Ο λευκός νάνος είναι ένα αστέρι που είναι αρκετά κοινό στον χώρο μας. Οι επιστήμονες το αποκαλούν αποτέλεσμα της εξέλιξης των άστρων, το τελικό στάδιο ανάπτυξης. Συνολικά, υπάρχουν δύο σενάρια για την τροποποίηση ενός αστρικού σώματος, στη μία περίπτωση το τελικό στάδιο είναι ένα αστέρι νετρονίων, στην άλλη μια μαύρη τρύπα. Οι νάνοι είναι το τελευταίο εξελικτικό βήμα. Έχουν πλανητικά συστήματα γύρω τους. Οι επιστήμονες μπόρεσαν να το προσδιορίσουν εξετάζοντας δείγματα εμπλουτισμένα με μέταλλα.
Φόντο
Οι λευκοί νάνοι είναι αστέρια που τράβηξαν την προσοχή των αστρονόμων το 1919. Για πρώτη φορά, ένα τέτοιο ουράνιο σώμα ανακαλύφθηκε από έναν επιστήμονα από την Ολλανδία, τον Maanen. Για την εποχή του, ο ειδικός έκανε μια μάλλον άτυπη και απροσδόκητη ανακάλυψη. Ο νάνος που είδε έμοιαζε με αστέρι, αλλά είχε μη τυπικά μικρά μεγέθη. Το φάσμα, ωστόσο, ήταν σαν να ήταν ένα τεράστιο και μεγάλο ουράνιο σώμα.
Οι λόγοι για ένα τόσο παράξενο φαινόμενο έχουν προσελκύσει τους επιστήμονες εδώ και αρκετό καιρό, επομένως έχει γίνει μεγάλη προσπάθεια για τη μελέτη της δομής των λευκών νάνων. Η ανακάλυψη έγινε όταν εξέφρασαν και απέδειξαν την υπόθεση της αφθονίας διαφόρων μεταλλικών κατασκευών στην ατμόσφαιρα ενός ουράνιου σώματος.
Είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί ότι τα μέταλλα στην αστροφυσική είναι όλα τα είδη στοιχείων, τα μόρια των οποίων είναι βαρύτερα από το υδρογόνο, το ήλιο και η χημική τους σύσταση είναι πιο προοδευτική από αυτές τις δύο ενώσεις. Το ήλιο, το υδρογόνο, όπως κατάφεραν να διαπιστώσουν οι επιστήμονες, είναι πιο διαδεδομένα στο σύμπαν μας από οποιαδήποτε άλλη ουσία. Με βάση αυτό, αποφασίστηκε να χαρακτηριστούν όλα τα άλλα ως μέταλλα.
Ανάπτυξη θέματος
Αν και οι λευκοί νάνοι πολύ διαφορετικοί σε μέγεθος από τον Ήλιο εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στη δεκαετία του '20, μόνο μισό αιώνα αργότερα οι άνθρωποι ανακάλυψαν ότι η παρουσία μεταλλικών δομών στην αστρική ατμόσφαιρα δεν είναι τυπικό φαινόμενο. Όπως αποδείχθηκε, όταν περιλαμβάνονται στην ατμόσφαιρα, εκτός από τις δύο πιο κοινές ουσίες, τις πιο βαριές, μετατοπίζονται στα βαθύτερα στρώματα. Οι βαριές ουσίες, που είναι μεταξύ των μορίων του ηλίου, του υδρογόνου, πρέπει τελικά να μετακινηθούν στον πυρήνα του άστρου.
Υπήρχαν αρκετοί λόγοι για αυτήν τη διαδικασία. Η ακτίνα ενός λευκού νάνου είναι μικρή, τέτοια αστρικά σώματα είναι πολύ συμπαγή - δεν είναι για τίποτα που πήραν το όνομά τους. Κατά μέσο όρο, η ακτίνα είναι συγκρίσιμη με αυτή της γης, ενώ το βάρος είναι παρόμοιο με το βάρος ενός άστρου που φωτίζει το πλανητικό μας σύστημα. Αυτή η αναλογία διαστάσεων και βάρους προκαλεί μια εξαιρετικά μεγάλη επιτάχυνση της βαρυτικής επιφάνειας. Κατά συνέπεια, η εναπόθεση βαρέων μετάλλων στην ατμόσφαιρα υδρογόνου και ηλίου συμβαίνει μόνο λίγες γήινες ημέρες αφότου το μόριο εισέλθει στη συνολική αέρια μάζα.
