Астрономія
Меню сайту
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Охолодження білих карликів

Коли астрофізики зрозуміли, що білі карлики позбавлені ядерного пального, перед ними стала задача: пояснити, чому ж світять білі карлики і світять, судячи з усього, довго. Вирішення цієї проблеми знайшов радянський астрофізик С. А. Каплан  в кінці 40-х років. Він зрозумів, що білі карлики просто охолоджуються. Він побудував і кількісну теорію охолодження білих карликів. В 1952 році до подібних висновків прийшов англієць Л. Местел, а також француз Е. Шацман.

Еволюція (охолодження) білого карлика, коли його світність зменшується від L=1Lc до L=10-3Lc. Уже в цей час в оболонці може відбуватися процес, який на пізніх стадіях може вплинути на еволюцію – в ній виникає конвекція, тобто інтенсивне змішування речовини.

На можливість конвекції в білих карликах вказували в 50 - 60-х роках Шацман і радянський вчений А. К. Колесов. Конвекція повинна виникати в тій частині оболонки, де речовина ще не повністю іонізована. При частковій іонізації зменшується пружність речовини при стиску білого карлика. Тобто тиск при стиску росте повільніше, ніж в іонізованій речовині, бо робота стиску витрачається не на збільшення кінетичної енергії частинок, а на їх іонізацію. Через зменшення пружності речовини виникнення конвекції полегшується: шматок речовини, піднімаючись в область низького тиску, повинен сильно розширюватися, а це покращує його „плавучість” – він довго залишається більш легким, ніж оточуючі речовини.

Із зменшенням світності і температури поверхні білого карлика зона неповної іонізації, а з нею і конвекція поширюються на всі більш глибокі оболонки зірок. Конвекція стає дуже важливою, коли цей процес досягає виродженого гарячого ядра. З цього моменту еволюція білого карлика прискорюється, так як конвекція набагато ефективніше передає тепло назовні, ніж випромінювання.

В 1960 р. радянський фізики Кіржніц і Абрикосов показали, що при охолодженні надр білого карлика, коли кінетична енергія іонів в його ядрі достатньо знизиться, їх вже не можна  розглядати як ідеальний газ, а, скоріше, як рідину, яка при подальшому охолодженні білого карлика затвердіває, утворюючи кристалічну структуру. Кристалізація повинна проходити, коли енергія кулонівської взаємодії іонів в ядрі білого карлика приблизно в 150 разів більше ніж енергія їх теплового руху.

Сумісна дія конвекції і кристалізації сильно прискорює охолодження білого карлика, що може пояснити дефіцит холодних білих карликів. Однак властивості таких іонних кристалів ще не дуже зрозумілі, їх розрахунки дають протиріччя.

Очевидно, що білі карлики можуть охолонути до таких світностей, коли вони не будуть видимими з Землі. Чи стане зірка тоді абсолютно холодною? Виявляється, що ні. В міжзірковому просторі досить багато газу, і через притягання білого карлика міжзірковий газ буде падати на нього. Такий процес називають акрецією.

  • Нестаціонарна акреція на білі карлики у випадку, якщо компаньйоном є масивний червоний карлик, призводить до виникнення карликових нових і новоподібних катастрофічних змінних зірок.
  • Акреція на білі карлики, що мають сильне магнітне поле, направляється в район магнітних полюсів білого карлика, і циклотронний механізм випромінювання акреціюючої плазми в навколо полярних областях викликає сильну поляризацію випромінювання у видимій області (поляри і проміжні поляри).
  • Акреція на білі карлики багатої воднем речовини призводить до його накопичення на поверхні (що складається переважно з гелію) і розігрівання до температур реакції синтезу гелію, що, у випадку розвитку теплової нестійкості, призводить до вибуху, що спостерігається як спалах нової зірки.
  • Достатньо довга та інтенсивна акреція на масивний білий карлик призводить до перевершення його масою межі Чандрасекара і гравітаційного колапсу, що спостерігається як спалах наднової зірки.

Що може зберегти білий карлик від колапсу? Виявляється, при обертанні білого карлика його стійкість до колапсу підвищується: через збереження моменту збільшується „пружність” речовини, тим самим повинно збільшуватися значення Чандрасекара для маси. На таку можливість збільшення межової маси вказував ще в 1947 році англійський астрофізик Хойл. Коли різні оболонки обертаються з різними кутовими швидкостями, це значення можна збільшити до 2 мас Сонця. 

Форма входу
Пошук
Copyright MyCorp © 2017Зробити безкоштовний сайт з uCoz