Белые карлики

Автор: Administrator

22.11.2008 07:34

Белые карлики

Белые карлики представляют собой весьма плотные остатки нормальных звезд, которые сбросили свои наружные слои и обнажили ядра, состоящие из ядер углерода и электронов. Белые карлики отличаются от других звезд и противостоят сжатию под действием гравитационных сил благодаря тому, что электроны подчиняются принципу Паули. Этим термином ученые называют кажущуюся фантастической идею: «газ», состоящий из некоторых типов частиц (в частности, электронов, протонов и нейтронов), просто нельзя сжимать до бесконечности. Это сопротивление дальнейшему сжатию действует вдобавок (и значительно превосходит) к обычному взаимному отталкиванию, обусловленному электромагнитными силами. Однако принцип Паули для электронов становится существенным, лишь если плотность вещества превышает 1 млн. г/см³, т.е. становится в миллион раз больше плотности воды (наступает вырождение). При более низких плотностях принцип Паули не оказывает существенного влияния на поведение электронов в звездных недрах, поэтому мы не сталкивались с этим эффектом до тех пор, пока не приступили к рассмотрению белых карликов с их огромными плотностями вещества.

Рассмотрим звезду, центральные области которой продолжают сжиматься с соответствующим повышением температуры. Как только основная часть гелия в ядре звезды превратится в ядра углерода, последние могут начать в свою очередь сливаться в более тяжелые ядра, также выделяя энергию. Однако если недра звезды сожмутся до плотности 1 млн. г/см³, то слияние ядер углерода прекратится. Почему? Потому что электроны, подчиняясь принципу Паули, воспрепятствуют сжатию до более высоких плотностей. Если электроны сопротивляются дальнейшему сжатию, то так же будут вести себя и ядра, потому что электромагнитные силы притяжения между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными ядрами не дают ядрам собираться к центру звезды под действием сил гравитации.

Поскольку электроны в белых карликах препятствуют концентрации ядер углерода к центру звезды, ядра не могут приобрести достаточной скорости, чтобы преодолеть взаимное электромагнитное отталкивание и вступить в реакцию. В звездах главной последовательности плотность вещества в центре ниже, чем в белых карликах, однако в недрах звезд главной последовательности случайные столкновения протонов вызывают реакции протон-протонного цикла. В белых карликах плотность чрезвычайно высока, но невозможны ядерные реакции, потому что ядра не могут приобрести достаточную кинетическую энергию для слияния.

Белый карлик, ядро-остаток обычной звезды главной последовательности, имеющее теперь размеры Земли, постепенно передает тепло из недр на поверхность и излучает его в пространство, но энергия в звезде больше не выделяется. Как это ни странно, но, поскольку белые карлики излучают так мало энергии (их светимость в тысячи раз меньше, чем у Солнца), они могут светить миллиарды лет, медленно и постепенно угасая по мере расходования своих запасов энергии. Хотя поток энергии таких звезд составляет лишь малую долю процента от потока энергии Солнца, они могли бы служить стабильным источником энергии для живых организмов, находящихся на близких орбитах. Однако если вспомнить о предшествующих фазах красного гиганта и гелиевой вспышки, не говоря уже о сбросе внешних слоев звезды в виде планетарной туманности, то легко заключить, что жизнь не могла бы продержаться до начала этой стабильной фазы. Любой цивилизации на планете, обращающейся вокруг старой звезды, пришлось бы столкнуться с катастрофическими изменениями потока ее энергии. Лишь если цивилизация сумеет предусмотреть грядущие изменения своего светила, избежит подъемов и спадов фазы красного гиганта и затем приблизится к белому карлику, она сможет существовать без особых сюрпризов еще миллиард лет.

Любой мальчишка мечтает о космосе и сражениях с инопланетным разумом. Побалуйте своего ребенка, узнайте где можно bionicle купить, и сделайте праздник своему малышу.