Vita Dvärgar: Kompakt Lik Stjärnor

0
3

Referens:

Vita Dvärgar: Kompakt Lik Stjärnor

Genom Nola Taylor Redd, Space.com Bidragsgivare |

11 oktober 2018 08:33am ET

  • MER

NASA: s rymdteleskop Hubble fångar ett fält av stellar skal. Dessa gamla vita dvärgar är 12 till 13 miljarder år gammal, bara lite yngre än universum självt. I teorin, vita dvärgar kommer så småningom att sluta släppa ut ljus och värme och blir svarta dvärgar.
Kredit: NASA och H. Rikare (University of British Columbia).

Stjärnorna på himlen kan tyckas vara tidlösa och oföränderliga, men så småningom att de flesta av dem kommer att förvandlas till vita dvärgar, den sista observerbara steg i utvecklingen för låg – och medelstora massa stjärnor. Dessa dim stellar pricken lik galaxy, rester av stjärnor som en gång brann ljus.

Main-sekvens stjärnor, inklusive solen, form från moln av stoft och gas som dras samman av gravitation. Hur stjärnor utvecklas genom deras livstid beror på deras massa. De mest massiva stjärnorna, med åtta gånger solens massa, eller mer, kommer aldrig att bli vita dvärgar. Istället, i slutet av deras liv, de kommer att explodera i en våldsam supernova, lämnar bakom en neutronstjärna eller svart hål.

Mindre stjärnor, men kommer att ta en lite lugnare väg. Låg till medium-massa stjärnor, såsom solen, så småningom kommer att svälla upp till röda jättar. Efter att stjärnorna sprida sitt yttre lager i en ring känd som en planetarisk nebulosa (tidigt observatörer trodde nebulas liknade planeter sådana som Neptunus och Uranus). Kärnan som är kvar kommer att bli en vit dvärg, en ytterskal av en stjärna där ingen vätgas fusion uppstår.

Mindre stjärnor, såsom röda dvärgar, inte göra det till en röd jätte staten. De har helt enkelt bränna igenom alla sina väte, avslutar processen som en dim vit dvärg. Men, röda dvärgar ta biljoner år att konsumera deras bränsle, långt längre än till 13,8 miljarder år av universum, så inga röda dvärgar har ännu inte blivit vita dvärgar.

När en stjärna går ut på bränsle, att det inte längre upplever ett yttre tryck från processen av fusion och det kollapsar inåt på sig själv. Vita dvärgar innehåller cirka solens massa, men har ungefär radie av Jorden, enligt Kosmos, astronomi uppslagsverk från Swinburne University i Australien. Detta gör dem till bland de tätaste objekt i rymden, slagen endast av neutronstjärnor och svarta hål. Enligt NASA tyngdkraften på ytan av en vit dvärg är 350 000 gånger gravitation på Jorden. Det innebär att en 150-kilos (68 kilo) person på Jorden skulle väga 50 miljoner pund (22,7 miljoner kg) på ytan av en vit dvärg.

Vita dvärgar nå denna otroliga densitet eftersom de är komprimerade så tätt att deras elektroner är krossade tillsammans bildar vad som kallas “degenererad materia.” Den före detta stjärnor håller på att kollapsa tills elektroner sig ge tillräckligt av ett yttre-genom att trycka kraft för att stoppa kritan. Ju mer vikt, desto större dragningskraft inåt, så en mer massiv vit dvärg har en mindre radie än sina mindre massiv motsvarighet. Dessa förhållanden innebär att, efter avgivande mycket av sin massa under den röda jätte fas, ingen vit dvärg kan överstiga 1,4 gånger solens massa.

När en stjärna sväller upp till en röd jätte, det uppslukar sina närmaste planeterna. Men en del kan fortfarande överleva. NASA: s Spitzer rymdfarkoster visat att åtminstone 1 till 3 procent av vita dvärgstjärnor har kontaminerade miljöer som tyder på rocky material har fallit in i dem.

