Белый карлик: характеристика, состав, формирование, виды

Алан-э-Дейл       21.10.2022 г.

Какого размера самые большие звёзды

На диаграмме Герцшпрунга-Рассела самые большие звёзды расположены в правой верхней части. И мы видим, что они называются гипергигантами. Это на самом деле монстры в мире звёзд. Типичный гипергигант в 100-120 раз тяжелее Солнца, а по размеру в тысячи раз больше его.

Ещё недавно самым большим гипергигантом считалась звезда UY Щита – она в 1900 раз больше Солнца в максимальном расширении. Дело в том, что она пульсирует, поэтому размер её меняется. Внутрь этого монстра влезло бы 5 миллиардов таких звёзд, как Солнце, а диаметр измеряется в 2.4 миллиардов километров.

Звезда Стивенсон 2-18 по сравнению с Солнцем огромна.

Но сейчас лидер среди всех – Стивенсон 2-18 – красный гипергигант, который ещё больше, чем UY Щита. Находится в том же созвездии. Он в 2158 раз больше Солнца – 3 миллиарда километров в поперечнике! Это 10 астрономических единиц, то есть в 10 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца. Если бы эта звезда оказалась вместо Солнца, поверхность её оказалась бы чуть дальше орбиты Сатурна. Благодаря огромной площади поверхности, эта звезда излучает, как 440 000 Солнц.

Строение белых карликов

Белые карлики являются наиболее известными и важнейшими представителями «семейства
карликов», называемых часто так только из-за своего размера. Однако с точки
зрения зволюции к ним следует относить звезды на конечной стадии эволюции, то
есть в условиях, когда ядерные реакции уже не могут происходить и не могут вести
(даже в самом отдаленном будущем) к качественным изменениям звездной структуры.

Наиболее распространены белые карлики состоящие из углерода и кислорода с гелиево-водородной
оболочкой. Массы белых карликов 0.6 Мsun — 1.44Msun,
радиусы порядка земного, поверхностная температура может быть относительно высока
(от 100,000 К до 200,000 К), что и объясняет их название. Главная черта строения
— это ядро, гравитационное равновесие в котором поддерживается вырожденным электронным
газом, свойства которого не допускают никаких дальнейших изменений его структуры.
Давление вырожденного газа уравновешивает силы гравитации (при заданной массе),
а потеря тепла от невырожденной компоненты вещества не меняют этого давления,
и сами потери относительно невелики. Светимость обеспечивается за счет самых
внешних, невырожденных, и потому сжимающихся, слоев.

Схема строения белого карлика

Как обычно, на наших рисунках, нижний (зеленый) сектор означает однородный
углеродно-кислородный состав звезды. Правый вертикальный сектор соответствует
доле накопленной светимости — она очень мала везде внутри карлика, и создается
только в самых внешних слоях. Наконец, штриховка крестиками на фронтальном разрезе
призвана символизировать вырожденный электронный газ.

В.Батурин

предыдущая следующая

Публикации с ключевыми словами:
Сверхновые — звезды — сверхгигант — нейтронные звезды — красный гигант — бурый карлик — диаграмма Герцшпрунга-Рессела — белый карлик — Эволюция звезд — термоядерные реакции — вырожденный газ — гидростатическое равновесие — конвекция — лучистый перенос — главная последовательность — эволюционный трек звезды — карлики
Публикации со словами:
Сверхновые — звезды — сверхгигант — нейтронные звезды — красный гигант — бурый карлик — диаграмма Герцшпрунга-Рессела — белый карлик — Эволюция звезд — термоядерные реакции — вырожденный газ — гидростатическое равновесие — конвекция — лучистый перенос — главная последовательность — эволюционный трек звезды — карлики


См. также:

Все публикации на ту же тему >>


Астрометрия

Астрономические инструменты

Астрономическое образование

Астрофизика

История астрономии

Космонавтика, исследование космоса

Любительская астрономия

Планеты и Солнечная система

Солнце

Уникальная древняя галактика

Аномальные небесные тела: галактика MACS1423-z7p64.

Вселенная в течение первых нескольких сотен миллионов лет выглядела как непрозрачное облако водорода, которые было непроницаемо для определенных длин световых волн. Затем появились первые звезды и галактики, а ионизированный газ «истончился» до прозрачности. Недавно астрономы наблюдали одну из древних галактик, которая, по их мнению, может быть самой древней.

