Черный карлик звезда


Не так часто в обсуждении встречается понятие «черный карлик». Однако это важный объект, ведь представляет собою финальную стадию эволюции многих звезд. Такие небесные тела не излучают свет или тепло, поэтому их было бы крайне сложно отыскать в небе сегодня. Усложняет процесс и то, что для формирования черных карликов требуются квадриллионы лет. И тут у нас загвоздка… Ведь наша Вселенная отметила лишь 14 млрд. лет и слишком молода для создания подобных объектов.

Давайте изучим эволюционную цепочку звезд. Звезда главной последовательности, лишенная нужной массы для взрыва в виде сверхновой, становится белым карликом. Это «мертвая» звезда, исчерпавшая все водородное и гелиевое топливо. Но белый карлик определенное время сохраняет высокую температуру.

Спустя большой временной промежуток оставшееся тепло будет излучаться. Когда не останется света и тепла, объект превратится в черный карлик. Такое небесное тело не излучает тепло и свет, поэтому становится невидимкой для исследователей. Однако он продолжает сохранять массу, что позволит зафиксировать эффекты, вызванные его гравитационным полем.


Конечно, нет смысла бросаться на поиски черных карликов, ведь они пока всего лишь теоретические объекты. Ученые считают, что белому карлику понадобится не менее 100 миллионов миллиардов лет, чтобы полностью остыть до стадии черного карлика.

Даже если каким-то чудом белый карлик появился во время Большого Взрыва (что невозможно, так как есть другие этапы эволюции с длительностью в миллиарды лет), то сегодня они все равно бы не успели остыть.

Ранее стадией черных карликов именовали коричневые. Это крайне маленькие объекты, которые не способны достичь точки слияния. Также не путайте черные карлики с черными дырами или нейтронными звездами.

Источник: v-kosmose.com


Черный карлик звезда

Вселенная, возможно, началась с Большого взрыва, но, скорее всего, закончится крайне неприятным образом, медленно угаснув на протяжении триллионов и триллионов лет. Теперь физик-теоретик из Университета штата Иллинойс вычислил то, что может быть последним интересным событием, которое когда-либо произойдет — взрывы звезд, называемых черными карликами, которых еще даже не существует.

Окончательная судьба Вселенной все еще обсуждается, но одна из главных гипотез состоит в том, что она подвергнется «тепловой смерти». По сути, все звезды остынут и выдохнутся, черные дыры испарятся, а бесконечное расширение Вселенной растянет ткань реальности так далеко, что оставшиеся субатомные частицы редко будут иметь шанс взлететь в пределах парсека друг друга.

И теперь, благодаря физику-теоретику Мэтту Каплану, мы имеем представление о том, что может быть одной из последних вещей, которые когда-либо произойдут — черные сверхновые карлики.

В настоящее время сверхновые — это взрывоопасные финалы, которые зарезервированы для массивных звезд. Когда у этих огромных термоядерных реакторов закончится топливо, ядро обрушится и вызовет сверхновую, оставив за собой черную дыру или нейтронную звезду.


Более мелкие звезды, такие как наше Солнце, будут вместо этого расширяться в красные гиганты, а затем в конечном итоге сжиматься обратно в белые карлики. Поскольку эти белые карлики (обычно) не имеют массы, достаточной для того, чтобы стать сверхновыми, они вместо этого медленно остывают до фоновой температуры пространства. Когда это произойдет, они исчезнут и” замерзнут», став холодными, темными черными карликовыми звездами.

Подсчитано, что этот процесс займет триллионы лет, а поскольку самой Вселенной «всего» 13,4 миллиарда лет, ученые пока не ожидают появления черных карликов. Самые старые из известных белых карликов до сих пор ярко сияют.

По сути, считалось, что черный карлик — это конец истории, но, по словам Каплана, в этих объектах еще есть жизнь. Плавление все еще может происходить при очень низких температурах — оно просто занимает невероятно долгое время и требует некоторой помощи со стороны квантовой механики.

Явление квантового туннелирования означает, что иногда частица может «туннелировать» через барьер, для преодоления которого обычно не хватает энергии. В этом случае ядра внутри черного карлика могут спонтанно сливаться вместе, даже если у них «не должно быть» для этого достаточно энергии.

В конце концов, этих продуктов синтеза должно накапливаться достаточно, чтобы задушить черный карлик и превратить его в сверхновую, как это происходит с более массивными звездами. По оценке Каплана, эта взрывоопасная судьба ожидает до одного процента всех сияющих сегодня звезд, в то время как подавляющее большинство будет вечно тащиться молча, как черные карлики.


«Только самые массивные черные карлики, примерно в 1,2-1,4 раза превышающие массу Солнца, взорвутся», — говорит Каплан. «Даже при очень медленной ядерной реакции наше Солнце все еще не имеет достаточной массы, чтобы когда-либо взорваться в сверхновой, даже в далеком будущем».

