Черный карлик. Звезда, которой нет
Конечная стадия эволюции для многих звезд — это черный карлик. По той причине, что эти объекты не излучают ни тепла, ни света, их непросто было бы обнаружить, если бы они существовали сегодня. Наукой установлено, что для образования и появления подобных тел потребуются квадриллионы лет. Возраст нашей Вселенной менее 14 миллиардов лет. Поэтому она еще слишком молода, чтобы создавать подобные экзотические объекты.
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
Черный карлик: как выглядит конец эволюции звезды
Фотография космического поля от телескопа Хаббл. Перед вами древние белые карлики с возрастом 12-13 млрд. лет, что лишь немного моложе Вселенной. Теоретически, белые карлики перестанут излучать свет и тепло, трансформируясь в черные карлики
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
Журнал «Все о Космосе»
Черный карлик
Гипотетический Черный карлик в изображении художника
Чёрные карлики — остывшие и вследствие этого не излучающие (или слабоизлучающие) в видимом диапазоне белые карлики. Представляют собой конечную стадию эволюции белых карликов в отсутствие аккреции.
В настоящее время в астрономической литературе термин «чёрный карлик», как правило не используется, такие объекты именуются белыми карликами (WD).
Массы чёрных карликов, подобно массам белых карликов, ограничиваются сверху пределом Чандрасекара, нижний предел массы определяется скоростью эволюции звёзд главной последовательности в белые карлики и скоростью последующего остывания.
Современные модели (2006 г.) остывания белых карликов предсказывают, что белые карлики, образованные при эволюции первого поколения звёзд (возраст ≈13 миллиардов лет) должны в настоящее время иметь температуры фотосферы ≈3200 K и блеск в ≈16 абсолютных звёздных величин, то есть быть весьма тусклыми объектами и рассматриваются в качестве одних из кандидатов-компонентов скрытой массы, входящей в состав массивных компактных объектов галактических гало (MACHO). Одним из примеров таких «остывших» объектов является белый карлик WD 0346+246 с температурой поверхности 3900 K.
Чёрные карлики, как и массивные коричневые карлики, находятся в состоянии гидростатического равновесия, поддерживаемого давлением вырожденного электронного газа их недр.
Источник
Чёрный карлик
Чёрный карлик — принятое в астрофизике название последней стадии развития некоторых звёзд. Характерной особенностью таких космических объектов считается отсутствие излучения в видимом спектре. Поэтому подобные карлики сложно обнаружить с Земли.
Как появляются
Для понимания особенностей чёрных карликов необходимо обратиться к процессу жизненного развития отдельной звезды. Каждое небесное тело формируется из межзвёздной пыли и газа за счёт силы притяжения. Со временем под действием гравитации внутри подобных «образований» запускаются термоядерный синтез. Спустя несколько миллиардов лет звезда расходует всё «топливо», что приводит к взрыву сверхновой.
На этом этапе процесс эволюционного развития протекает по-разному. В ряде случаев вместо сверхновой появляется белый карлик. Такая звезда испускает энергию только потому, что после взрыва не успела остынуть. У этих небесных тел внутри (в ядре) не протекают термоядерные процессы.
В течение нескольких миллиардов лет подобные объекты постепенно тускнеют. Это происходит вследствие естественного остывания карлика через испускаемое излучение. Данный процесс сопровождается постепенной кристаллизацией ядра и образования новых, более твёрдых соединений (кремния, железа и других).
Почему не видны
По мере остывания белые карлики превращаются в чёрные. Последние не испускают излучение в видимом спектре. Выявить наличие подобных объектов можно с помощью изучения гравитационного влияния, которые такие небесные тела оказывают на «соседей».
Данный термин редко встречается в научной литературе. Объясняется это тем, что с момента образования Вселенной (около 13-и миллиардов лет назад) прошло недостаточно времени для того, чтобы карлики полностью остыли. Данный процесс, согласно подсчётам исследователей, занимает квадриллион лет. Столь продолжительный период остывания обусловлен тем, что остывающие звёзды за счёт гравитации вбирают в себя часть окружающей тёмной материи, испуская последнюю в окружающее пространство.
Кроме того, исследования показывают, что вероятность появления подобных объектов также зависит от стабильности протонов, составляющих звезду. Если эти элементы не распадаются, то со временем наиболее массивные объекты могут вспыхнуть в виде сверхновой. Но оставшиеся 99% превратятся в звёзды, полностью состоящие из железа.
Источник
Чёрные карлики: Звёзды, на поверхность которых можно высадиться
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.
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.
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,
Источник