Зірки білого карлика все чорне - спектр науки
Зірки: Білий карлик, весь чорний
Вчені люблять розробляти схеми та структури, за якими вони можуть класифікувати об'єкти дослідження. Фізики нічим не відрізняються від біологів чи хіміків. Зірки є яскравим прикладом астрономії: Майже всі їх можна розділити на різні класи на основі лише кількох розмірів, таких як температура поверхні або яскравість.
Зірки ласкаво надсилають нам свій профіль зі швидкістю світла: спектр виявляє не тільки температуру їх оболонок, але й частоту хімічних елементів у них. Якщо відстань до зірки відома, астрономи також можуть визначити її світність.
Ілюстрація цих величин на так званій діаграмі Герцпрунга-Рассела є особливо вражаючою, коли невеликі групи утворюються епізодично, якщо уздовж основного ряду достатньо записів. Протягом свого життя зірка рухається вперед-назад на цій діаграмі. Спосіб, яким він це робить, багато в чому визначається однією величиною: її початковою масою.
Масивні екземпляри мають порівняно короткий термін служби, коли вони швидко перелітають основний ряд і чим пізніше повертають праворуч, тим масивнішими вони стають. Рано чи пізно вони опиняться там як нейтронна зірка чи чорна діра - ініційовані потужним вибухом. Зірки, маса яких спочатку становить максимум вісім-десять сонячних мас, довго залишаються в основній послідовності, потім повертають праворуч, щоб розширитися до червоного гіганта, і нарешті опиняються десь внизу ліворуч як білий карлик.
Білий, оскільки він представляє саме цей колір при температурі поверхні від 10 до 100 000 градусів - і карликовий, оскільки він не набагато більший за Землю, але принаймні поєднує в собі сонячну масу. Згідно з теорією, маленькі зірки мають ядро з кисню та вуглецю і прикрашені оболонкою, яка багата гелієм або воднем.
Зрештою, близько восьмидесяти відсотків зоряних трупів обирають останні. Патрік Дюфур з Університету Арізони та його команда були ще більше вражені, коли нещодавно вони відстежили деяких диваків серед десяти тисяч звичайних білих карликів. Їх спектр не можна було узгодити зі звичними моделями для цих зірок.
Тільки тоді, коли вчені припустили атмосферу з чистого вуглецю, виміряні дані ідеально вписалися в їх моделювання. Подальший аналіз підтверджує картину оголених карликових ядер з температурою поверхні від 18000 до 23000 градусів. У пошуках пояснень вони натрапили на раніше унікальну зірку під назвою H1504 + 65, яка викликала ажіотаж у 1986 році.
Ця зірка набагато гарячіша - близько 200 000 градусів - але може бути попередницею знайдених екзотичних видів, підозрюють Дюфур та його колеги. Якось зірка, мабуть, скинула всю свою водневу оболонку і майже весь гелій, роблять ескіз дослідників. Залишилося ядро, крайній шар якого становить половину вуглецю і половину кисню.
Якщо зірка охолоне до температури тільки що знайдених білих карликів, кисень мав би впасти через силу тяжіння, і легший вуглець отримав би перевагу. Чорна вівця серед білих карликів мала б дотримуватися раніше невідомого розкладу на діаграмі Герцшпрунга-Рассела.
Комп’ютерне моделювання припускає, що колись мова йшла про зірки, які були занадто низькими за масою для смерті наднової, але занадто важкими, щоб опинитися звичайним білим карликом. Вчені оцінюють цю транскордонну поїздку приблизно в дев'ять-одинадцять мас Сонця, але, на жаль, вони навіть не знають, де саме знаходиться межа насправді.
Тому в грудні цього року вони хочуть підтвердити своє припущення подальшими спостереженнями і тим самим звузити масу, при якій доля зірок так різко змінюється. І тоді вони могли нарешті відсортувати нещодавно відкриті зірки у свою ретельно побудовану систему.
Можливо, вас також зацікавлять: Зірки та космос серпень 2020 року