Физик говорит, что самые массивные черные карлики уйдут первыми, а за ними последуют все менее и менее массивные в пределах этого диапазона. Каплан подсчитал, что первая сверхновая звезда — черный карлик — не произойдет примерно через 10 1100 лет. Это единица, за которой следует 1100 нулей, число настолько велико, что у нас нет слова.

И даже если бы вы могли оставаться свидетелями этих событий из безопасности машины времени, шансы на то, что вы даже сможете найти их в невероятно чернильной черноте Темной Эры Вселенной, невелики.

«Галактики рассеются, черные дыры испарятся, а расширение Вселенной разнесет все оставшиеся объекты так далеко друг от друга, что никто никогда не увидит, как взорвутся другие», — говорит Каплан. «Свет даже физически не сможет проникнуть так далеко.»

Но эти черные сверхновые карликовые все равно будут гореть, как деревья, падающие в лесу, где никого нет рядом, еще долгое время, что еще труднее осознать. Каплан говорит, что последний черный карлик, который отправится в сверхновую, сделает это примерно через 1032 000 лет в будущем.


«Трудно представить что-нибудь после этого», — говорит Каплан. «Сверхновая звезда черного карлика может быть последним интересным событием, которое произойдет во Вселенной. Они могут быть последними сверхновыми в истории».

Исследование было опубликовано в журнале .

Источник: new-science.ru

Рождение черного карлика

Механизм образования этих объектов примерно следующий. Звезда главной последовательности, которая имеет недостаточно массы, что бы взорваться и стать сверхновой, становиться белым карликом. Это «мертвая» звезда, которая сожгла весь свой водород, превратив его в гелий. Но этот объект остается горячим в течение достаточного продолжительного времени. Так же, как нагретая печь продолжает излучать тепло, когда огонь внутри ее уже давно погас.

Итак, очень длительное время все накопившееся тепло погибшей звезды будет излучаться в пространство. Но рано или поздно оно истощится. Больше не излучающий тепло или свет белый карлик станет черным. И поскольку он уже ничего не излучает, его практически невозможно увидеть. Тем не менее этот объект все равно будет сохранять свою массу. Это позволит ученым обнаружить эффекты, вызванные его гравитационным полем.


Но пока нет смысла искать неуловимых черных карликов. На данный момент возможность их существования лишь предположена гипотетически. Ученые подсчитали, что белому карлику понадобится не менее ста миллионов миллиардов лет, чтобы остыть и стать черным.

Даже если бы белый карлик сформировался в момент Большого взрыва — что невозможно, поскольку звезда должна пройти несколько этапов эволюции, которые занимают, по крайней мере, миллиард лет — сегодня она все равно была бы белым карликом, еще недостаточно остывшим.

Коричневые карлики

Есть еще один тип подобных объектов — коричневые карлики. Но они слишком маленькие, чтобы достичь подобного состояния. Эти тела возникают из звезд, которые не входят в главную звездную последовательность. После прекращения в их недрах реакций термоядерного синтеза они относительно быстро остывают. И становятся похожими на планетоподобные тела.

Черный карлик не следует путать с черной дырой или нейтронной звездой. Эти объекты тоже не наблюдаются напрямую.

Источник: alivespace.ru

Добро пожаловать в Млечный путь. Сейчас пойдет речь об одном из эпизодов жизни небольших звёзд, массы которых недостаточно для образования сверхновой. Дамы и господа, встречайте, чёрн… кхм, афроамериканские карлики!
Эти малыши образуются из белых карликов, которые в свою очередь являются остывающими звёздами.


Похоже на шарик от шариковой ручки

Данные объекты являются теоретическими, так как по расчетам учёных для образования черного карлика нужны миллиарды и миллиарды лет. Это время настолько велико, что даже если бы звезда родилась сразу после Большого взрыва (это, конечно, невозможно, но представь!), и прожила бы ещё 10 возрастов нынешней Вселенной, то она бы всё равно не успела стать чёрным карликом.

Теоретически, можно высадиться на нашего черного друга, если допустить, что он уже образовался. Температура его поверхности относительно небольшая, 4 000 Кельвинов, но за квадриллион лет наш герой остывает до 5 Кельвинов. Таким образом вооружившись смелостью и посадочным модулем возможно причернокарлиться на поверхность. Однако сильная гравитация не даст воткнуть туда флажок, равно как и огромнейшая плотность карлика.

Схема для наглядности

Давным-давно я прочитал в энциклопедии, что кусочек белого карлика размером с сахар рафинад весит как легковушка, а если такой кубик положить на пол, он прорежет Землю до самого ядра. Чёрный карлик имеет большую плотность, являясь скукоженной версией белого. Скорее всего, когда все звёзды перегорят, эти маленькие черные шарики будут висеть по всей Вселенной словно рассыпанные семки на улице.

На этом всё, с вами была Книга космоса,

Подписывайтесь и ставьте пальцы вверх, если понравилась статья.

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.