaigzne - viena ar astoņām vai vairāk reizēm ar Saules masu laikā, kad tā atrodas galvenajā secībā - eksplodēs kā supernova un izveidojiet neitronu zvaigzni vai melno caurumu. Mūsu saule nav masīva zvaigzne, tāpēc tā un tai ļoti līdzīgas zvaigznes kļūst par baltiem punduriem, ieskaitot sauli, zvaigznes, kuru masa ir mazāka nekā Saulei, un citas, kas atrodas kaut kur starp Saules un Saules masu supergiganti.

Zema masas zvaigznes (tās, kurām ir apmēram puse no Saules masas) ir tik vieglas, ka to kodolu temperatūra nekad nav pietiekami karsta, lai sakausētu hēliju ogleklī un skābeklī (nākamais solis pēc ūdeņraža saplūšanas). Tiklīdz zema masas zvaigznes ūdeņraža degviela iztek, tās kodols nespēj izturēt slāņu svaru virs tā, un tas viss sabrūk uz iekšu. Tas, kas palicis no zvaigznītes, tiks saspiests baltā hēlija pundurā - priekšmetā, kas galvenokārt izgatavots no hēlija-4 kodoliem

Cik ilgi kāda zvaigzne izdzīvo, tas ir tieši proporcionāls tās masai. Zema masas zvaigznēm, kas kļūst par hēlija baltajām punduru zvaigznēm, būtu nepieciešams ilgāks laiks nekā Visums nokļūt viņu galīgajā stāvoklī. Viņi ļoti, ļoti lēni atdziest. Tāpēc neviens vēl nav redzējis, ka viens ir pilnībā atdzisis, un šīs oddbola zvaigznes ir diezgan reti. Tas nenozīmē, ka viņi neeksistē. Tur ir daži kandidāti, bet parasti tie parādās binārajās sistēmās, kas liek domāt, ka kaut kādi masveida zaudējumi ir atbildīgi par viņu izveidi vai vismaz par procesa paātrināšanu.

Mēs darīt redzēt tur daudzus citus baltos pundurus, kuri savu dzīvi sāka kā zvaigznes, vairāk kā Saule. Šie baltie punduri, kas pazīstami arī kā deģenerēti punduri, ir zvaigžņu galapunkti ar galveno sekvenču masu no 0,5 līdz 8 saules masām. Tāpat kā mūsu saule, arī šīs zvaigznes lielāko dzīves daļu pavada kodolā esošajā hēlijā sakausējot ūdeņradi.

Tiklīdz viņiem trūkst ūdeņraža degvielas, serdeņi saspiež un zvaigzne izplešas, lai kļūtu par sarkanu milzi. Tas uzsilda kodolu, līdz hēlijs saplūst, veidojot oglekli. Kad hēlijs iztek, ogleklis sāk saplūst, veidojot smagākus elementus. Šā procesa tehniskais termins ir "trīskāršās alfa process:" divi hēlija kodoli saplūst, veidojot beriliju, kam seko papildu hēlija saplūšana, veidojot oglekli.)

Kad viss hēlijs kodolā ir sapludināts, kodols atkal tiks saspiests. Tomēr galvenā temperatūra nav pietiekami karsta, lai sakausētu oglekli vai skābekli. Tā vietā tas "sastingst", un zvaigzne ieiet sekundē sarkanais milzis fāze. Galu galā zvaigznes ārējie slāņi tiek viegli izpūsti un veido a planētu miglājs. Kas atpaliek, ir oglekļa-skābekļa kodols, baltā pundura sirds. Ļoti iespējams, ka mūsu saule šo procesu uzsāks pēc dažiem miljardiem gadu.

Kad baltais punduris pārtrauc enerģijas ražošanu kodolsintēzes ceļā, tehniski tā vairs nav zvaigzne. Tas ir zvaigžņu paliekas. Tas joprojām ir karsts, bet ne no tā pamatdarbības. Padomājiet par baltā pundura dzīves pēdējiem posmiem, kas vairāk līdzinās mirstošajiem ugunsgrēka uzliesmojumiem. Laika gaitā tas atdzisīs un galu galā kļūs tik auksts, ka kļūs par aukstu, mirušu cilvēku, ko daži sauc par “melno punduri”. Pagaidām vēl nav zināms neviens baltais punduris. Tas ir tāpēc, ka process notiek miljardu un miljardu gadu laikā. Tā kā Visums ir tikai aptuveni 14 miljardi gadu vecs, pat pirmajiem baltajiem punduriem nav bijis pietiekami daudz laika, lai pilnībā atdzistu, lai kļūtu par melnajiem punduriem.

• Visas zvaigznes noveco un galu galā attīstās no esamības.
• Ļoti masīvas zvaigznes eksplodē kā supernovas un atstāj neitronu zvaigznes un melnos caurumus.
• Zvaigznes, piemēram, Saule, attīstīsies un kļūs par baltajiem punduriem.
• Balts punduris ir zvaigžņu kodola paliekas, kas ir zaudējis visus ārējos slāņus.
• Neviens baltais punduris Visuma vēsturē nav pilnībā atdzisis.

• NASA, NASA, iedomājieties.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
• "Zvaigžņu evolūcija", www.aavso.org/stellar-evolution.
• “Baltais punduris | COSMOS. ” Astrofizikas un superdatoru centrs, astronomija.swin.edu.au/cosmos/W/baltais punduris.

Rediģēja Karolīna Kolinsa Petersena.