Od zvijezda do bijelih patuljaka: Saga o Sunčevoj zvijezdi

Bijeli patuljci su znatiželjni predmeti. Oni su mali i ne baš masivni (otuda i dio "patuljaka") i zrače uglavnom bijelom svjetlošću. Astronomi ih nazivaju i "degeneriranim patuljcima", jer su oni stvarno ostaci zvjezdanih jezgara koji sadrže vrlo gustu, "degeneriranu" materiju.

Mnoge se zvijezde pretvaraju u bijele patuljke kao dio njihove "starosti". Većina ih je započela kao zvijezde slične našem Suncu. Čini se prilično neobično da bi se naše Sunce nekako pretvorilo u čudnu, smanjujuću mini zvijezdu, ali to će se dogoditi milijarde godina od sada. Astronomi su vidjeli ove čudne male objekte širom galaksije. Oni čak znaju što će im se dogoditi dok se ohlade: postat će crni patuljci.

Da biste razumjeli bijele patuljke i kako se formiraju, važno je znati životne cikluse zvijezda. Opća je priča prilično jednostavna. Ove divovske ključeve pregrijanih plinova formiraju se u oblacima plina i sjaje energijom nuklearne fuzije. Oni se mijenjaju kroz cijeli život, prolazeći kroz različite i vrlo zanimljive faze. Većinu svog života provode pretvarajući vodik u helij i proizvodeći toplinu i svjetlost. Astronomi ove zvijezde prikazuju na grafikonu zvanom the

Jednom kada zvijezde postanu određene dobi, oni prelaze u nove faze postojanja. Konačno, oni na neki način umiru i ostavljaju iza sebe fascinantne dokaze o sebi. Tamo su neke stvarno egzotično predmeti koji zaista masivne zvijezde evoluiraju da postanu, poput Crne rupe i neutronske zvijezde. Drugi završavaju svoj život kao drugačija vrsta objekta koja se zove bijeli patuljak.

Kako zvijezda postaje bijeli patuljak? Njegov evolucijski put ovisi o njegovoj masi. Zvijezda velike mase - jedna s osam ili više puta veća od Sunčeve mase za vrijeme dok je na glavnom slijedu - eksplodirat će kao supernova i stvoriti neutronsku zvijezdu ili crnu rupu. Naše Sunce nije masivna zvijezda, pa zvijezde i slične njemu postaju bijeli patuljci, a to uključuje i Sunce, zvijezde niže mase od Sunca i druge koje su negdje između mase Sunca i one Sunca superdivovi.

Zvijezde niske mase (one s oko pola Sunčeve mase) toliko su lagane da im jezgre nikada ne postanu dovoljno tople da bi helij mogao spojiti u ugljik i kisik (sljedeći korak nakon fuzije vodika). Jednom kada se vodikovo gorivo zvijezde male mase istroši, njegova jezgra se ne može oduprijeti težini slojeva iznad nje i sve se kolabira prema unutra. Ono što ostane od zvijezde tada će se komprimirati u helij-bijeli patuljak - objekt napravljen uglavnom od jezgara helija-4

Koliko dugo neka zvijezda preživi, ​​izravno je proporcionalna njenoj masi. Zvijezde niske mase koje postaju helijske bijele patuljaste zvijezde trebalo bi duže od dobi svemir doći do njihovog konačnog stanja. Hlade se vrlo, vrlo sporo. Stoga još nitko nije vidio da se potpuno ohladi, a ove čudne zvijezde su prilično rijetke. To ne znači da ne postoje. Tamo su neki kandidata, ali obično se pojavljuju u binarnim sustavima, što sugerira da je neka vrsta gubitka mase odgovorna za njihovo stvaranje ili barem za ubrzavanje procesa.

Mi čini pogledajte mnogo drugih bijelih patuljaka vani koji su započeli svoj život poput zvijezda više poput Sunca. Ovi bijeli patuljci, poznati i kao degenerirani patuljci, su krajnje točke zvijezda s masom glavnih sekvenci između 0,5 i 8 sunčevih masa. Kao i naše Sunce, i ove zvijezde provode većinu svog života spajajući vodik u helij u svojim jezgrama.

Jednom kada im ponestane vodikovog goriva, jezgre se stisnu i zvijezda se širi kako bi postala crveni div. Grije jezgru dok se helij ne stapa za stvaranje ugljika. Kad nestane helija, tada se ugljik počinje topiti da bi stvorio teže elemente. Tehnički izraz za ovaj postupak je "trostruki alfa proces:" dvije jezgre helija spajaju se u obliku berilija, nakon čega slijedi fuzija dodatnog helija koji stvara ugljik.)

Nakon što je sav helij u jezgri spojen, jezgra će se ponovo stisnuti. Međutim, temperatura jezgre neće se zagrijati dovoljno da bi mogla spojiti ugljik ili kisik. Umjesto toga, ona se "ukrućuje", a zvijezda ulazi u sekundi crveni div faza. Na kraju se vanjski slojevi zvijezde lagano otpuhnu i formiraju a planetarna maglina. Ono što preostaje je ugljiko-kisikova jezgra, srce bijelog patuljka. Vrlo je vjerojatno da će naše Sunce pokrenuti taj proces za nekoliko milijardi godina.

Kad bijeli patuljak prestane stvarati energiju nuklearnom fuzijom, tehnički više nije zvijezda. To je zvjezdani ostatak. Još je vruće, ali ne iz aktivnosti u njenoj srži. Razmislite o posljednjim fazama života bijelog patuljaka više kao o umirućoj vatri vatre. S vremenom će se ohladiti, a s vremenom će postati toliko hladno da će postati hladna, mrtva jegulja, što neki nazivaju "crni patuljak". Još nije poznat nijedan bijeli patuljak. To je zato što su potrebne milijarde i milijarde godina da bi se proces dogodio. Budući da je svemir star oko 14 milijardi godina, ni prvi bijeli patuljci nisu se imali dovoljno vremena ohladiti da postanu crni patuljci.

• Sve zvijezde ostare i na kraju evoluiraju izvan postojanja.
• Vrlo masivne zvijezde eksplodiraju kao supernove i ostavljaju iza sebe neutronske zvijezde i crne rupe.
• Zvijezde poput Sunca evoluirat će u bijele patuljke.
• Bijeli patuljak ostatak je zvjezdane jezgre koja je izgubila sve svoje vanjske slojeve.
• Nijedan se bijeli patuljak nije potpuno ohladio u povijesti svemira.

• NASA, NASA, zamislite.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
• "Zvjezdana evolucija", www.aavso.org/stellar-evolution.
• „Bijeli patuljak | COSMOS „. Centar za astrofiziku i superračunanje, astronomija.swin.edu.au/cosmos/W/white patuljak.

Uredio Carolyn Collins Petersen.