Галактике MACS1423-z7p64 13,1 миллиардов лет и она появилась всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Обнаружили ее случайно, благодаря тому, что кластер из 155 галактик произвел эффект огромной гравитационной линзы, которая усилила свет от MACS1423-z7p64.

Размеры белых карликов

Когда красный гигант сбрасывает оболочку, остаётся его ядро, которое начинает сжиматься и очень горячее. Это белый карлик – очень маленькая плотная звезда. Её масса может быть чуть меньше или больше солнечной, но размер меньше в десятки раз.

Здесь можно найти что-то общее с нейтронными звёздами, у них примерно такой же вес, но размер ещё меньше. Дело в том, что у белого карлика меньше плотность, хотя она тоже огромна по нашим меркам – один кубический сантиметр вещества может весить десятки тонн.

Для белых карликов существует так называемый предел Чандрасекара. Это значит, что если его масса при образовании превышала солнечную в 1.4 раз и больше, то он коллапсирует и превратится в нейтронную звезду. Если масса меньше, то останется белым карликом.

В среднем белые карлики меньше Солнца в 100 раз. То есть среднестатистическая звезда этого типа имеет радиус порядка 14 тысяч километров. Самые маленькие белые карлики по размеру сравнимы с планетой Земля., например, Сириус B.

Пройдут миллиарды лет и наше Солнце тоже станет белым карликом.

Эволюция

Большинство белых карликов являются одним из последних этапов эволюции нормальных, не очень массивных звезд. Звезда, исчерпав запасы ядерного горючего, переходит в стадию красного гиганта, теряет часть вещества, превращаясь в белый карлик. При этом наружная оболочка — нагретый газ — разлетается в космическом пространстве и с Земли она наблюдается как туманность. За сотни тысяч лет такие туманности рассеиваются в пространстве, а их плотные ядра, белые карлики, постепенно остывают аналогично раскалённому куску металла, но очень медленно, поскольку его поверхность мала. Со временем они должны превратиться в коричневые (черные) карлики — сгустки материи с температурой окружающей среды. Правда, как показывают расчеты, на это может потребоваться множество миллиардов лет.

Очевидно, что открытие коричневых карликов затруднено их слабой светимостью. Один из коричневых карликов находится в созвездии Гидры. Его блеск составляет лишь 22,3. Уникальность открытия заключается в том, что ранее обнаруженные коричневые карлики входили в двойные системы, именно поэтому их и могли обнаружить, а этот — одиночный. Его нашли только благодаря близости к Земле: до него всего 33 световых года.

Предполагается, что нынешние коричневые карлики — это не остывшие белые (слишком мало времени прошло), а «недоразвившиеся» звезды. Как известно, звезды рождаются из газопылевого облака, причем одно облако порождает несколько звезд разной массы. Если сжимающийся сгусток газа имеет массу в 10-100 раз меньше солнечной, образуются коричневые карлики. Они довольно сильно разогреваются силами гравитационного сжатия и излучают в инфракрасном диапазоне. Ядерные реакции в коричневых карликах не происходят.

Исключения из главной последовательности диаграммы Герцшпрунга-Рассела: красные гиганты и красные карлики

Красный спектр излучения звезды, согласно данным диаграммы Герцшпрунга-Рессела, предполагает ее невысокую температуру, и, как следствие, слабую светимость. Спектральные линии излучения красных звезд показывают температуру поверхности около 36000 К, что в 400 раз меньше, чем температура поверхности Солнца. К таким тусклым объектам относится звезда Барнарда. Однако, некоторые красные звезды (например, Бетельгейзе), имеют яркость и светимость в тысячи раз превосходящие Солнце. Герцшпрунг предположил, что эти исключения из главной последовательности диаграммы можно объяснить разными размерами звезд красного спектра.

Проверить эту гипотезу удалось при помощи интерферометра Майкельсона. Используя этот прибор, можно измерить угол между лучами с разных точек поверхности космического объекта. По специальной формуле, учитывающей угол и расстояние до звезды, вычисляют ее размер. Расчеты показали, что диаметр Бетельгейзе больше солнечного в 350 раз, а объем – в 40000000 раз. , такая звезда поглотила бы все планеты земной группы. Эти объекты назвали красными гигантами.


