Co jsou to bílé trpasličí hvězdy? | Astronomy Essentials

Bílé trpaslíky jsou horké, husté zbytky dávno mrtvých hvězd. Jsou to hvězdná jádra, která po sobě zanechala poté, co hvězda vyčerpala palivo a vyfoukla většinu plynu a prachu do vesmíru. Tyto exotické objekty označují konečnou fázi evoluce pro většinu hvězd ve vesmíru – včetně našeho slunce – a osvětlují cestu k hlubšímu pochopení kosmické historie.

Jeden bílý trpaslík obsahuje zhruba hmotu našeho slunce v objemu, který není větší než naše planeta. Jejich malá velikost ztěžuje hledání bílých trpaslíků. Pouhým okem nejsou vidět žádní bílí trpaslíci.

Světlo, které generují, pochází z pomalého a stabilního uvolňování ohromného množství energie uložené po miliardy let strávených jako jaderná elektrárna hvězdy.

Bílé trpaslíky se rodí, když se hvězda vypne. Hvězda tráví většinu svého života v nejisté rovnováze mezi gravitací a vnějším tlakem plynu. Hmotnost několika oktilionů tun plynu, která tlačí na hvězdné jádro, vede k hustotám a teplotám dostatečně vysokým na to, aby zapálily jadernou fúzi: fúze vodíkových jader k vytvoření helia. Trvalé uvolňování termonukleární energie brání tomu, aby se hvězda zhroutila sama na sebe.

Jakmile hvězdě dojde vodík ve svém středu, přejde hvězda k fúzi helia na uhlík a kyslík. Fúze vodíku se přesune do skořápky obklopující jádro. Hvězda se nafoukne a stane se červeným obrem. Pro většinu hvězd – včetně našeho slunce – je to začátek konce. Jak se hvězda rozpíná a hvězdné větry vanou stále prudší rychlostí, vnější vrstvy hvězdy unikají neúprosnému působení gravitace.

Když se červená obří hvězda odpařuje, opouští své jádro. Exponované jádro je nově narozený bílý trpaslík.

Bílý trpaslík se skládá z exotického guláše z helia, uhlíku a kyslíku v moři vysoce energetických elektronů. Kombinovaný tlak elektronů drží bílého trpaslíka a brání dalšímu zhroucení směrem k ještě cizí entitě, jako je neutronová hvězda nebo černá díra.

Malý bílý trpaslík je neuvěřitelně horký a koupe okolní prostor v záři ultrafialového záření a rentgenových paprsků. Část tohoto záření je zachycena odtoky plynu, které opustily hranice nyní mrtvé hvězdy. Plyn reaguje fluoreskováním duhou barev nazývaných planetární mlhovina. Tyto mlhoviny – jako prstencová mlhovina v souhvězdí Lyry Harpy – nám dávají nahlédnout do budoucnosti našeho slunce.

Bílý trpaslík má nyní před sebou dlouhou, tichou budoucnost. Jak zachycené teplo vytéká, pomalu ochlazuje a ztlumí. Nakonec se z něj stane inertní hrudka uhlíku a kyslíku, neviditelně plovoucí ve vesmíru: černý trpaslík. Vesmír však není dost starý na to, aby se vytvořili černí trpaslíci. První bílí trpaslíci, kteří se narodili v nejranějších generacích hvězd, se stále o 14 miliard let později ochlazují. Nejchladnější bílí trpaslíci, o kterých víme, s teplotou kolem 4 000 stupňů Celsia (7 000 stupňů Fahrenheita), mohou být také některými z nejstarších relikvií ve vesmíru.

Ale ne všichni bílí trpaslíci jdou tiše do noci. Bílé trpaslíky obíhající kolem jiných hvězd vedou k vysoce výbušným jevům. Bílý trpaslík odstartuje věci tím, že odsaje plyn ze svého společníka. Vodík se přenáší přes plynný můstek a rozlije se na povrch bílého trpaslíka. Jak se vodík hromadí, jeho teplota a hustota dosáhnou bodu vzplanutí, kde celá skořápka nově získaného paliva prudce fúzuje a uvolňuje obrovské množství energie. Tento záblesk, nazývaný nova, způsobí, že bílý trpaslík krátce zazáří s brilantností 50 000 sluncí a poté pomalu mizí zpět do neznáma.

Pokud se však plyn hromadí dostatečně rychle, může celého bílého trpaslíka tlačit za kritický bod. Spíše než tenká slupka fúze se může celá hvězda najednou vrátit k životu. Neregulované násilné uvolnění energie odpálí bílého trpaslíka.Celé hvězdné jádro je vyhlazeno v jedné z nejenergetičtějších událostí ve vesmíru: supernova typu 1a. Za jednu sekundu bílý trpaslík uvolní tolik energie jako slunce za celý svůj život 10 miliard let. Po týdny nebo měsíce může dokonce zastínit celou galaxii.

Díky této brilantnosti jsou supernovy typu 1a viditelné z celého vesmíru. Astronomové je používají jako „standardní svíčky“ k měření vzdáleností do nejvzdálenějších konců vesmíru. Pozorování detonujících bílých trpaslíků ve vzdálených galaxiích vedla k objevu, který v roce 2011 získal Nobelovu cenu za fyziku: rozpínání vesmíru se zrychluje. vdechli život našim nejzákladnějším předpokladům o povaze času a prostoru.

Bílé trpaslíky – jádra, která po sobě zanechala poté, co hvězda vyčerpala zásoby paliva – jsou pokropena po každé galaxii. Jako hvězdný hřbitov, jsou to náhrobky téměř každé hvězdy, která žila a umírala. Jakmile byla místa hvězdných pecí, kde byly vytvořeny nové atomy, tyto starověké hvězdy byly znovu použity jako nástroj astronoma, který vylepšil naše chápání vývoje vesmíru.

Sečteno a podtrženo: Bílé trpaslíky jsou zbytky mrtvých hvězd. Jsou to hustá hvězdná jádra, která po sobě zanechala poté, co hvězda vyčerpala palivo a vyfoukla své plyny do vesmíru.