gov-civil-vilareal.ptMalý, ale mocný: Astronómovia nachádzajú najmenšieho, ale najhmotnejšieho bieleho trpaslíka, akého kedy videli
>Astronómovia našli malú, ale mocnú mŕtvu (ish) hviezdu, biely trpaslík, ktorý je najmenší a zároveň najhmotnejší . Tiež sa rýchlo točí, obsahuje zvrchované magnetické pole a môže sa nakoniec zrútiť do ešte menšej a hustejšej neutrónovej hviezdy.
Vážne, táto podivná maličkosť má všetko.
Biely trpaslík je to, čo zostane po smrti hviezdy ako Slnko . Slnko práve teraz vo svojom jadre šťastne fúzuje vodík na hélium, dodáva mu energiu, ktorú dostávame, a tlak, ktorý potrebuje na podporu približne osem miliónov ton materiálu vo svojich vonkajších vrstvách tlačiacich sa na jadro.
Keď dôjde toto vodíkové palivo, dôjde k komplikovanej sérii udalostí. Niektoré kroky na ceste spočívajú v tom, že sa teraz jadro z celého hélia začne spájať na uhlík a kyslík, zatiaľ čo vonkajšie vrstvy sa nafúknu a začnú odfukovať v hustom vetre častíc. Jadro sa nakoniec vystaví vesmíru. Horúci a superhustý, tomuto objektu hovoríme a biely trpaslík . Keď sa sformuje, spravidla len trochu sedí v priestore a časom sa pomaly ochladzuje.
Hubbleov obraz jednej z najbližších dvojhviezd k Slnku: Sírius A (v strede) a jeho spoločník bieleho trpaslíka B (vľavo dole); A je zhruba 10 000 -krát jasnejší. Kredit: NASA, ESA, H. Bond (STScI) a M. Barstow (University of Leicester
Typický biely trpaslík má zhruba polovicu hmotnosti Slnka, ale táto hmota je svojou vlastnou gravitáciou stlačená do tesnej gule, ktorá je veľká asi len ako Zem. Je to husté. Také husté, že kvantová mechanika dvíha svoju bizarnú hlavu: Drží ju to, čomu sa hovorí tlak degenerácie elektrónov „Podivný stav hmoty, v ktorom sa elektróny navzájom odpudzujú s obrovskou vervou, oveľa silnejšie než obvyklé veci typu„ podobné náboje odpudzujú “. Tento tlak drží bieleho trpaslíka proti vlastnej smiešne silnej gravitácii.
Ale tiež to znamená, že ak pridáte hmotu bielemu trpaslíkovi, dostane sa menšie . Väčšinou, keď do niečoho pridáte hmotu (myslite na dve hlinené gule, ktoré spolu uhladíte), zväčší sa to. Ale s tlakom degenerácie sa stáva opak.
transformátory: posledná rytierska recenzia
A tým sa dostávame k bielemu trpaslíkovi ZTF J190132,9+145808,7.
Tím astronómov to našiel v prieskume oblohy nasnímanom pomocou Zwicky Transient Facility (odtiaľ aj ZTF v názve), ktorá hľadá objekty, ktoré sa pohybujú alebo menia jas. Hviezda bola neobvyklá: mala zvláštnu farbu pre bieleho trpaslíka, konkrétne pre jednu s bielymi trpaslíkmi s neobvykle vysokou hmotnosťou.
Nadviazali na pozorovania ZTF J190132.9+145808.7 (nazvime to skrátene J1901) na 5-metrovom teleskope na observatóriu Palomar a zistili, že biely trpaslík je premenlivý a rýchlo mení svoju jasnosť. A mám na mysli rýchlo: V časovom intervale 6,94 minúty bolo jasnejšie a slabšie. Áno, minúty. To naznačuje jeho rýchlosť otáčania, ktorá je sama o sebe úžasná: Objekt tisícky kilometrov naprieč sa točí za menej ako 7 minút!
Pozorovania Gaie naznačovali vzdialenosť 134 svetelných rokov od Zeme, čo je dosť blízko, a tiež to, že žiari horúco pri asi 46 000 ° C - osemkrát horúcejšie ako Slnko. So všetkými týmito meraniami v rukách, potom mohli astronómovia nájsť veľkosť J1901, a tu je všetko naozaj zvláštne: Je to malé, široké menej ako 4300 kilometrov, najmenší biely trpaslík, akého kedy videli.