Сравнительные размеры Солнца и Бетельгейзе

Маленькие звезды красного спектра получили название красные карлики. Эти объекты широко распространены во Вселенной, особенно в старых скоплениях и в невидимой части Вселенной. Низкая светимость затрудняет их обнаружение и изучение. Красными карликами замыкается главная последовательность. Время жизни красных карликов очень продолжительное, условия на близлежащих планетах стабильные, что предполагает возможное развитие жизни.

Интересно, что объектов красного спектра с промежуточными размерами не существует. Диаграмма Герцшпрунга содержит только красные карлики и красные гиганты.

Виды звезд в наблюдаемой Вселенной

Во Вселенной существует множество различных звезд. Большие и маленькие, горячие и холодные, заряженные и не заряженные. В этой статье мы назовем основные виды звезд, а также дадим подробную характеристику Жёлтым и Белым карликам.

  1. Жёлтый карлик. Жёлтый карлик – тип небольших звёзд главной последовательности, имеющих массу от 0,8 до 1,2 массы Солнца и температуру поверхности 5000–6000 K. Подробнее об этом типе звезд нем смотрите ниже.
  2. Красный гигант. Красный гигант – это крупная звезда красноватого или оранжевого цвета. Образование таких звезд возможно как на стадии звездообразования, так и на поздних стадиях их существования. Крупнейшие из гигантов превращаются в красных супергигантов. Звезда под названием Бетельгейзе из созвездия Орион – самый яркий пример красного супергиганта.
  3. Белый карлик. Белый карлик – это то, что остаётся от обычной звезды с массой, не превышающей 1,4 солнечной массы, после того, как она проходит стадию красного гиганта. Подробнее об этом типе звезд нем смотрите ниже.
  4. Красный карлик. Красные карлики – самые распространённые объекты звёздного типа во Вселенной. Оценка их численности варьируется в диапазоне от 70 до 90% от числа всех звёзд в галактике. Они довольно сильно отличаются от других звезд.
  5. Коричневый карлик. Коричневый карлик – субзвездные объекты (с массами в диапазоне примерно от 0,01 до 0,08 массы Солнца, или, соответственно, от 12,57 до 80,35 массы Юпитера и диаметром примерно равным диаметру Юпитера), в недрах которых, в отличие от звезд главной последовательности, не происходит реакции термоядерного синтеза c превращением водорода в гелий.
  6. Субкоричневые карлики. Субкоричневые карлики или коричневые субкарлики – холодные формирования, по массе лежащие ниже предела коричневых карликов. Масса их меньше примерно одной сотой массы Солнца или, соответственно, 12,57 массы Юпитера, нижний предел не определён. Их в большей мере принято считать планетами, хотя к окончательному заключению о том, что считать планетой, а что – субкоричневым карликом научное сообщество пока не пришло.
  7. Черный карлик. Черные карлики – остывшие и вследствие этого не излучающие в видимом диапазоне белые карлики. Представляет собой конечную стадию эволюции белых карликов. Массы черных карликов, подобно массам белых карликов, ограничиваются сверху 1,4 массами Солнца.
  8. Двойная звезда. Двойная звезда – это две гравитационно связанные звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс.
  9. Новая звезда. Звезды, светимость которых внезапно увеличивается в 10 000 раз. Новая звезда представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и звезды-компаньона, находящейся на главной последовательности. В таких системах газ со звезды постепенно перетекает на белый карлик и периодически там взрывается, вызывая вспышку светимости.
  10. Сверхновая звезда. Сверхновая звезда – это звезда, заканчивающая свою эволюцию в катастрофическом взрывном процессе. Вспышка при этом может быть на несколько порядков больше чем в случае новой звезды. Столь мощный взрыв есть следствие процессов, протекающих в звезде на последний стадии эволюции.
  11. Нейтронная звезда. Нейтронные звезды (НЗ) – это звездные образования с массами порядка 1,5 солнечных и размерами, заметно меньшими белых карликов, порядка 10-20 км в диаметре. Они состоят в основном из нейтральных субатомных частиц – нейтронов, плотно сжатых гравитационными силами. В нашей Галактике, по оценкам ученых, могут существовать от 100 млн до 1 млрд нейтронных звёзд, то есть где-то по одной на тысячу обычных звёзд.
  12. Пульсары. Пульсары – космические источники электромагнитных излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков (импульсов). Согласно доминирующей астрофизической модели, пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звёзды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения. Когда Земля попадает в конус, образуемый этим излучением, то можно зафиксировать импульс излучения, повторяющийся через промежутки времени, равные периоду обращения звезды. Некоторые нейтронные звёзды совершают до 600 оборотов в секунду.
  13. Цефеиды. Цефеиды – класс пульсирующих переменных звёзд с довольно точной зависимостью период-светимость, названный в честь звезды Дельта Цефея. Одной из наиболее известных цефеид является Полярная звезда. Приведенный перечень основных видов (типов) звезд с их краткой характеристикой, разумеется, не исчерпывает всего возможного многообразия звезд во Вселенной.