Λειτουργίες και διάρκεια
Μερικές φορές χαρακτηριστικά των λευκών νάνωνείναι τέτοια που η διαδικασία καθίζησης μορίων βαρέων ουσιών μπορεί να καθυστερήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι πιο ευνοϊκές επιλογές, από τη σκοπιά ενός παρατηρητή από τη Γη, είναι διαδικασίες που χρειάζονται εκατομμύρια, δεκάδες εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, τέτοια χρονικά διαστήματα είναι εξαιρετικά μικρά σε σύγκριση με τη διάρκεια ζωής του ίδιου του αστρικού σώματος.
Η εξέλιξη ενός λευκού νάνου είναι τέτοια που οι περισσότεροι από τους σχηματισμούς που παρατηρούνται από τον άνθρωπο αυτή τη στιγμή είναι ήδη αρκετών εκατοντάδων εκατομμυρίων γήινων ετών. Αν το συγκρίνουμε με την πιο αργή διαδικασία απορρόφησης μετάλλων από τον πυρήνα, η διαφορά είναι κάτι παραπάνω από σημαντική. Επομένως, η ανίχνευση μετάλλου στην ατμόσφαιρα ενός συγκεκριμένου παρατηρήσιμου άστρου μας επιτρέπει να συμπεράνουμε με βεβαιότητα ότι το σώμα δεν είχε αρχικά τέτοια ατμοσφαιρική σύνθεση, διαφορετικά όλα τα εγκλείσματα μετάλλων θα είχαν εξαφανιστεί εδώ και πολύ καιρό.
Θεωρία και πράξη
Οι παρατηρήσεις που περιγράφονται παραπάνω, καθώς και οι πληροφορίες που συλλέχθηκαν εδώ και πολλές δεκαετίες σχετικά με λευκούς νάνους, αστέρια νετρονίων, μαύρες τρύπες, υποδηλώνουν ότι η ατμόσφαιρα δέχεται μεταλλικά εγκλείσματα από εξωτερικές πηγές. Οι επιστήμονες αποφάσισαν αρχικά ότι αυτό είναι το μέσο μεταξύ των αστεριών. Ένα ουράνιο σώμα κινείται μέσα από μια τέτοια ύλη, συσσωρεύει το μέσο στην επιφάνειά του, εμπλουτίζοντας έτσι την ατμόσφαιρα με βαριά στοιχεία. Αλλά περαιτέρω παρατηρήσεις έδειξαν ότι μια τέτοια θεωρία είναι αβάσιμη. Όπως διευκρίνισαν οι ειδικοί, εάν η αλλαγή της ατμόσφαιρας γινόταν με αυτόν τον τρόπο, ο νάνος θα λάμβανε κυρίως υδρογόνο από το εξωτερικό, αφού το μέσο μεταξύ των άστρων σχηματίστηκε στο μεγαλύτερο μέρος του από υδρογόνο καιμόρια ηλίου. Μόνο ένα μικρό ποσοστό του μέσου είναι βαριές ενώσεις.
Αν η θεωρία που σχηματίστηκε από πρωτογενείς παρατηρήσεις λευκών νάνων, αστεριών νετρονίων, μαύρων οπών θα δικαιολογούσε τον εαυτό της, οι νάνοι θα αποτελούνταν από υδρογόνο ως το ελαφρύτερο στοιχείο. Αυτό δεν θα επέτρεπε την ύπαρξη ακόμη και ουράνιων σωμάτων ηλίου, επειδή το ήλιο είναι βαρύτερο, πράγμα που σημαίνει ότι η συσσώρευση υδρογόνου θα το έκρυβε εντελώς από το μάτι ενός εξωτερικού παρατηρητή. Με βάση την παρουσία νάνων ηλίου, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το διαστρικό μέσο δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως η μόνη και ακόμη και η κύρια πηγή μετάλλων στην ατμόσφαιρα των αστρικών σωμάτων.
