Белый карлик — это конечная стадия эволюции звезд средней массы, таких как наше Солнце. После того как звезда исчерпывает свое топливо, необходимое для термоядерного синтеза, она проходит через несколько этапов трансформации и в конечном итоге превращается в белый карлик. Эти объекты представляют собой чрезвычайно плотные остатки звезд, которые больше не способны поддерживать термоядерные реакции.
Как образуется белый карлик?
Белые карлики формируются из звезд с массой до 8-10 солнечных масс. Когда звезда исчерпывает запасы водорода в своем ядре, она начинает сжигать более тяжелые элементы, такие как гелий. В процессе этого звезда раздувается, превращаясь в красного гиганта. На этой стадии внешние слои звезды сбрасываются в окружающее пространство, образуя планетарную туманность. Оставшееся ядро звезды сжимается под действием гравитации, превращаясь в белый карлик.
Физические характеристики белых карликов
Белые карлики невероятно плотны: масса объекта может быть сравнима с массой Солнца, но его радиус — лишь немногим больше радиуса Земли. Это означает, что вещество белого карлика имеет очень высокую плотность — около одной тонны на кубический сантиметр.
Температура поверхности белого карлика может достигать десятков тысяч градусов Цельсия сразу после его формирования. Однако со временем он постепенно остывает и становится менее ярким. Этот процесс занимает миллиарды лет.
Почему белые карлики не коллапсируют?
Несмотря на огромную массу и высокую плотность, белые карлики не коллапсируют под действием собственной гравитации благодаря квантовомеханическому явлению, известному как вырожденное давление электронов. Это давление возникает из-за принципа запрета Паули, который запрещает двум электронам занимать одинаковое квантовое состояние в пределах одного объема. Таким образом, вырожденное давление удерживает белый карлик от дальнейшего сжатия.
Судьба белых карликов
Белые карлики постепенно остывают и теряют свою яркость, превращаясь в так называемые черные карлики. Однако Вселенная еще слишком молода для того, чтобы мы могли наблюдать черные карлики — процесс охлаждения занимает триллионы лет.
Интересные факты о белых карликах
- Самый известный белый карлик — Сириус B, спутник ярчайшей звезды ночного неба Сириуса A.
- Белые карлики могут стать источником сверхновых типа Ia, если они накапливают слишком много вещества от соседней звезды-компаньона.
- Солнце однажды тоже превратится в белый карлик через примерно 5 миллиардов лет.
- Белые карлики имеют предел массы — примерно 1,4 массы Солнца. Этот предел называется пределом Чандрасекара.
- Самый старый известный белый карлик имеет возраст около 11 миллиардов лет.