Черные карлики, потомки белых карликов

В нижней части диаграммы Герцшпрунга-Рассела расположена последовательность белых карликов. Такие звезды образуются на месте красного гиганта, постепенно теряющего газовую оболочку. Ядерных реакций в них не происходит, а состоят белые карлики из постепенно остывающей раскаленной плазмы. Предполагается, что в таком состоянии белый карлик просуществует около 10 триллионов лет, после чего его поверхность перестанет излучать видимый свет. В таком случае потухшую звезду станет невозможно обнаружить в телескоп, но она все равно останется целостным объектом, который будет выдавать его гравитационное воздействие.

Самым старым белым карликам, известным в настоящее время – около 12 миллиардов лет. Таким образом, до появления первых черных карликов Вселенная должна состариться еще в тысячу раз. Тем не менее, периодичность диаграммы Герцшпрунга-Рассела позволяет уверенно предположить, что черные карлики когда-нибудь возникнут.

Нейтронные звёзды – самые маленькие из всех

Объект с массой Солнца и диаметром всего лишь в 10 – 20 км – вот что такое нейтронная звезда. Это удивительные объекты, которые, по сути, представляют собой сверхплотное ядро звезды – гиганта.

При огромной массе плотность вещества такой звезды чудовищно велика – она в несколько раз больше плотности ядра атома. Если взять всего лишь чайную ложку её вещества, то она будет весить миллиард тонн! Но у нейтронной звезды есть ещё и внутренне ядро, плотность которого ещё выше. Процессы там идут очень любопытные, не как в обычных звёздах. Их гравитация на поверхности и сила магнитных полей огромны, так как огромная масса сконцентрирована в небольшом объёме.

Размер нейтронной звезды — всего пара десятков километров.

Несмотря на малые размеры, нейтронные звёзды горячие – от 100 тысяч до миллиона градусов на поверхности. А ещё они очень быстро вращаются – некоторые делают несколько сотен оборотов в секунду. Они направленно и сильно излучают в различных радиодиапазонах, в том числе в рентгеновском, и если это происходит в нашем направлении, то учёные обнаруживают пульсар. Это, по сути, быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая излучает в нашу сторону.

Нейтронные звёзды — самые маленькие из всех. Но если вы считаете, что они недостойны считаться «нормальными» звёздами, потому что представляют собой их остатки, то давайте посмотрим среди них.

Астероид 2015 BZ509

Аномальное небесное тело: астероид 2015 BZ509.

Большинство тел в Солнечной системе перемещаются по часовой стрелке вокруг Солнца, сохраняя направление движения первичного огромного диска пыли и газа, из которого были рождены. Но маленький астероид 2015 BZ509, который проходит близко от орбиты Юпитера, движется в противоположном направлении. Это единственный известный астероид, который делает подобное, вращаясь примерно по одинаковой орбите с планетой.

3-километровый объект уже давно должен был «улететь» из Солнечной системы или быть уничтоженным мощной гравитацией Юпитера, с которым он сближается каждые несколько лет. Однако, особенности его орбиты и гравитационного воздействия с планетой привели к тому, что 2015 BZ509 остается стабильным и не меняет орбиту уже несколько миллионов лет.

Немного об эволюции звезд

Ключевой параметр всех звезд – это масса. Она задает интенсивность всех происходящих в звезде процессов, так как от массы звезды зависит давление, плотность и, соответственно, температура вещества в ее недрах. А чем выше значения этих величин, тем выше вероятность каждого акта термоядерного синтеза, то есть он протекает с большей интенсивностью. Стабильность звезды поддерживается равновесием между силой ее гравитационного сжатия и силой давления, расталкивающей ее за счет энерговыделения в ходе ядерных реакций.

