Белые карлики - раздел Астрономия, Предмет и цели курса Сама Структура Красного Гиганта - Вырожденное Ядро В Центре И Раздувающаяся О...
Сама структура красного гиганта - вырожденное ядро в центре и раздувающаяся оболочка - подсказывает, как рождается белый карлик. Если звезда сбросит оболочку, то остаток будет иметь параметры белого карлика.
В 50-х годах И.С. Шкловский обратил внимание на так называемые планетарные туманности (ПТ). Что о них известно? ПТ часто имеют весьма правильную кольцевую форму (рис. 48). Реальная трехмерная структура ПГ представляет собой сферический слой.*
Почему же ПТ видны как кольца? Дело в том, что когда мы смотрим, скажем, в центр туманности, то из-за крайней разреженности газа на луче зрения оказывается небольшое количество атомов, и мы их просто не видим. Если смотреть на край туманности, то в этом случае вдоль луча зрения набегает уже заметное количество атомов, достаточное для того, чтобы их можно было увидеть. Поэтому ПТ видны как кольца.
Количество ПТ в Галактике оценивается ~ 5×103 штук. Исследования показали, что ПТ расширяются с характерными скоростями порядка 10¸30 км×с-1. Размеры их в пределах одного парсека. Радиус самой большой туманности (она изображена на рис. 48) 3 пс. Отсюда следует, что возраст этих объектов мал, не превосходит примерно 105 лет. Через несколько десятков тысяч лет наблюдаемые сегодня туманности рассеются и станут невидимыми. Следовательно, ПГ не могли образоваться в момент формирования Галактики. Они должны рождаться и в наше время.
В центре ПТ, как правило, видны горячие звездочки с поверхностной температурой, достигающей 100 тысяч градусов. Известна ПТ, ядро которой имеет температуру 200 тысяч градусов.
Из сказанного вырисовывается следующая картина образования ПТ. В своей "ранней молодости" ПГ являют собой протяженную атмосферу красного гиганта. Затем в некоторый момент времени звезда сбрасывает оболочку, которая, расширяясь, удаляется от нее и наблюдается как ПТ. В центре остается звезда. Поскольку при сбросе атмосферы обнажаются внутренние слои звезды, то она должна быть заметно горячее, чем другие звезды, что и наблюдается. При К тепловая скорость частиц км×с-1. С другой стороны, при массе звезды в параболическая скорость на расстоянии от нее порядка радиуса орбиты Земли (что соответствует размерам предку туманности), как мы знаем, также . Следовательно, такая оболочка находится в весьма неустойчивом состоянии. Достаточно небольшого толчка, чтобы она была сброшена. Какие же причины приводят к сбросу оболочки? По-видимому, таких причин несколько. Одна из них - раскачка пульсаций звезды. Подчеркнем еще раз, что сброс ПТ - это спокойный процесс. Расширение оболочки происходит с характерной тепловой скоростью.
Рассматривая модель строения красного гиганта, мы видели, что в центре него располагается ядро с параметрами, типичными для белых карликов. Следовательно, после сброса ПТ из красного гиганта рождаются белые карлики, именно такой сценарий рождения БК и предложил Шкловский.
Итак, основные этапы эволюции звезд умеренной массы представляются следующими. В процессе горения водорода звезда "сидит" на главной последовательности. После исчерпания водородного горючего она раздувается, переходя в стадию красного гиганта. Затем, сбросив планетарную туманность, на заключительном этапе эволюции превращается в белый карлик. Эволюционный трек такой звезды на диаграмме спектр-светимость схематически изображен на рис. 49.
Что ждет наше Солнце? Как показывают расчеты, время пребывания его на ГП порядка 10 млрд. лет. Согласно оценкам возраст Солнца около 6 млрд. дет. Следовательно, примерно через 4 млрд. лет Солнце превратиться в белый карлик. Поскольку после сброса ПТ температура Солнца резко подскочит до нескольких десятков тысяч градусов, то поднимется примерно до 103 K температура Земли. Затем в процессе остывания Солнца температура будет падать почти до абсолютного нуля.