“I jakten på jordliknande planeter, vi har nu identifierat ett flertal system som är utmärkta kandidater till att hysa dem,” Jay Farihi, en vit dvärg forskare vid University of Leicester i England, berättade Space.com. “Där de kvarstår som vita dvärgar, alla jordlika planeterna kommer inte att vara beboelig, men kan ha varit platser där livet har utvecklats under en tidigare epok.”

I en spännande händelse, forskare har observerat den steniga material som faller in i den vita dvärgen.

“Det är spännande och oväntat att vi kan se denna typ av dramatiska förändringar på mänskliga tidsskalor,” Boris Gänsicke, astronom vid Universitetet i Warwick i England, berättade Space.com.

Två vita dvärgar huvudet mot en kollision i den här artisten illustration. Ny forskning tyder på att Vintergatan är övervikt av positroner kan komma från en specialiserad typ av supernova från att kollidera med låg massa vita dvärgar — en explosion som är svåra att upptäcka, men rik i en isotop som genererar denna typ av antimateria.
Bild: NASA/Tod Strohmayer (GSFC)/Dana Berry (Chandra X-Ray Observatory)

Många vita dvärgar tyna bort i relativ obemärkthet, så småningom strålar bort all sin energi och blir så kallade svarta dvärgar, men de som delar ett system med stjärnor som kan drabbas av ett annat öde.

Om den vita dvärgen är en del av ett binärt system, det kan vara att kunna dra material från sin kompanjon på ytan. Ökar den vita dvärgens massa kan ha en del intressanta resultat.

En möjlighet är att den extra vikt kan leda till att den kollapsar i en mycket tätare neutronstjärna.

En långt mer explosiva resultat är av Typ 1a supernova. Som den vita dvärgen drar material från en följeslagare, temperaturen ökar, så småningom utlöser en skenande reaktion som detonerar i en våldsam supernova som förstör den vita dvärgen. Denna process är känd som en “single-urarta modell” av en Typ 1a supernova. [Vet Din Novas: Stjärnexplosioner Förklaras (Infographic)]

I 2012, kunde forskarna att nära följa de komplexa skal av gas som omger en Typ 1a supernova i fina detaljer.

“Vi såg verkligen, för första gången, detaljerade bevis av föregångare för en Typ 1a supernova,” Benjamin Dilday, är huvudförfattare till studien och en astronom vid Las Cumbres Observatory Global Teleskop Nätverk i Kalifornien sa SPACE.com.

Om companion är en vit dvärg i stället för en aktiv stjärna, de två stjärnornas kroppar smälter samman för att sparka av fyrverkerier. Denna process är känd som en “dubbel-urarta modell” av en Typ 1a supernova.

Vid andra tillfällen, den vita dvärgen kan dra bara tillräckligt med material från sina följeslagare att kort tända på ett nova, med en betydligt mindre explosion. Eftersom den vita dvärgen förblir intakt, det kan upprepa processen flera gånger när man når den kritiska punkten, andas liv i den döende stjärnan över och över igen.

“Dessa är den ljusaste och mest frekventa stellar utbrott i galaxen, och de är ofta inte synliga för blotta ögat,” Przemek Mróz, astronom vid Polen är Warszawa Universitet, berättade Space.com.

Den här artikeln har uppdaterats på Oktober. 11, av 2018 Space.com Associate Editor, Sarah Lewin.

Skulle du Också Vilja

  • Galaxy Slag Genom Grannen för att Leka Jätte Ring av Svarta Hål
    Utrymme

  • Chandra Space Telescope: Avslöjar den Osynliga Universum
    Utrymme

  • Röda jättestjärnor: Fakta, Definition och Framtiden av Solen
    Utrymme

  • Döende Stjärna Reanimates Stellar Lik
    Utrymme

Författare Bio

Nola Taylor Redd, Space.com Bidragsgivare

Nola Taylor Redd är en bidragande författare till Space.com. Hon älskar alla saker rymden och astronomi-relaterade, och har möjlighet att lära sig mer. Hon har en Bachelor-examen i engelska och Astrofysik från Agnes Scott högskola och serveras som praktikant på Sky & Telescope tidningen. I sin fria tid, hon homeschools hennes fyra barn. Följ henne på Twitter på @NolaTRedd

Nola Taylor Redd, Space.com Bidragsgivare