Масса же определяет и продолжительность стабильного существования звезды до исчерпания водорода как термоядерного горючего (этап «главной последовательности»), и ее дальнейшую судьбу. В конце этого периода своей жизни звезды в зависимости от массы испытывают те или иные изменения, итогом которых становится превращение их в объекты одного из трех типов: белые карлики, нейтронные звезды либо черные дыры. Нас будет интересовать первый вариант.

Солнце

Конечно же, в первую очередь нам нужно обратить внимание на Солнце. Ведь это ближайшая к нам звезда, к тому же лучше всех изученная и измеренная

Да и все прочие по размеру и по массе обычно сравнивают с Солнцем – оно служит неким эталоном.

Итак, Солнце – типичный жёлтый карлик, каких очень много даже в нашей галактике Млечный Путь. На небе мы его видим такого же размера, как и Луну, но в реальности оно, конечно, гораздо больше. Его диаметр по экватору – примерно 1 392 700 километров. Радиус, соответственно, вдвое меньше – почти 700 тысяч километров.

Размеры Солнца в сравнении с планетами Солнечной системы.

Надо заметить, что звёзды имеют большую массу и быстро вращаются, отчего немного сплюснуты между полюсами. Поэтому радиус звезды по экватору всегда несколько больше, чем по полюсам.

Что интересно – если по диаметру Солнца выставить такие планеты, как Земля, то их влезет в ряд 109 штук. А если насыпать внутрь, то в Солнце вместится 1 301 019 таких планет.

Теперь вы понимаете, насколько огромно Солнце, хотя оно и относится всего лишь к жёлтым карликам и по сути не представляет из себя ничего выдающегося – обычная рядовая звезда. Но ведь тем интереснее посмотреть на размеры других звёзд!

Взрывающиеся гиганты

После того как в центральных областях звезды «выгорит» весь водород, ее судьба предрешена. Ядро светила, состоящее теперь из почти чистого гелия, начинает сжиматься и разогреваться. Уплотняясь, вещество переходит в состояние вырожденного газа. При этом внешние слои светила расширяются, температура его поверхности падает, и оно становится красным гигантом. Тем временем внутри гиганта уже «сидит» будущий крохотный белый карлик.

Крабовидная туманность пронизана загадочными сложными структурами. В самом центре ее находится нейтронная звезда с массой, равной массе Солнца, но имеющей всего несколько километров в диаметре

Огромная оболочка красного гиганта слишком разрежена, чтобы в ней могли происходить ядерные реакции, и слабо связана с ядром, поэтому в конце концов звезда «сбрасывает» ее, и она постепенно рассеивается в окружающем пространстве. На месте бывшего красного гиганта остается очень плотная и горячая звездочка — ядро прежней звезды. А оболочка превращается в планетарную туманность — в телескоп она видна как светящееся кольцо вокруг небольшой звездочки.

Иногда конец красных гигантов становится еще более эффектным — они просто взрываются. Это явление называют вспышкой сверхновой звезды. Так, хорошо известная астрономам Крабовидная туманность — остаток вспыхнувшей в 1054 г. сверхновой звезды в созвездии Тельца.

Строение Солнца (слева) и красного гиганта (справа). Отдельно показаны относительные размеры звезд

Внутренние области сверхновой, стремительно сжимаясь, превращаются в крошечную сверхплотную звезду — нейтронную. Радиус ее не превышает 10 км, а плотность в миллионы раз выше, чем плотность белых карликов. Нейтронные звезды стремительно вращаются вокруг своей оси, совершая один оборот за сотые доли секунды и испуская мощное электромагнитное излучение.

  • Что такое звезды и какие они бывают?
  • Яркость звезд и световой год
  • Звездные карты: как найти объект на небе

Поделиться ссылкой

О температуре, размерах и светимости

Поверхностная температура белых карликов может достигать нескольких десятков и даже свыше сотни тысяч градусов (у Солнца – около 5800 К), а размеры сопоставимы с размерами Земли, то есть площадь излучающей поверхности чрезвычайно мала. Теперь ясно, почему у них такая низкая светимость – просто они маленькие.