Πώς να εξηγήσω;
Επιστήμονες που μελέτησαν τις μαύρες τρύπες, τους λευκούς νάνους στη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα, πρότειναν ότι τα μεταλλικά εγκλείσματα μπορούν να εξηγηθούν από την πτώση κομητών στην επιφάνεια ενός ουράνιου σώματος. Είναι αλήθεια ότι κάποτε τέτοιες ιδέες θεωρήθηκαν πολύ εξωτικές και δεν έλαβαν υποστήριξη. Αυτό οφειλόταν σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός ότι οι άνθρωποι δεν γνώριζαν ακόμη για την παρουσία άλλων πλανητικών συστημάτων - ήταν γνωστό μόνο το ηλιακό μας σύστημα "σπίτι".
Ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στη μελέτη των μαύρων οπών, των λευκών νάνων έγινε στα τέλη της επόμενης, την όγδοη δεκαετία του περασμένου αιώνα. Οι επιστήμονες έχουν στη διάθεσή τους ιδιαίτερα ισχυρά υπέρυθρα όργανα για την παρατήρηση των βάθη του διαστήματος, τα οποία κατέστησαν δυνατή την ανίχνευση της υπέρυθρης ακτινοβολίας γύρω από έναν από τους γνωστούς αστρονόμους λευκών νάνων. Αυτό αποκαλύφθηκε ακριβώς γύρω από τον νάνο, η ατμόσφαιρα του οποίου περιείχε μεταλλικόσυμπερίληψη.
Η υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία κατέστησε δυνατή την εκτίμηση της θερμοκρασίας του λευκού νάνου, είπε επίσης στους επιστήμονες ότι το αστρικό σώμα περιβάλλεται από κάποια ουσία που μπορεί να απορροφήσει την αστρική ακτινοβολία. Αυτή η ουσία θερμαίνεται σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο θερμοκρασίας, μικρότερο από αυτό ενός αστεριού. Αυτό σας επιτρέπει να ανακατευθύνετε σταδιακά την απορροφούμενη ενέργεια. Η ακτινοβολία εμφανίζεται στην υπέρυθρη περιοχή.
Η επιστήμη προχωρά
Τα φάσματα του λευκού νάνου έχουν γίνει αντικείμενο μελέτης των προηγμένων μυαλών του κόσμου των αστρονόμων. Όπως αποδείχθηκε, από αυτά μπορείτε να πάρετε πολλές πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά των ουράνιων σωμάτων. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον είχαν οι παρατηρήσεις αστρικών σωμάτων με περίσσεια υπέρυθρης ακτινοβολίας. Επί του παρόντος, έχει καταστεί δυνατός ο εντοπισμός περίπου τριών δωδεκάδων συστημάτων αυτού του τύπου. Το κύριο ποσοστό τους μελετήθηκε χρησιμοποιώντας το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο Spitzer.
Επιστήμονες, παρατηρώντας ουράνια σώματα, διαπίστωσαν ότι η πυκνότητα των λευκών νάνων είναι σημαντικά μικρότερη από αυτήν την παράμετρο, χαρακτηριστική των γιγάντων. Διαπιστώθηκε επίσης ότι η υπερβολική υπέρυθρη ακτινοβολία οφείλεται στην παρουσία δίσκων που σχηματίζονται από μια συγκεκριμένη ουσία που μπορεί να απορροφήσει την ενεργειακή ακτινοβολία. Είναι αυτό που τότε ακτινοβολεί ενέργεια, αλλά σε διαφορετικό εύρος μήκους κύματος.
Οι δίσκοι είναι εξαιρετικά κοντά και επηρεάζουν τη μάζα των λευκών νάνων σε κάποιο βαθμό (που δεν μπορεί να υπερβεί το όριο Chandrasekhar). Η εξωτερική ακτίνα ονομάζεται ολισθηρός δίσκος. Έχει προταθεί ότι σχηματίστηκε κατά την καταστροφή κάποιου σώματος. Κατά μέσο όρο, η ακτίνα είναι συγκρίσιμη σε μέγεθος με τον Ήλιο.
Αν προσέξετε το πλανητικό μας σύστημα, γίνεται σαφές ότι σχετικά κοντά στο "σπίτι" μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα παρόμοιο παράδειγμα - αυτοί είναι οι δακτύλιοι που περιβάλλουν τον Κρόνο, το μέγεθος των οποίων είναι επίσης συγκρίσιμο με την ακτίνα του το αστέρι μας. Με τον καιρό, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αυτό το χαρακτηριστικό δεν είναι το μόνο κοινό που έχουν οι νάνοι και ο Κρόνος. Για παράδειγμα, τόσο ο πλανήτης όσο και τα αστέρια έχουν πολύ λεπτούς δίσκους, οι οποίοι δεν είναι διαφανείς όταν προσπαθούν να λάμψουν μέσα από το φως.
