Презентация Каринки. Белые карлики
 Скачать 52.54 Kb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города Апатиты «МБОУ СОШ №7» Проект по астрономии: «Белые карлики» Выполнила: ученица 11 «А» класса Браунштейн Карина Апатиты 2022 Оглавление 1.Что такое «белые карлики»…………………………...2 2.История создания…………………………………….…………3 3.Механизм образования……………………………………..4 4.Виды белых карликов…………………………………….....5 5.Строение………………………………………………….............6 6.Срок жизни белого карлика…………………..............7 7.Самый большой и маленький…………………..……….8 Список источников…………………………….....................9 Белые карлики — это конечный этап жизни звезды. Как только запас топлива истощается, эти космические светила разрушаются под действием собственной силы тяжести, вытесняя всю массу раскаленных газов в сферу размером с Землю. Иными словами, если рассматривать стадии эволюции звёзд, то белый карлик – это в каком-то смысле умершая звезда, которая не прочь прихватить с собой и пару-тройку крупных планет, оказавшихся поблизости 2. История создания В 1844 году немецкий астроном и математик Фридрих Бессель при наблюдении Сириуса обнаружил небольшое отклонение звезды от прямолинейного движения, и сделал предположение о наличии у Сириуса невидимой массивной звезды-спутника. Его предположение было подтверждено уже в 1862 году, когда американский астроном и телескопостроитель Альван Грэхэм Кларк обнаружил возле Сириуса неяркую звезду, которую впоследствии окрестили Сириус Б. Белый карлик Сириус Б имеет низкую светимость, а гравитационное поле воздействует на своего яркого компаньона довольно заметно, что свидетельствует о том, что у этой звезды крайне малый радиус при значительной массе. Так впервые был открыт вид объектов, названный белыми карликами. 1. Что такое «белые карлики» Белые карлики представляют собой конечную стадию эволюции небольшой звезды с массой, сравнимой с массой Солнца. В каком случае они появляются? Когда в центре звезды, например, как наше Солнце, выгорает весь водород, ее ядро сжимается до больших плотностей, тогда как внешние слои сильно расширяются, и, сопровождаясь общим потускнением светимости, звезда превращается в красного гиганта. Пульсирующий красный гигант затем сбрасывает свою оболочку, поскольку внешние слои звезды слабо связаны с центральным горячим и очень плотным ядром. Впоследствии эта оболочка становится расширяющейся планетарной туманностью. Как видите красные гиганты и белые карлики очень тесно взаимосвязаны. Сжатие ядра происходит до крайне малых размеров, но, тем не менее, не превышает предела Чандрасекара, то есть верхний предел массы звезды, при котором она может существовать в виде белого карлика. 3. Механизм образования Спектрально их разделяют по двум группам. Излучение белого карлика делят на наиболее распространенный «водородный» спектральный класс DA (до 80 % от общего количества), в котором отсутствуют спектральные линии гелия, и более редкий «гелиевый белый карлик» тип DB, в спектрах звезд которого отсутствуют водородные линии. Американский астроном Ико Ибен предложил различные сценарии их происхождения: в виду того, что горение гелия в красных гигантах неустойчиво, периодически развивается слоевая гелиевая вспышка. Он удачно предположил механизм сброса оболочки в разные стадии развития гелиевой вспышки – на ее пике и в период между двумя вспышками. Образование его зависит от механизма сброса оболочки соответственно. Этап эволюции, в результате которой появляется белый карлик, является последним для немассивных звезд, к которым относится и наша звезда Солнце. На данном этапе звезда обладает следующими характеристиками. Несмотря на столь маленькие и компактные размеры звезды, ее звездное вещество весит ровно столько, сколько требуется для ее существования. Другими словами, белые карлики, которые имеют радиусы в 100 раз меньше радиуса солнечного диска, имеют массу равную массе Солнца или даже весят больше, чем наша звезда. 4. Виды белых карликов 5.Строение белых карликов Белые карлики состоят из углерода и кислорода с небольшими добавками водорода и гелия, однако у массивных сильно проэволюционировавших звезд ядро может состоять из кислорода, неона или магния. Белые карлики имееют чрезвычайно высокую плотность(106 г/cм3). 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. 6.Срок жизни белого карлика Срок жизни белого карлика зависит от того, как медленно он будет остывать. Продолжительность жизни весьма велика – миллиарды лет, а точнее 10 в 19 степени и даже больше. Большая продолжительность жизни связана с тем, что они очень медленно остывают и у них есть все шансы дожить до конца Вселенной. А время остывания пропорционально четвертой степени температуры. Считается, что при охлаждении белых карликов в ядре начинает происходить кристаллизация ионов. Срок этого процесса зависит от массы звезды, то есть у более массивных белых карликов кристаллизация наступает раньше. Примерно в это же время происходит другой процесс, который связывает вырожденное ядро и внешние оболочки, что способствует рассеиванию энергии, высвободившейся при отвердевании. Около 50 лет назад ученые предположили, что у более тяжелых белых карликов (массой более 0,7 массы Солнца) кристаллизация должна начаться раньше, чем конвективное связывание, что влияет на физические свойства звезд. Однако до сих пор доказательств существования этого эффекта получено не было. 7.Самый большой и самый маленький Самый большой белый карлик располагается в центре планетарной туманности М27 (NGC 6853), которая больше известна как туманность Гантель. Она находится в созвездии Лисички, на расстоянии около 1360 световых лет от нас. Ее центральная звезда больше, чем любой другой известный белый карлик, на данный момент. Обнаруженный в Паломарской обсерватории Калтеха, ZTF J1901+1458 (его название) имеет радиус 2 140 километров и массу в 1,327 раза больше массы нашего Солнца. Это самый маленький и самый тяжелый белый карлик, обнаруженный на сегодняшний день. Он "упакован в тело размером с нашу Луну, масса которого превышает массу нашего Солнца", — сказала Илария Кайаццо, ведущий автор исследования. С такой массой этот белый карлик "заигрывает" с пределами. Еще немного, и этот труп звезды действительно рухнет сам на себя, прежде чем взорваться сверхновой звездой. Объект также очень быстро вращается вокруг своей оси (каждые 6 минут 57 секунд) и обладает невероятно сильным магнитным полем. Этот белый карлик находится всего в 130 световых годах от Земли и очень молод: ему менее 100 миллионов лет. Список литературы: https://www.popmech.ru/science/530124-kak-belyy-karlik-pozhiraet-gazovogo-giganta-udivitelnoe-otkrytie/ https://elementy.ru/novosti_nauki/433523/Belye_karliki_v_odinochestve_zhivut_dolshe_no_skuchnee_chem_v_parakh https://postnauka.ru/longreads/88757 https://bgkm.ru/khochu-vsjo-znat/1151-zvjozdy-karliki-solntse-zvezda-karlik |