Umelecké dielo zobrazujúce bieleho trpaslíka ZTF J190132.9+145808.7, najmenšie, aké bolo kedy nájdené, v porovnaní s Mesiacom v mierke. Zápočet: Giuseppe Parisi
To je tretina veľkosti Zeme, len o niečo väčšia ako Mesiac! Malý, dokonca aj pre bieleho trpaslíka. Zvlášť pre jedného. Nezabudnite, že väčšia hmotnosť znamená menšiu hviezdu, takže táto musí byť hmotná. V skutočnosti vypočítajú, že je to zhruba 1,35 -násobok hmotnosti Slnka.
A práve tu sa to stáva úžasným. Vďaka tomu je najhmotnejším známym bielym trpaslíkom a v skutočnosti takmer najhmotnejším bielym trpaslíkom môže byť niekedy .
Ak sa biely trpaslík dostane na asi 1,44 -násobok hmotnosti Slnka, neudrží ho ani tlak elektrónovej degenerácie. Vlastnou gravitáciou sa zrúti. V tej chvíli buď sa stane ešte hustejšou a desivejšou neutrónovou hviezdou alebo exploduje: vybuchne, roztrhne sa a vytvorí supernovu.
hviezdne vojny sila prebúdza sex
J1901 je najbližšie k tomuto limitu.
Tím si myslí, že J1901 začínal ako dva hviezdy ako Slnko na binárnej dráhe okolo seba. Nakoniec sa obaja stali červenými obrami, zomreli a zanechali za sebou biele trpasličie mŕtvoly, z ktorých každá mala asi 2/3 hmotnosti Slnka. Počas miliárd rokov sa špirálovito spájali a spájali (pravdepodobne pred menej ako 100 miliónmi rokov, vzhľadom na vysokú teplotu), pričom vytvorili tohto ultramasívneho, ale málo explozívneho bieleho trpaslíka.
To vysvetľuje aj niektoré ďalšie jeho vlastnosti. Rýchle otáčanie má zmysel, pretože dva objekty špirálovito sa blížiace majú veľký moment hybnosti, čo znamená, že konečný zlúčený predmet by sa mal rýchlo otáčať - väčšina bielych trpaslíkov má periódu odstreďovania mnoho hodín, takže tento je dosť rýchly.
Tiež namerali silné magnetické pole pre J1901, čo je asi miliarda násobok sily magnetického poľa Zeme. Teoretické modely ukazujú, že spájanie dvoch bielych trpaslíkov môže vytvárať obrovský magnetizmus, takže to tiež sedí.
Vo svojom príspevku poznamenávajú, že ako hviezda starne, séria jadrových reakcií v jej jadre by mohla viesť k izotopom elektrónov absorbujúcich sodík a horčík. Ide o to, že tieto elektróny sú potrebné na podporu hviezdy. Ak sa elektróny absorbujú, hviezda sa zmenší ešte viac. Ak sa príliš zmenší, môže vytvoriť dostatočný tlak na zrútenie a v každom prípade sa stane neutrónovou hviezdou.
Môže tiež explodovať v závislosti od konkrétnych vlastností, ktoré je ťažké určiť. Pri jeho súčasnej vzdialenosti by to bolo zlé - supernovy sú veľmi energické - ale dobrou správou je, že aj keď k tomu dôjde (a je to pravdepodobne nepravdepodobné), nestalo by sa to miliardy rokov a medzitým sa pohyb J1901 okolo galaxie prejaví odnes to ďaleko od nás.
Tento objav je dôležitý z mnohých dôvodov. 95% všetkých hviezd sa nakoniec stane bielymi trpaslíkmi a polovica z nich je v binárnych systémoch, takže by sme mali očakávať veľa bielych trpaslíkov podobných J1901. Svedčí o tom aj jeho blízkosť k nám; keby boli vzácne, očakávali by ste, že ten najbližší bude vzdialený desaťtisíce svetelných rokov v celej galaxii, nie hneď vedľa vo vzdialenosti 134 svetelných rokov. Je to teda dobrý príklad toho, čo musí byť bežným predmetom, ale len veľmi málo z nich bolo podrobne študovaných. Je známych niekoľko ďalších malých a masívnych bielych trpaslíkov, ale J910 je rekordérom vo veľkosti.
Binárni bieli trpaslíci môžu tiež vytvárať supernovy a tí nám zase veľa hovoria o správaní sa vesmíru ako celku, takže je to v pohode.
vidieť viacero rôznych anjelských čísel za jeden deň
V našej galaxii bolo katalogizovaných asi 400 000 bielych trpaslíkov, ale malo by to tak byť miliardy viac. Divné sú pri takej veľkej vzorke nevyhnutné. Aké ďalšie prekvapujúce ešte nie sú odhalené? A čo sa dozvieme o tomto podivnom vesmíre, v ktorom žijeme, keď ich nájdeme?