Συμπεράσματα και ανάπτυξη της θεωρίας
Επειδή οι δακτύλιοι των λευκών νάνων είναι συγκρίσιμοι με αυτούς που περιβάλλουν τον Κρόνο, κατέστη δυνατή η διατύπωση νέων θεωριών που εξηγούν την παρουσία μετάλλων στην ατμόσφαιρα αυτών των άστρων. Οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι οι δακτύλιοι γύρω από τον Κρόνο σχηματίζονται από την παλιρροιακή διαταραχή ορισμένων σωμάτων που είναι αρκετά κοντά στον πλανήτη ώστε να επηρεαστούν από το βαρυτικό του πεδίο. Σε μια τέτοια κατάσταση, το εξωτερικό σώμα δεν μπορεί να διατηρήσει τη δική του βαρύτητα, γεγονός που οδηγεί σε παραβίαση της ακεραιότητας.
Πριν από περίπου δεκαπέντε χρόνια, παρουσιάστηκε μια νέα θεωρία που εξηγούσε το σχηματισμό λευκών νάνων δακτυλίων με παρόμοιο τρόπο. Θεωρήθηκε ότι αρχικά ο νάνος ήταν ένα αστέρι στο κέντρο του πλανητικού συστήματος. Το ουράνιο σώμα εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου, που διαρκεί δισεκατομμύρια χρόνια, διογκώνεται, χάνει το κέλυφός του και αυτό προκαλεί το σχηματισμό ενός νάνου, ο οποίος σταδιακά ψύχεται. Παρεμπιπτόντως, το χρώμα των λευκών νάνων εξηγείται ακριβώς από τη θερμοκρασία τους. Για ορισμένους, υπολογίζεται σε 200.000 K.
Το σύστημα των πλανητών κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας εξέλιξης μπορεί να επιβιώσει, γεγονός που οδηγεί σεδιαστολή του εξωτερικού τμήματος του συστήματος ταυτόχρονα με μείωση της μάζας του άστρου. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα μεγάλο σύστημα πλανητών. Πλανήτες, αστεροειδείς και πολλά άλλα στοιχεία επιβιώνουν από την εξέλιξη.
Τι ακολουθεί;
Η πρόοδος του συστήματος μπορεί να οδηγήσει σε αστάθειά του. Αυτό οδηγεί στον βομβαρδισμό του χώρου που περιβάλλει τον πλανήτη από πέτρες και οι αστεροειδείς πετούν εν μέρει έξω από το σύστημα. Μερικοί από αυτούς, ωστόσο, κινούνται σε τροχιές, αργά ή γρήγορα να βρεθούν στην ηλιακή ακτίνα του νάνου. Δεν συμβαίνουν συγκρούσεις, αλλά οι παλιρροϊκές δυνάμεις οδηγούν σε παραβίαση της ακεραιότητας του σώματος. Ένα σμήνος τέτοιων αστεροειδών παίρνει σχήμα παρόμοιο με τους δακτυλίους που περιβάλλουν τον Κρόνο. Έτσι, σχηματίζεται ένας δίσκος συντριμμιών γύρω από το αστέρι. Η πυκνότητα του λευκού νάνου (περίπου 10^7 g/cm3) και του αποτριχωτού δίσκου του διαφέρουν σημαντικά.
Η περιγραφείσα θεωρία έχει γίνει μια αρκετά πλήρης και λογική εξήγηση ορισμένων αστρονομικών φαινομένων. Μέσα από αυτό, μπορεί κανείς να καταλάβει γιατί οι δίσκοι είναι συμπαγείς, επειδή ένα αστέρι δεν μπορεί να περιβάλλεται από δίσκο με ακτίνα συγκρίσιμη με αυτή του ήλιου καθ' όλη τη διάρκεια της ύπαρξής του, διαφορετικά τέτοιοι δίσκοι θα ήταν στην αρχή μέσα στο σώμα του.
