Od hviezd po Bielych trpaslíkov: Sága hviezdy podobnej Slnku

Bieli trpaslíci sú zvedavými predmetmi. Sú malé a nie príliš masívne (teda časť trpaslíka) a vyžarujú hlavne biele svetlo. Astronómovia ich tiež označujú ako „degenerovaní trpaslíci“, pretože sú to skutočne zvyšky hviezdnych jadier, ktoré obsahujú veľmi hustú „degenerovanú“ hmotu.

Mnoho hviezd sa mení na bielych trpaslíkov ako súčasť ich „veku“. Väčšina z nich začala ako hviezdy podobné našej vlastnej Slnko. Zdá sa dosť zvláštne, že sa naše Slnko nejako zmení na zvláštnu zmenšujúcu sa hviezdu, ale odteraz sa to stane miliardy rokov. Astronómovia videli tieto divné malé objekty po celej galaxii. Dokonca vedia, čo sa s nimi stane, keď sa ochladia: stanú sa čiernymi trpaslíkmi.

Aby sme porozumeli bielym trpaslíkom a ich formovaniu, je dôležité poznať životné cykly hviezd. Všeobecný príbeh je dosť jednoduchý. Tieto obrie guľôčky prehriatych plynov sa tvoria v oblakoch plynu a žiaria energiou jadrovej fúzie. Menia sa počas celého života, prechádzajú rôznymi a veľmi zaujímavými fázami. Väčšinu svojho života trávia premenou vodíka na hélium a produkovaním tepla a svetla. Astronómovia mapujú tieto hviezdy v grafe nazývanom hlavná sekvencia, čo ukazuje, v akej fáze sa vyvíjajú.

Keď sa hviezdy stanú určitým vekom, prechádzajú do nových fáz existencie. Nakoniec nejakým spôsobom zomrú a zanechajú za sebou fascinujúce dôkazy o sebe. Existuje niekoľko naozaj exotické predmety, z ktorých sa skutočne vyvinú obrovské hviezdy, ako napr čierne diery a neutrónové hviezdy. Iní končia svoje životy ako iný druh predmetu nazývaného biely trpaslík.

Ako sa z hviezdy stane biely trpaslík? Jeho evolučná cesta závisí od jej hmotnosti. Hviezda vysokej hmotnosti - hviezda s ôsmymi alebo viackrát hmotnosťou Slnka v čase, keď je na hlavnej sekvencii - vybuchne ako supernova a vytvoriť neutrónovú hviezdu alebo čiernu dieru. Naše Slnko nie je masívna hviezda, takže sa hviezdy veľmi podobné tomu stanú bielymi trpaslíkmi, a to vrátane Slnka, hviezdy majú nižšiu hmotnosť ako Slnko a ďalšie, ktoré sú niekde medzi hmotnosťou Slnka a hmotnosťou Slnka supergiants.

Hviezdy s nízkou hmotnosťou (hviezdy s asi polovicou hmotnosti Slnka) sú také ľahké, že ich teploty v jadre nikdy nie sú dostatočne horúce na to, aby fúzovali hélium na uhlík a kyslík (ďalší krok po vodíkovej fúzii). Akonáhle dôjde vodíkové palivo hviezdy s nízkou hmotnosťou, jeho jadro nemôže odolať hmotnosti vrstiev nad ním a všetko sa zrúti dovnútra. To, čo zostane z hviezdy, sa potom komprimuje do bieleho trpaslíka - hélium - predmet vyrobený hlavne z jadier hélia 4

Ako dlho nejaká hviezda prežije, je priamo úmerná jej hmotnosti. Nízkohmotné hviezdy, ktoré sa stanú héliovými trpasličími hviezdami, budú trvať dlhšie ako vek vesmír dostať sa do ich konečného stavu. Chladia sa veľmi, veľmi pomaly. Preto nikto nevidel nikoho úplne ochladeného, ​​ale tieto podivné hviezdy sú dosť zriedkavé. To neznamená, že neexistujú. Existujú niektorí kandidáti, ale zvyčajne sa objavujú v binárnych systémoch, čo naznačuje, že za ich vytvorenie alebo aspoň za urýchlenie procesu je zodpovedný nejaký druh hromadnej straty.

my robiť vidíte tam mnoho ďalších bielych trpaslíkov, ktorí začali svoj život ako hviezdy viac ako Slnko. Tieto biele trpaslíci, tiež známe ako degenerovaní trpaslíci, sú koncovými bodmi hviezd s hmotnosťou hlavnej sekvencie medzi 0,5 a 8 slnečnými hmotami. Rovnako ako naše Slnko, aj tieto hviezdy trávia väčšinu svojho života spojením vodíka s héliom vo svojich jadrách.

Akonáhle dôjdu ich vodíkové palivo, jadrá sa komprimujú a hviezda sa rozšíri na červeného obra. Zahrieva jadro, kým sa hélium nerozpojí a vytvorí uhlík. Keď dôjde hélium, uhlík sa začne taviť a vytvára ťažšie prvky. Technickým pojmom pre tento proces je „proces s trojitým alfa“: „dve jadrá hélia sa spoja, aby vytvorili berylium, po ktorej nasleduje fúzia ďalšieho hélia, ktoré vytvára uhlík.)

Akonáhle je celé hélium v ​​jadre spojené, jadro sa znova stlačí. Teplota jadra sa však nedostane dostatočne horúco, aby sa poistil uhlík alebo kyslík. Namiesto toho „stuhne“ a hviezda vstúpi na sekundu červený obr fáza. Vonkajšie vrstvy hviezdy sa jemne odfúknu a vytvoria a planétová hmlovina. Zostáva pozostatok uhlík-kyslík, srdce bieleho trpaslíka. Je veľmi pravdepodobné, že naše Slnko začne tento proces o niekoľko miliárd rokov.

Keď biely trpaslík prestane vyrábať energiu prostredníctvom jadrovej fúzie, už to technicky nie je hviezda. Je to hviezdny zvyšok. Je to stále horúco, ale nie z činnosti vo svojom jadre. Mysli na posledné štádiá života bieleho trpaslíka ako na umierajúce oheň. Postupom času sa ochladí, a nakoniec sa tak zchladne, že sa z nich stane chladný, mŕtvy člen, čo niektorí nazývajú „čierny trpaslík“. Žiadny známy biely trpaslík sa zatiaľ nedostal. Je to preto, že proces trvá miliardy a miliárd rokov. Pretože vesmír má len asi 14 miliárd rokov, ani prví bieli trpaslíci nemali dosť času na to, aby sa úplne ochladili, aby sa stali čiernymi trpaslíkmi.

• Všetky hviezdy starnú a nakoniec sa vyvíjajú z existencie.
• Veľmi masívne hviezdy explodujú ako supernovy a zanechávajú za sebou neutrónové hviezdy a čierne diery.
• Hviezdy ako Slnko sa vyvinú na biele trpaslíky.
• Biely trpaslík je zvyšok hviezdneho jadra, ktoré stratilo všetky svoje vonkajšie vrstvy.
• Žiadni bieli trpaslíci v histórii vesmíru úplne nevychladli.

• NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
• „Hviezdna evolúcia“, www.aavso.org/stellar-evolution.
• "Biely trpaslík | COSMOS. " Centrum pre astrofyziku a superpočítač, astronomy.swin.edu.au/cosmos/W/white trpaslík.

Upravil Carolyn Collins Petersen.