В заключение несколько слов о ПТ. Когда впервые были получены их спектры, то обнаружилось, что они содержат неизвестные линии. Эти линии приписывались гипотетическому газу небулию. Однако впоследствии исследования показали, что они принадлежат хорошо известному дважды ионизированному кислороду, но соответствуют так называемым запрещенным переходам. Это такие переходы электронов в атомах, которые крайне маловероятны. В земных условиях такие переходы не реализуются, так как из-за малой вероятности перехода атом раньше столкнется с другим атомом и передаст ему избыточную энергию. В ПТ такие переходы из-за чрезвычайной разреженности вещества оказываются возможными. Можно сказать, что ПТ сыграли роль своеобразных лабораторий, с помощью которых удалось глубже проникнуть в тайны строения атомов.
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ... ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... Кафедра физики космоса...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Белые карлики
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
I. Предмет и цели курса
Предметом изучения настоящего курса являются планеты, звезды, Солнце как ближайшая звезда и Солнечная система, межзвездная среда, наша Галактика, другие галактики, крупномасштабная структура Вселен
Основные этапы развития представлений о строении Мира
В развитии наших представлений о картине Мира выделяются четыре этапа: I) древний; 2) средневековый; 3)новый и 4)новейший, или современный.
В течение первого этапа был сделан ряд открытий.
В больших масштабах
Сейчас трудно определенно сказать, что побудило человека заинтересоваться звездами - практические потребности или любопытство. Скорее всего, и то и другое, хотя не исключено, что любопытство было п
Достоверность знаний о мегамире
Вопрос о достоверности наших знаний об устройстве природы в больших масштабах занимает особое место. Изучая космические объекты, приходится сталкиваться с громадными расстояниями и промежутками вре
Измерение расстояний до небесных тел
Проблема расстояний в астрофизике - проблема номер один. Ведь от ее решения зависят масштабы тех или иных объектов, следовательно, строение этих объектов и процессы, которые привлекаются для объясн
Законы Кеплера
Отталкиваясь от идеи Коперника о том, что планеты движутся по окружностям, Кеплер в течение длительного времени пытался подобрать параметры орбит так, чтобы они удовлетворяли наблюдательным данным
Движение Земли вокруг Солнца
Существуют три факта, которые непосредственно указывает на движение Земли вокруг Солнца.
1. Наблюдения показали, что угловое расстояние в полдень Солнца от экватора на одн
Солнечная система
Задача №10. Оценить отношение моментов импульса, связанных с вращением Юпитера вокруг Солнца и Солнца вокруг своей оси (табличные данные см. в Приложении 1).
Строение недр планет зонной группы
Каково строение недр планет? Наиболее изученной является Земля, поэтому естественно начать с описания недр Земли. По аналогии с Землей разрабатываются модели строения ПЗГ. Внутреннее строение недр
Химический состав Земли
Химический состав коры изучается непосредственно, информацию о составе недр Земли получают опять же с помощью сейсмических волн. Как? По зависимости r(r), а также упругих свойств среды от ра
Возраст Земли
Возраст Земли - это очень важный параметр. Знание его позволяет, в частности, сделать выбор между различными моделями эволюции Вселенной.
Но как установить возраст Земли? Идея его определе
Внутреннее строение планет-гигантов
Как уже говорилось, изучать непосредственно недра планет-гигантов (ПГ) не представляется возможным. Основную роль в их исследовании играют теоретические методы, основанные на некоторых общих данных
Окраина солнечной системы
Что находится за пределами орбиты Плутона? Возможно, за пределами орбиты Плутона располагаются еще планеты. Так, в 1992 и 1993 гг. обнаружены еще две планеты, размеры которых оказались достаточно м
Температура поверхности Солнца
Температура излучающего тела определяется с помощью законов излучения (см. Приложение 1). Первый метод заключается в следующем. Получаем спектр излучающего тела. Затем, варьируя T в формуле
Условия в недрах Солнца
Звезды, как и планеты, находятся в состоянии гидростатического равновесия. Чтобы убедиться в том, насколько точно выполняется это утверждение, сделаем следующие оценки. Предположим вначале, что гра
Активность Солнца
Как уже говорилось, глобальные характеристики Солнца практически не менялись на протяжении нескольких миллиардов лет. Однако локальные могут претерпевать временные флуктуации. Общей причиной зарожд
Звездная величина
Приемная аппаратура регистрирует освещенность Em , создаваемую той или иной звездой на Земле, т.е. количество энергии, падающей в единицу времени на единичную площадку в некотором
Спектры нормальных звезд
Спектр звезды, т.е. распределение энергии по длинам волн является наиболее полной характеристикой ее излучения. Если известен спектр звезды, то путем интегрирования по длине волны рассчитывается ос
Диаграмма спектр - светимость
В начале нашего века Герцшпрунг и Рессел установили связь между дифференциальными и интегральными характеристиками звезд, построив по результатам наблюдений диаграмму спектр - светимость (рис. 27;
Определение расстояний до удаленных звезд
Отвлечемся на короткое время от изучения строения звезд и обратимся к проблеме расстояний. Расстояния до удаленных звезд можно определить с помощью диаграммы Г-Р. В самом деле, спектральный класс з
Определение радиусов и масс звезд
Для понимания диаграммы Г-Р очень важным является вопрос о радиусах и массах звезд.