Εξηγώντας τον σχηματισμό των δίσκων και το μέγεθός τους, μπορεί κανείς να καταλάβει από πού προέρχεται η ιδιόμορφη παροχή μετάλλων. Θα μπορούσε να καταλήξει στην αστρική επιφάνεια, μολύνοντας τον νάνο με μεταλλικά μόρια. Η περιγραφόμενη θεωρία, χωρίς να έρχεται σε αντίθεση με τους αποκαλυπτόμενους δείκτες της μέσης πυκνότητας των λευκών νάνων (της τάξης των 10^7 g/cm3), αποδεικνύει γιατί παρατηρούνται μέταλλα στην ατμόσφαιρα των άστρων, γιατί η μέτρηση της χημικήςσύνθεση με μέσα πιθανώς προσβάσιμα στον άνθρωπο και για ποιο λόγο η κατανομή των στοιχείων είναι παρόμοια με αυτή που χαρακτηρίζει τον πλανήτη μας και άλλα αντικείμενα που μελετήθηκαν.
Θεωρίες: υπάρχει κάποιο όφελος;
Η περιγραφόμενη ιδέα χρησιμοποιήθηκε ευρέως ως βάση για να εξηγήσει γιατί τα κελύφη των αστεριών είναι μολυσμένα με μέταλλα, γιατί εμφανίστηκαν δίσκοι συντριμμιών. Επιπλέον, από αυτό προκύπτει ότι ένα πλανητικό σύστημα υπάρχει γύρω από τον νάνο. Δεν υπάρχει μεγάλη έκπληξη σε αυτό το συμπέρασμα, επειδή η ανθρωπότητα έχει αποδείξει ότι τα περισσότερα αστέρια έχουν τα δικά τους συστήματα πλανητών. Αυτό είναι χαρακτηριστικό τόσο για εκείνα που είναι παρόμοια με τον Ήλιο όσο και για αυτά που είναι πολύ μεγαλύτερα από τις διαστάσεις του - δηλαδή, σχηματίζονται λευκοί νάνοι από αυτούς.
Τα θέματα δεν έχουν εξαντληθεί
Ακόμη κι αν θεωρήσουμε ότι η θεωρία που περιγράφηκε παραπάνω είναι γενικά αποδεκτή και αποδεδειγμένη, ορισμένα ερωτήματα για τους αστρονόμους παραμένουν ανοιχτά μέχρι σήμερα. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η ιδιαιτερότητα της μεταφοράς ύλης μεταξύ των δίσκων και της επιφάνειας ενός ουράνιου σώματος. Όπως προτείνουν κάποιοι, αυτό οφείλεται στην ακτινοβολία. Οι θεωρίες που καλούν με αυτόν τον τρόπο να περιγράψουν τη μεταφορά της ύλης βασίζονται στο φαινόμενο Poynting-Robertson. Αυτό το φαινόμενο, υπό την επίδραση του οποίου τα σωματίδια κινούνται αργά σε μια τροχιά γύρω από ένα νεαρό αστέρι, σταδιακά σπειροειδώς προς το κέντρο και εξαφανίζονται σε ένα ουράνιο σώμα. Προφανώς, αυτό το φαινόμενο θα πρέπει να εκδηλωθεί στους δίσκους συντριμμιών που περιβάλλουν τα αστέρια, δηλαδή τα μόρια που υπάρχουν στους δίσκους αργά ή γρήγορα θα βρεθούν σε εξαιρετική εγγύτητα με τον νάνο. Στερεάυπόκεινται σε εξάτμιση, σχηματίζεται αέριο - τέτοιο με τη μορφή δίσκων έχει καταγραφεί γύρω από αρκετούς παρατηρούμενους νάνους. Αργά ή γρήγορα, το αέριο φτάνει στην επιφάνεια του νάνου, μεταφέροντας μέταλλα εδώ.
Τα γεγονότα που αποκαλύφθηκαν εκτιμώνται από τους αστρονόμους ως σημαντική συνεισφορά στην επιστήμη, καθώς υποδηλώνουν πώς σχηματίζονται οι πλανήτες. Αυτό είναι σημαντικό, καθώς τα αντικείμενα για έρευνα που προσελκύουν ειδικούς συχνά δεν είναι διαθέσιμα. Για παράδειγμα, οι πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από αστέρια μεγαλύτερα από τον Ήλιο είναι εξαιρετικά σπάνιο να μελετηθούν - είναι πολύ δύσκολο στο τεχνικό επίπεδο που είναι διαθέσιμο στον πολιτισμό μας. Αντίθετα, οι άνθρωποι μπόρεσαν να μελετήσουν τα πλανητικά συστήματα μετά τη μετατροπή των αστεριών σε νάνους. Εάν καταφέρουμε να αναπτυχθούμε προς αυτή την κατεύθυνση, θα είναι σίγουρα δυνατό να αποκαλυφθούν νέα δεδομένα για την παρουσία πλανητικών συστημάτων και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους.