Собственных термоядерных источников энергии они не имеют, и светимость их обусловлена огромным запасом внутреннего тепла, завися не от массы тела, а от возраста. Карлик может остывать очень долго – десятки и даже сотни миллиардов лет именно потому, что отдает излучение через малую поверхность. Молодые горячие карлики остывают быстрее. Максимум их излучения приходится на рентгеновский и жесткий ультрафиолетовый диапазоны. Так, на рентгеновском снимке Сириуса крохотный Сириус В светит мощнее, чем Сириус А – ярчайшая звезда на земном небе.

Плотность белых карликов

Вопрос о плотности белых карликов вызвал большой ужас у астрономов в конце 19 — начале 20 веков. Расчеты показали очень высокие плотности.

Белый карлик может иметь массу в 1,4 раза больше, чем наше Солнце, при сжатии до размеров Земли. Таким образом, его плотность в миллион раз больше, чем у воды, и это именно то, что поддерживает белый карлик. Как это возможно?

Квантовая механика утверждает, что частицы, подобные электронам, могут занимать только определенные уровни энергии. Кроме того, существует принцип, ограничивающий расположение электронов вокруг атомного ядра: принцип исключения Паули.

Согласно этому свойству материи, два электрона не могут иметь одинаковое квантовое состояние в одной и той же системе. Более того, в обычном веществе обычно заняты не все разрешенные уровни энергии, а лишь некоторые.

Это объясняет, почему плотность земных веществ составляет всего лишь несколько граммов на кубический сантиметр.

Граница Чандрасекара

В 1930 году 19-летний индуистский астрофизик по имени Субрахманян Чандрасекар определил существование критической массы у звезд.

Звезда, масса которой меньше этого критического значения, следует по пути белого карлика. Но если его масса зашкаливает, его дни заканчиваются колоссальным взрывом. Это предел Чандрасекара, который примерно в 1,44 раза больше массы нашего Солнца.

Он рассчитывается следующим образом:

Здесь N — количество электронов на единицу массы, ћ — постоянная Планка, деленная на 2π, c — скорость света в вакууме, а G — универсальная гравитационная постоянная.

Это не означает, что звезды больше Солнца не могут стать белыми карликами. На протяжении всего пребывания в главной последовательности звезда постоянно теряет массу. Это также происходит в стадии красных гигантов и планетарных туманностей.

С другой стороны, когда звезда превратилась в белого карлика, мощная гравитация может притягивать массу от другой соседней звезды и увеличивать ее собственную. Как только предел Чандрасекара будет превышен, конец карлика — и другая звезда — может быть не таким медленным, как описанный здесь.

Эта близость может перезапустить потухший ядерный реактор и привести к огромному взрыву сверхновой (сверхновая звезда Ia).

Крайности [ править ]

Это белые карлики, которые, как сейчас известно, подходят этим условиям.

Заголовок Звезда Дата Данные Комментарии Примечания Ссылки
Ближайший Сириус Б 1852 г. 8,6  св. Лет (2,6  шт. ) Сириус B также является первым обнаруженным белым карликом.
Самый дальний SN UDS10Wil прародитель 2013 10 500 000 000 Ly z = 1,914 С. Н. Уилсон — сверхновая типа Ia , прародителем которой был белый карлик.
Самый старый WD 0346 + 246 SDSS J110217.48 + 411315.4 2012 г. 12 Гр (ничья)
Самый младший SDSS J0003 + 0718 2011 г. ~ 13 Мои предварительная оценка
Самая высокая температура поверхности 2015 г. 250 000  К (250 000  ° C ; 450 000  ° F ) Эта звезда расположена в галактическом гало Млечного Пути, в поле Большого Магелланова Облака.
Самая низкая температура поверхности PSR J2222-0137 B 2014 г. 3000 К (2700 C °, 4892 F °)
Самый светлый
Наименее светящийся PSR J2222-0137 B 2014 г. слишком тусклый, чтобы наблюдать
Самый яркий очевидный Сириус Б 1852 г. 8,44 (В)
Самый тусклый очевидный PSR J2222-0137 B 2014 г. слишком тусклый, чтобы наблюдать
Самый массовый РЭ J0317-853 1998 г. 1,35 млн ☉
Наименее массивный SDSS J091709.55 + 463821.8 2007 г. 0,17 млн ☉
Самый большой Z Андромеды B 0,265 ± 0,095  R ☉
Самый маленький РЭ J0317-853 2010 г. 0,0035 ± 0,000 575  R ☉