Непосредственно измерить радиусы звезд не удается, т.к. из-за громадных расстояний их видимые размеры ок
Феноменологическая связь между параметрами для звезд ГП
После того, как были определены из наблюдений радиусы и массы звезд, встал вопрос: существует ли связь между светимостью звезды, ее массой и радиусом? Оказалось, что такая связь действительно сущес
Качественное рассмотрение проблемы
Выше получена связь между различными параметрами звезд на основе эмпирических данных. Поставим теперь такой вопрос: каковы модели строения звезд различных типов? Следует сразу оговориться: ответить
Применение методов подобия
Уравнения равновесия звезды для заданного химического состава , конкретного типа ТЯР и механизма переноса энергии можно решить численно с помощью компьютеров, и тем самым рассчитать структуру звезд
Внутреннее строение звезд
Звезда является весьма сложным природным объектом. Поэтому, как уже говорилось выше, рассчитать в деталях ее структуру можно, лишь привлекая компьютерные методы. Однако и в этом случае приходится с
Белые карлики
Задача №33. Из соображений подобия найти качественную связь между радиусом R u массой. MS звезды, вещество которой подчиняется уравнению состояния
Эволюция звезд
Проблема звездной эволюции принадлежит к числу фундаментальных проблем. Решалось она в течение нескольких десятилетий. Были и неправильные пути. Так, наличие ГП на диаграмме ГР наталкивало на мысль
Изохроны. Определение возрастов шаровых скоплений
Из рис. 42 видно, что положение той или иной звезды на диаграмме Г-Р определяется ее массой и временем, прошедшим от момента, когда звезда зажглась (на самом деле есть и другие факторы, влияющие на
Особенности эволюции тесных двойных звезд
Интерес к проблеме двойных звезд очень велик. Исследования их дают наиболее надежную информацию о массах и радиусах звезд, а также дополнительные сведения, которые позволяют более глубоко проверить
Физически переменные звезды
Задача №40. Из соображений размерности установить связь между периодом пульсации звезды и ее средней плотностью.
Указание: независимыми размерностными константами, которые
Заключительные этапы эволюции звезд
Финал звездной эволюции определяется рядом факторов: массой звезды, ее вращением, магнитным полем, входит ли звезда в состав тесной двойной системы или нет, начальным химическим составом. В дальней
Сверхновые звезды
Задача №42. Из соображений размерности найти закон расширения оболочки сверхновой. Указание: считать, что расширение оболочки, есть следств
Нейтронные звезды
Задача №45.Оценить критические значения массы и радиуса звезды вещество которой полностью состоит из нейтронов. Указания: 1) принять, что п
Рентгеновские пульсары
Выше речь ила о радиопульсарах. Известны также рентгеновские пульсары (РП). То есть объекты, излучающие строго периодические импульсы в рентгеновском диапазоне. Запись излучения одного из них приве
Черные дыры
Задача №50.Рассчитать радиус rg звезды массы M, при котором свет не может от нее оторваться (Дж. Мичел, П. Лаплас). Оценить r
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
К тепловая скорость частиц 
км×с-1. С другой стороны, при массе звезды в 
параболическая скорость на расстоянии от нее порядка радиуса орбиты Земли (что соответствует размерам предку туманности), как мы знаем, также 
. Следовательно, такая оболочка находится в весьма неустойчивом состоянии. Достаточно небольшого толчка, чтобы она была сброшена. Какие же причины приводят к сбросу оболочки? По-видимому, таких причин несколько. Одна из них - раскачка пульсаций звезды. Подчеркнем еще раз, что сброс ПТ - это спокойный процесс. Расширение оболочки происходит с характерной тепловой скоростью.
Новости и инфо для студентов