Белый карлик – удивительная звезда

Наша огромная Вселенная полна невероятного количества всевозможных тайн и загадок. Изучить её полностью не удалось ещё никому и вряд ли удастся когда-либо вообще. Однако даже того числа интересных и необычных фактов о Вселенной и космосе, которые имеются у человечества на сегодняшний день, с лихвой хватит, чтобы удовлетворить интерес любого интересующегося подобными вещами человека. И сегодня мы поговорим об одном из поистине уникальных космических явлений – белых карликах.

Белые карлики являются одной из самых увлекательных астрономических тем, т.к. представляют собой тип небесных тел, свойства которых кардинально отличаются от свойств всего, что существует на Земле. На Земле вообще нет ничего подобного.

Белый карлик – это древнейшая звезда, прошедшая полный круг своей эволюции и не имеющая своего собственного источника термоядерной энергии. Это достаточно компактные (применительно для космических тел) объекты, радиус которых может быть в сотню раз меньше радиуса Солнца, они могут обладать меньшей в несколько тысяч раз светимостью, но быть примерно такой же, что и Солнце, массы. Удивительно ещё и то, что плотность вещества, из которого состоят белые карлики, в среднем может составлять 105—109 г/см³, а это значит, что всего лишь 0,5 литра этого вещества, оказавшись в земных условиях, будут иметь массу около 50 тонн, а 1 см³ – 100 кг!

Вселенная полна белых карликов, хотя первоначально они считались большой редкостью. Но по данным последних исследований их общее количество составляет от 3 до 10 % всего количества звёзд в нашей Галактике.

Первые данные о белых карликах появились не так давно – в начале XIX века. В то время немецкий астроном и математик Фридрих Бессель занимался отслеживанием траектории движения самой яркой звезды под названием Сириус. В процессе своих наблюдений Бессель увидел, что путь Сириуса имеет волнообразный характер и это очень заинтересовало его, т.к. обычно звёзды движутся по прямой. В 1844 году (через 10 лет после своего открытия) Бессель обнаружил, что рядом с Сириусом находится практически невидимый спутник, который и оказывает на яркую звезду гравитационное воздействие, вследствие чего она постоянного отклонятся от основной своей траектории в разные стороны.

По прошествии нескольких лет, уже в 1962 году американский астроном и изготовитель телескопов Алван Кларк, работавший в Университете штата Миссисипи (США), занимался созданием самого мощного на то время телескопа (Dearborn Telescope). Заканчивая свой проект, учёный решил провести ряд завершающих тестов для его проверки. Для этого телескоп был направлен на Сириус, с целью убедиться благодаря её яркому свечению в отсутствии изъянов линзы. И, как ни странно, Кларк обнаружил «дефект» в своём изобретении – при наведении линзы телескопа на Сириус на ней появлялось странное призрачное пятно. Но при дальнейшем изучении стало ясно, что это был вовсе не дефект, а тот самый спутник Сириуса, о котором и говорил вышеупомянутый Бессель.

Эта двойная система (Сириус и его «призрак») вызвала огромный ажиотаж в научных кругах. Начали проводиться всевозможные исследования. В результате, изучив амплитуду движения звезд, названных Сириус A и Сириус B и некоторые другие особенности, астрономы сумели определить их характеристики. Выяснилось следующее:

  • Масса Сириуса A в 2,5 раза превышает массу Солнца;
  • Масса Сириуса B равна 95% массы Солнца;
  • Общая масса Сириуса A и Сириуса B в 3,4 раза превышает массу Солнца;
  • Расстояние между Сириусом A и Сириусом B в 20 раз больше расстояния между Солнцем и Землёй;
  • Сириус A примерно в 10 000 раз ярче Сириуса B;
  • Сириус A примерно в 35,5 раз ярче Солнца;
  • Солнце в 300 раз ярче Сириуса B.

Эти данные в совокупности с некоторыми другими позволили определить, что температура Сириуса B составляет около 8000 Кельвинов, что на 2300 Кельвинов выше температуры Солнца. Это значит, что 1 см поверхности Сириуса B излучает в 4 раза больше энергии, чем 1 см² поверхности Солнца. Следовательно, поверхность Сириуса B должна быть в 300*104 меньше поверхности Солнца, т.е. диаметр Сириуса B должен быть примерно 40 000 км. Но мы знаем, что масса Сириуса B – это 95% массы Солнца. Получается, что просто невероятное количество вещества должно содержаться в очень маленьком объёме. Затем было вычислено, что плотность Сириуса B в 100 тысяч раз выше плотности воды, что для условий нашей планеты просто нонсенс.

Так был открыт и изучен первый белый карлик – Сириус B.

Значительно позже, в первой половине XX века английский математик и астрофизик Ральф Фаулер дал объяснение внутреннему строению белых карликов. Однако происхождение этих звёзд так и оставалось загадкой. Но работы ещё двух учёных – эстонского астронома Эрнста Эпика, который выдвинул идею, что образование красных гигантов обусловлено выгоранием ядерного горючего, и советского астронома Василия Фесенкова, предположившего, что на эволюцию звёзд оказывает прямое воздействие потеря массы другими звёздами, в некоторой степени объяснили происхождение белых карликов. Но мнения по этому поводу всё же разнятся.

Одни исследователи считают, что, как минимум, примерно половина всех белых карликов появилась в результате потери массы обычными звёздами. Другие склоняются к тому, что практически все они возникли из планетарных туманностей. Но оба эти процесса ещё толком не изучены и оставляют массу вопросов. Кроме того, есть и интересное предположение, что белые карлики – это горячие кристаллы, находящиеся в процессе медленного остывания. Следовательно, со временем они перестают быть белыми – становятся коричневыми и чёрными. Как бы то ни было, истинная природа возникновения белых карликов выглядит довольно размытой.

Изучение белых карликов продолжается некоторыми исследователями и в наши дни, хотя интерес к ним несколько угас. Астрономы продолжают совершать всё новые открытия, а белые карлики продолжают освещать собой космическое пространство, привлекая внимание землян.

Кирилл Ногалес

Поделиться с друзьями:

Также интересно:


Вы можете следить за обсуждением этой записи с помощью RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий, или trackback с вашего сайта.
Оставить комментарий