Астрономія - червоні гіганти та білі карлики в небі
Ніч за ніччю на небі світять незліченні зірки. Його блиск завжди захоплював людей. До ста років тому навряд чи було відомо, що зірки не стоять нерухомо, а навпаки "народжуються" і "минають". З 1997 року вчені на чолі з тюбінгенським астрофізиком проф. Клаусом Вернером досліджували зірки на останніх стадіях свого "життя" як так званих "білих карликів" або нейтронних зірок.
'Червоні велетні' та 'білі карлики' на небі
На сліді фаз розвитку зірок
Гіганти та карлики насправді належать до сфери казок. Однак їх також можна зустріти на небі. Робоча група «Зоряні атмосфери» Інституту астрономії та астрофізики Тюбінгенського університету досліджує життя зірок з 1997 року під керівництвом професора Клауса Вернера. Зараз відомо, що є дві різні події в малих і середніх зірках, з одного боку, і дуже важких, масивних зірок, з іншого. У той час як перші, до яких належить наше сонце, закінчують свій розвиток як "білий карлик" після стадії "червоного гіганта", дуже масивні зірки стають нейтронними зірками у своїй заключній фазі.
З 1950-х років було виявлено близько 3000 "білих карликів", які спостерігались на різних етапах їхнього життя. Оскільки їх яскравість лише низька порівняно з сонцем, наприклад, жоден з них не видно оку. Навіть з найбільшими відбиваючими телескопами від Землі або з космічними телескопами, такими як космічний телескоп Хаббла, їх можна спостерігати лише на відстані до декількох тисяч світлових років. Двадцять років тому вперше були виявлені "білі карлики", які не вписувалися в сучасну картину зоряної еволюції. В кінці своєї еволюції ці зірки повністю пролили свою багату на водень оболонку. У співпраці з університетами Кіля, Бамберга та Гамбурга люди Тюбінгена виявили та спостерігали низку таких незвичайних "білих карликів" за останні кілька років та отримали нові уявлення про зоряну еволюцію.
Про життя і смерть зірок
Як астрономи стежать за еволюцією далеких небесних тіл
У минулому зірки сприймалися як образ вічності. Йоханнес Кеплер все ще вірив, коли був свідком останнього задокументованого вибуху наднової на нашому Чумацькому Шляху в 1604 році, що він щойно був свідком народження зірки. "Насправді, наднова завжди означає кінець дуже масивної зірки", - пояснює д-р. Стефан Драйцлер із робочої групи «Зоряні атмосфери» в Інституті астрономії та астрофізики Тюбінгенського університету. В даний час тюбінгенські астрофізики досліджують залишки зірок та їх попередні стадії розвитку під керівництвом професора Клауса Вернера. Завдяки спектральному аналізу, оцінці електромагнітного випромінювання, яке випромінює зірка, за допомогою складних комп’ютерних моделювань, дослідники хочуть дізнатись більше про світність, масу, радіус та хімічний склад зірок. Для того, щоб мати змогу робити висновки про розвиток, за зірками слід спостерігати на різних етапах свого життя і вводити їх в еволюційний контекст, оскільки зірки змінюються лише в періоди від мільйонів до мільярдів років.
Саме сонце є однією з малих і середніх зірок. Тривалість життя у нього близько 10 мільярдів років, половина з яких закінчилася. Сонце черпає енергію з ядерного синтезу водню з утворенням гелію. Коли водень в центрі Сонця витрачається, внутрішня частина Сонця стискається до тих пір, поки тиск і температура не будуть достатніми для перетворення гелію у вуглець і кисень. Паралельно із скороченням внутрішньої частини сонця, сонячна оболонка значно розширюється. Температура поверхні падає приблизно від 6000 градусів сьогодні до 3000 градусів. Якщо запас гелію всередині також витрачається, серцевина скорочується вдруге, і сонячна оболонка знову сильно розширюється і досягає в сто разів більше свого нинішнього розміру, Сонце стає так званим "червоним гігантом". Бетельгейзе з сузір'я Оріона зараз знаходиться на цій стадії.
Значно розширений конверт лише слабо пов'язаний із зіркою. Отже, зірка втрачає зовнішню оболонку, і ядро, яке немислимо нагрівається при 200000-30000 градусах, оголюється. Справа, яку "червоний велетень" програв у вигляді зоряних вітрів, тепер стимулюється світитися дуже гарячою залишковою зіркою і видно у вигляді кольорової, так званої "планетарної туманності". Для Вернера планетарні туманності є "серед найбільш вражаючих форм у космосі". Спочатку дуже гаряче ядро спочатку залишається центральною зіркою в середині Планетарної туманності, яка поступово розріджується і нарешті повністю розчиняється. Залишився так званий "білий карлик", в якому процеси ядерного синтезу зупинились.
Тюбінгенські вчені особливо зацікавлені в дослідженні цих "білих карликів". Згідно з сьогоднішніми відомостями, "вони представляють остаточну стадію розвитку для 95 відсотків усіх зірок", сказав Драйцлер. Тюбінгенські дослідники хочуть дізнатись більше про природу цих "зоряних трупів". Але неозброєним оком або біноклем нічого не вдається досягти: оскільки в цій заключній фазі зірки випромінюють дуже мало світла, для своїх спостережень дослідникам потрібні найбільші телескопи, доступні у всьому світі. За допомогою космічного телескопа Хаббл, на сьогоднішній день найбільшого в космосі телескопа, створюються спектри, на яких розподіл інтенсивності випромінювання можна прочитати як функцію довжини хвилі. За допомогою складних комп’ютерних моделей можна отримати знання про стан розвитку цих зірок.
Але зірки спостерігаються не тільки з орбіти. Астрофізики також збирають дані із Землі. Команда професора Вернера в першу чергу використовує великий телескоп в Калар-Альто в Іспанії, який має діаметр дзеркала три з половиною метри і експлуатується Інститутом астрономії імені Макса Планка Гейдельберга у співпраці з Іспанською комісією з астрономії, для дослідження небесних об'єктів. Але жителі Тюбінгена також досліджують новий великий телескоп в Європейській південній обсерваторії в Чилі. З діаметром дзеркала вісім метрів, це один з найбільших телескопів у світі. У співпраці з університетами Кіля, Бамберга та Гамбурга люди Тюбінгена за останні роки виявили та спостерігали низку незвичайних "білих карликів" і таким чином отримали нові знання про еволюцію зірок. Телескопи не можуть бути досить великими для подальших досліджень. Жителі Тюбінгена сподіваються побудувати дзеркальні телескопи діаметром тридцять і навіть сто метрів.
Професор Клаус Вернер, тел. 0 70 71/2 97 86 01
Лікар. Штефан Драйцлер, тел. 0 70 71/2 97 86 12
Інститут астрономії та астрофізики
Кафедра астрономії
Вальдхаузер вул.64
72076 Тюбінген
Факс 0 70 71/29 34 58
Додаткова інформація:
Особливості цього прес-релізу:
Математика, фізика/астрономія
надрегіональний
Результати досліджень, дослідницькі проекти
Німецька