Звезды красных гигантов и сверхгигантов

Как не существует абсолютно идентичных людей, так нет и одинаковых звезд во Вселенной. Среди них выделяют группу звезд-гигантов, которые излучают в тысячи раз больше света, чем Солнце. Такие объекты имеют значительные размеры (от 10 до 1 000 радиусов нашего Светила) и невысокую плотность (около 10-2 — 10-4 кг/м3). Кроме того, с поверхности ряда гигантов происходит интенсивное истечение газового вещества.

К одним из самых уникальных и интересных представителей больших звезд относятся красные гиганты. Эти звезды имеют низкую температуру. Температура красных гигантов  достигает в среднем 3 000 — 5 000С, а их радиус в сотни раз превосходит радиус Солнца. Отмечено, что светимость красных гигантов где-то в 100 раз больше, чем у нашей Звезды. Максимальное количество энергии излучения такого объекта приходится на красную и инфракрасную части спектра. Как следует из теории звездной эволюции, образование красных гигантов происходит из звезд главной последовательности после того, как в их центральной части произойдет практически полное выгорание водорода.

К тому времени, как вполне обычное светило превратится в красного гиганта, его структура успевает измениться: внутри образуется плотное, богатое гелием ядро. Вокруг ядра тонкий энерговыделяющий слой и протяженная оболочка. Масса красного гиганта составляет от 1,5 до 15 масс Солнца и плотность менее 0,001 г/см3, что намного меньше плотности нашей звезды. В астрономии к красным гигантам относятся:

  • Альдебаран;
  • Арктур;
  • Гакрукс;
  • Мира.

Среди этой категории светил встречаются особо крупные объекты, которые были выделены в отдельный класс красных сверхгигантов. Пока что таких звезд обнаружено совсем немного. Они отличаются достаточно большими размерами, а их светимость достигает 105 светимостей Солнца. Интересно, что такие объекты тяжелее нашего светила в 50 раз. Зато их радиусы достигают тысячи радиусов Солнца. Температура красного сверхгиганта 3 000 — 5 000С. Спектры этих объектов имеют молекулярные полосы поглощения, максимальное излучение приходится на спектральные области: красную, а также инфракрасную. Спектральный класс красного сверхгиганта К и М. Самым известным сверхгигантом является Бетельгейзе.

Спутник Юпитера Ио

Аномальное небесное тело: спутник Юпитера Ио.

Атмосферы, как правило, не разрушаются, но Ио нарушает все правила. Хотя Ио подвергается существенному излучению радиационного пояса Юпитера, она каким-то образом поддерживает свою атмосферу, богатую двуокисью серы. Однако, Ио по сути — один гигантский вулкан, поэтому при его извержениях в атмосферу попадает огромное количество диоксида серы, который выпадает на землю при морозе (который начинается каждый раз, когда Ио проходит в тени Юпитера).

Видимо это происходит часто, поскольку Ио вращается вокруг Юпитера всего за 1,7 земных суток, из которых 2 часа на спутнике царит тьма и температура падает до — 168 градусов по Цельсию. А когда Ио выходит на солнечный свет, то она разогревается до -148 градусов по Цельсию, и лед из диоксида серы превращается в газ.

В конце долгого пути

Изучая систему Сириуса — двойные звезды Сириус А и Сириус В — астрономы определили их массы. Яркий голубой гигант Сириус А, как и ожидалось, оказался в 2—3 раза массивнее Солнца, но каково же было удивление исследователей, когда выяснилось, что крохотный Сириус В, горячая белая звездочка размером чуть больше нашей Земли, имеет массу, равную солнечной. Это означало, что ее вещество имеет плотность в несколько миллионов раз больше плотности воды, а каждый его кубический сантиметр весит около 100 кг.

Ни одна звезда не рождается белым карликом. Ими становятся звезды, масса которых не более 3—4 солнечных, прошедшие долгий-долгий путь звездной эволюции и истратившие большую часть своего «водородного горючего». Но перед этим белые карлики успевают побывать красными гигантами.

Эволюция звезды солнечного типа к стадии белого карлика

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.