Ce sunt stelele pitice albe? | Elementele esențiale ale astronomiei

Piticii albi sunt resturile fierbinți și dense ale stelelor moarte de mult. Acestea sunt nucleele stelare lăsate în urmă după ce o stea și-a epuizat alimentarea cu combustibil și și-a aruncat volumul de gaz și praf în spațiu. Aceste obiecte exotice marchează stadiul final al evoluției pentru majoritatea stelelor din univers – inclusiv soarele nostru – și luminează calea către o înțelegere mai profundă a istoriei cosmice.

O singură pitică albă conține aproximativ masa soarelui nostru. într-un volum nu mai mare decât planeta noastră. Mărimea lor mică face ca piticii albi să fie greu de găsit. Niciun pitic alb nu poate fi văzut cu ochiul fără ajutor.

Lumina pe care o generează provine din eliberarea lentă și constantă a unor cantități prodigioase de energie stocate după miliarde de ani petrecuți ca centrală nucleară a unei stele.

Piticii albi se nasc atunci când o stea se oprește. O stea își petrece cea mai mare parte a vieții într-un echilibru precar între gravitație și presiunea gazului exterior. Greutatea a câteva milioane de tone de gaz care apasă pe nucleul stelar determină densități și temperaturi suficient de ridicate pentru a aprinde fuziunea nucleară: fuzionarea împreună a nucleelor de hidrogen pentru a forma heliu. Eliberarea constantă a energiei termonucleare împiedică steaua să se prăbușească asupra sa.

Odată ce steaua rămâne fără hidrogen în centrul său, steaua trece la fuziunea heliului în carbon și oxigen. Fuziunea hidrogenului se deplasează către o coajă care înconjoară miezul. Steaua se umflă și devine un gigant roșu. Pentru majoritatea stelelor – inclusiv soarele nostru – acesta este începutul sfârșitului. Pe măsură ce steaua se extinde și vânturile stelare suflă într-un ritm din ce în ce mai feroce, straturile exterioare ale stelei scapă de tragerea neîncetată a gravitației.

Pe măsură ce steaua gigantă roșie se evaporă, își lasă în urmă miezul. Miezul expus este un pitic alb nou-născut.

Pitica albă este formată dintr-o tocană exotică de nuclee de heliu, carbon și oxigen înotând într-o mare de electroni foarte energici. Presiunea combinată a electronilor susține pitica albă, împiedicând prăbușirea în continuare către o entitate și mai străină, cum ar fi o stea de neutroni sau o gaură neagră.

Pitica albă sugar este incredibil de fierbinte și scaldă spațiul înconjurător într-o strălucire. a luminii ultraviolete și a razelor X. O parte din această radiație este interceptată de fluxurile de gaz care au părăsit limitele stelei acum moarte. Gazul răspunde fluorescând cu un curcubeu de culori numit nebuloasă planetară. Aceste nebuloase – precum Nebuloasa Inelului din constelația Lyra Harpa – ne oferă o privire asupra viitorului soarelui nostru.

Pitica albă are acum un viitor lung și liniștit. Pe măsură ce căldura blocată se scurge, se răcește încet și se estompează. În cele din urmă va deveni o bucată inertă de carbon și oxigen care plutesc invizibil în spațiu: o pitică neagră. Dar universul nu este suficient de vechi pentru a se forma vreun pitic negru. Primii pitici albi născuți în primele generații de stele sunt încă, 14 miliarde de ani mai târziu, răcorind. Cele mai tari pitici albi pe care îi cunoaștem, cu o temperatură de aproximativ 4.000 de grade Celsius (7.000 de grade Fahrenheit), pot fi, de asemenea, unele dintre cele mai vechi moaște din cosmos.

Dar nu toți piticii albi intră liniștiți în noapte. Piticii albi care orbitează alte stele duc la fenomene extrem de explozive. Piticul alb începe lucrurile sifonând gazul de pe tovarășul său. Hidrogenul este transferat pe un pod gazos și vărsat pe suprafața piticului alb. Pe măsură ce hidrogenul se acumulează, temperatura și densitatea acestuia ating un punct de aprindere în care întreaga coajă de combustibil nou achiziționat se fuzionează violent eliberând o cantitate extraordinară de energie. Acest flash, numit nova, face ca pitica albă să se aprindă scurt cu strălucirea a 50.000 de sori și apoi să se estompeze încet în obscuritate.

Dacă gazul se colectează suficient de repede, totuși, poate împinge întregul pitic alb peste un punct critic. Mai degrabă decât o coajă subțire de fuziune, întreaga stea poate reveni brusc la viață. Nereglementat, eliberarea violentă de energie detonează piticul alb.Întregul nucleu stelar este distrus într-unul dintre cele mai energice evenimente din univers: o supernovă de tip 1a. Într-o secundă, piticul alb eliberează la fel de multă energie ca soarele în întreaga sa viață de 10 miliarde de ani. Timp de săptămâni sau luni, poate chiar să strălucească o întreagă galaxie.

O astfel de strălucire face supernovele de tip 1a vizibile din întregul univers. Astronomii le folosesc ca „lumânări standard” pentru a măsura distanțele până la cele mai îndepărtate zone ale cosmosului. Observațiile detonării piticilor albi în galaxiile îndepărtate au condus la o descoperire care a determinat premiul Nobel pentru fizică din 2011: expansiunea universului se accelerează. Stelele moarte au inspirat cele mai fundamentale ipoteze despre natura timpului și spațiului.

Piticii albi – nucleele lăsate în urmă după ce o stea și-a epuizat alimentarea cu combustibil – sunt presărate în fiecare galaxie. Ca un cimitir stelar, ele sunt pietrele funerare ale fiecărei stele care a trăit și a murit. Odată ce s-au construit cuptoarele stelare unde au fost forjați noi atomi, aceste stele antice au fost refăcute ca un instrument al astronomului care ne-a îmbunătățit înțelegerea evoluției universului.

Linia de fund: piticii albi sunt rămășițele stelelor moarte. Sunt nucleele stelare dense lăsate în urmă după ce o stea și-a epuizat alimentarea cu combustibil și și-a aruncat gazele în spațiu.