Οι λευκοί νάνοι, στην ατμόσφαιρα των οποίων έχουν ανιχνευθεί μέταλλα, μας επιτρέπουν να πάρουμε μια ιδέα για τη χημική σύνθεση των κομητών και άλλων κοσμικών σωμάτων. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες απλά δεν έχουν άλλο τρόπο να αξιολογήσουν τη σύνθεση. Για παράδειγμα, μελετώντας τους γιγάντιους πλανήτες, μπορεί κανείς να πάρει μια ιδέα μόνο για το εξωτερικό στρώμα, αλλά δεν υπάρχουν αξιόπιστες πληροφορίες για το εσωτερικό περιεχόμενο. Αυτό ισχύει και για το σύστημα του "σπιτιού" μας, καθώς η χημική σύνθεση μπορεί να μελετηθεί μόνο από εκείνο το ουράνιο σώμα που έπεσε στην επιφάνεια της Γης ή όπου ήταν δυνατό να προσγειωθεί η ερευνητική συσκευή.
Πώς πάει;
Αργά ή γρήγορα, το πλανητικό μας σύστημα θα γίνει επίσης το «σπίτι» ενός λευκού νάνου. Όπως λένε οι επιστήμονες, ο αστρικός πυρήνας έχειπεριορισμένη ποσότητα ύλης για να ληφθεί ενέργεια και αργά ή γρήγορα οι θερμοπυρηνικές αντιδράσεις εξαντλούνται. Το αέριο μειώνεται σε όγκο, η πυκνότητα αυξάνεται σε έναν τόνο ανά κυβικό εκατοστό, ενώ στα εξωτερικά στρώματα η αντίδραση συνεχίζεται ακόμη. Το αστέρι διαστέλλεται και γίνεται ένας κόκκινος γίγαντας, η ακτίνα του οποίου είναι συγκρίσιμη με εκατοντάδες αστέρια ίσα με τον Ήλιο. Όταν το εξωτερικό κέλυφος σταματήσει να «καίει», μέσα σε 100.000 χρόνια υπάρχει διασπορά της ύλης στο διάστημα, η οποία συνοδεύεται από το σχηματισμό νεφελώματος.
Ο πυρήνας του άστρου, απελευθερωμένος από το κέλυφος, μειώνει τη θερμοκρασία, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό ενός λευκού νάνου. Στην πραγματικότητα, ένα τέτοιο αστέρι είναι ένα αέριο υψηλής πυκνότητας. Στην επιστήμη, οι νάνοι αναφέρονται συχνά ως εκφυλισμένα ουράνια σώματα. Αν το άστρο μας ήταν συμπιεσμένο και η ακτίνα του θα ήταν μόνο μερικές χιλιάδες χιλιόμετρα, αλλά το βάρος θα διατηρούνταν εντελώς, τότε ένας λευκός νάνος θα υπήρχε επίσης εδώ.
Χαρακτηριστικά και τεχνικά σημεία
Ο τύπος του κοσμικού σώματος που εξετάζεται είναι ικανός να λάμπει, αλλά αυτή η διαδικασία εξηγείται από άλλους μηχανισμούς εκτός από τις θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Η λάμψη ονομάζεται υπολειμματική, εξηγείται από τη μείωση της θερμοκρασίας. Ο νάνος σχηματίζεται από μια ουσία της οποίας τα ιόντα είναι μερικές φορές ψυχρότερα από 15.000 K. Οι ταλαντευτικές κινήσεις είναι χαρακτηριστικές των στοιχείων. Σταδιακά, το ουράνιο σώμα γίνεται κρυσταλλικό, η λάμψη του εξασθενεί και ο νάνος εξελίσσεται σε καφέ.
Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ένα όριο μάζας για ένα τέτοιο ουράνιο σώμα - έως και 1,4 το βάρος του Ήλιου, αλλά όχι περισσότερο από αυτό το όριο. Εάν η μάζα υπερβαίνει αυτό το όριο,το αστέρι δεν μπορεί να υπάρχει. Αυτό οφείλεται στην πίεση μιας ουσίας σε συμπιεσμένη κατάσταση - είναι μικρότερη από τη βαρυτική έλξη που συμπιέζει την ουσία. Υπάρχει μια πολύ ισχυρή συμπίεση, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση νετρονίων, η ουσία είναι ουδετεροποιημένη.
Η διαδικασία συμπίεσης μπορεί να οδηγήσει σε εκφυλισμό. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ένα αστέρι νετρονίων. Η δεύτερη επιλογή είναι η συνεχής συμπίεση, αργά ή γρήγορα που οδηγεί σε έκρηξη.
Γενικές παράμετροι και χαρακτηριστικά
Η βολομετρική φωτεινότητα της θεωρούμενης κατηγορίας ουράνιων σωμάτων σε σχέση με το χαρακτηριστικό του Ήλιου είναι μικρότερη από περίπου δέκα χιλιάδες φορές. Η ακτίνα του νάνου είναι μικρότερη από εκατό φορές του ήλιου, ενώ το βάρος είναι συγκρίσιμο με αυτό που χαρακτηρίζει το κύριο αστέρι του πλανητικού μας συστήματος. Για να προσδιοριστεί το όριο μάζας για έναν νάνο, υπολογίστηκε το όριο Chandrasekhar. Όταν ξεπεραστεί, ο νάνος εξελίσσεται σε άλλη μορφή ουράνιου σώματος. Η φωτόσφαιρα ενός αστεριού, κατά μέσο όρο, αποτελείται από πυκνή ύλη, που υπολογίζεται σε 105–109 g/cm3. Σε σύγκριση με την κύρια ακολουθία, είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο πυκνή.
Μερικοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι μόνο το 3% όλων των άστρων στον γαλαξία είναι λευκοί νάνοι, και κάποιοι είναι πεπεισμένοι ότι κάθε δέκατο ανήκει σε αυτή την κατηγορία. Οι εκτιμήσεις ποικίλλουν τόσο πολύ σχετικά με την αιτία της δυσκολίας παρατήρησης των ουράνιων σωμάτων - είναι μακριά από τον πλανήτη μας και λάμπουν πολύ αχνά.
Ιστορίες και ονόματα
Το 1785, ένα σώμα εμφανίστηκε στη λίστα με τα διπλά αστέρια, τα οποία παρατηρούσε ο Χέρσελ. Η σταρ ονομάστηκε 40 Eridani B. Είναι αυτή που θεωρείται το πρώτο πρόσωπο από την κατηγορία των λευκών.νάνοι. Το 1910, ο Russell παρατήρησε ότι αυτό το ουράνιο σώμα έχει εξαιρετικά χαμηλό επίπεδο φωτεινότητας, αν και η θερμοκρασία χρώματος είναι αρκετά υψηλή. Με την πάροδο του χρόνου, αποφασίστηκε ότι τα ουράνια σώματα αυτής της κατηγορίας έπρεπε να χωριστούν σε μια ξεχωριστή κατηγορία.
Το 1844, ο Bessel, μελετώντας τις πληροφορίες που ελήφθησαν από την παρακολούθηση του Procyon B, Sirius B, αποφάσισε ότι και οι δύο μετακινούνταν από μια ευθεία γραμμή από καιρό σε καιρό, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν κοντινοί δορυφόροι. Μια τέτοια υπόθεση φαινόταν απίθανη για την επιστημονική κοινότητα, καθώς κανένας δορυφόρος δεν μπορούσε να δει, ενώ οι αποκλίσεις μπορούσαν να εξηγηθούν μόνο από ένα ουράνιο σώμα, η μάζα του οποίου είναι εξαιρετικά μεγάλη (παρόμοια με τον Σείριο, Προκύων).
Το 1962, ο Clark, δουλεύοντας με το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο που υπήρχε εκείνη την εποχή, εντόπισε ένα πολύ αμυδρό ουράνιο σώμα κοντά στον Σείριο. Ήταν αυτός που ονομαζόταν Σείριος Β, ο ίδιος δορυφόρος που είχε προτείνει ο Μπέσελ πολύ πριν. Το 1896, μελέτες έδειξαν ότι το Procyon είχε επίσης δορυφόρο - ονομαζόταν Procyon B. Επομένως, οι ιδέες του Bessel επιβεβαιώθηκαν πλήρως.
