новости космоса
1409 16
31 октября 2020 15:40:10

Откуда берется пыль вокруг белых карликов?

Ученые, изучающие, как кометы и астероиды распадаются и испаряются, если они подходят слишком близко к своим солнцам, решили загадку, связанную с классом звезд, известным как белые карлики.

Угольки умирающих солнц, белые карлики образуются, когда звезда, у которой закончилось ядерное топливо, сначала расширяется до огромных размеров, а затем коллапсирует в плотный остаток размером с Землю.

Первоначально увеличенная звезда называется красным гигантом, и она достаточно велика, чтобы поглотить планеты вплоть до Земли и даже Марса. Затем она взрывается, оставляя белого карлика, который вначале может быть горячим - до 50 000 градусов Цельсия, пока постепенно не остынет, превратившись в безвестность.

Все идет нормально, но астрономы обнаружили, что около 4% из них сопровождаются облаками пыли.

«Возникает вопрос: если белые карлики должны были очистить весь этот мусор во время фазы красных гигантов, то почему некоторые из них, кажется, имеют близко вращающиеся пыльные диски обломков», - сказал Джордан Стеклофф из Института планетологии (США) на этой неделе на виртуальном собрании Отделения планетарных наук Американского астрономического общества.

Раньше, говорит он, предполагалось, что эти диски были сформированы из планетезималей или астероидов, которые находились достаточно далеко, чтобы пережить уничтожение в фазе красного гиганта, но затем упали внутрь, закручиваясь под действием силы тяжести белого карлика, а затем были разорваны в клочья - то, что происходит на расстоянии, часто называемое пределом Роша.

Эти осколки затем рассредоточились бы в «красивый плотный пыльный диск из обломков» под давлением света, излучаемого звездой.

Но с этой теорией была большая проблема. Можно было бы ожидать, что более молодые белые карлики будут иметь менее стабильные планетные системы, благодаря гравитационному хаосу, который сопровождал период красного гиганта, разрушающего все внутренние планеты. Другими словами, у них должно быть больше планет, падающих к звезде, чтобы быть разорванными в пыль.

Кроме того, молодые белые карлики горячее и поэтому ярче - и должны быть лучшими в создании пыльных дисков из обломков измельченных планетезималей.

Но это, говорит Стеклофф, не то, что видели астрономы. Молодые сверхгорячие белые карлики не имеют пылевых дисков. «Только когда белые карлики остывают до менее чем 27 000 градусов Кельвина, мы видим, как начинают появляться пылевые диски мусора».

Ответ, говорит он, довольно очевиден, но ранее упускался из виду: если планетезималь подойдет слишком близко к сверхгорячей звезде, она не только рассыплется в пыль, но и испарится под действием тепла - процесс, который он называет сублимацией. Результат: никакого пыльного диска.

«Это должно происходить за границей предела сублимации и внутри предела Роша», - говорит он.

Предел Роша определяется массой звезды, но предел сублимации определяется ее яркостью, которая уменьшается по мере охлаждения.

И, говорит он, оказывается, что для молодых, сверхгорячих белых карликов предел Роша находится внутри предела сублимации, то есть все, что подойдет достаточно близко к звезде, чтобы быть измельченным, также будет испарено.

Он говорит, что только когда белый карлик остывает где-то между 25 000 и 32 000 по Цельсию, процесс происходит по другому - с точной температурой, зависящей от того, из какого типа минералов состоит пыль. Эта цифра приближается к 27 000 градусов, если предположить, что пыль в этих дисках подобна материалам в астероидах нашей собственной Солнечной системы.

И это, возможно, одно из самых важных его открытий.

«Предел в 27 000 градусов предполагает, что материал, который мы находим на орбите вокруг белых карликов, вероятно, аналогичен астероидам в нашей собственной Солнечной системе», - говорит он.


(Добавил: RoboAstroNews)

комментарии
1
AlfKorol11 · 31-10-2020

Ну действительно, довольно очевидное описание процессов вокруг белых карликов. Почти на уровне школьного курса физики.
Додумались - и хорошо...

2
nazar24 · 31-10-2020

Пока што обнаруженный пыль вокруг карликов, это затишье перед настоящей бурей, когда система превратится в ъгалактику. /ятд/

3
ostman5 · 31-10-2020

Эти 4% вообще могут попасть в газо-пылевое облако и набраться пыли. Без каких-либо астероидов. Стеклофф об этом не подумал.

4
Teddy26 · 31-10-2020

Жора Стеклов не подумал, что пыль может быть извергнута белым карликом в процессе остывания. У него достаточно тяжелых элементов после сгорания звезды.

5
MP166 · 31-10-2020

Альф, я такого в школе не проходил, да и сейчас вроде не преподают.
Тедди, чтож белый карлик такое выбрасывает, что аж звезду закрывает и почему только 4% звезд? Остальные 96% не производят тяжелые элементы?

6
Teddy26 · 31-10-2020

Выделяет тяжелые элементы.

У всех у них разные истории развития.

7
AlfKorol11 · 31-10-2020

К5: Ну именно такие примеры (Красный гигант - Белый карлик - пылевое облако) и я в школе не проходил. Но вот физические процессы, свойства вещества и прочее - изучал. Иногда немного сверх школьной программы. Но вот на этапе горячего белого карлика должно быть понятно, что излучение горячего тела (интенсивность которого пропорциональна четвёртой степени температуры) разгоняет облака и пыль...
У Солнца температура 5-6 тысяч градусов, а солнечный ветер немаленький. А белый карлик, хоть и меньше по размеру, но температура свыше 30 тысяч градусов, то есть интенсивность излучения выше в 500-1000 раз (с единицы площади поверхности звезды), чем у Солнца...
-------------------
4% - вроде немного, но может это связано с возрастом известных белых карликов (не все ещё достаточно остыли).
Да и не во всех остывающих системах осталось не так много вещества (улетело с оболочкой красного гиганта, а с дальних орбит ещё не подошло).
А в момент остывания системы БК до температуры, когда вещество конденсируется до твердого (пыли), БК уже её (пыль) плохо подсвечивает в видимом диапазоне волн... Надо разбираться.

8
MP166 · 31-10-2020

AlfKorol, вокруг Солнца тоже есть область, свободная от пыли, даже при такой температуре Солнца.
Teddy, а если бы не было 4%, вы бы написали - "у всех одна истории развития".
Тяжелые элементы выделяются, но все же не в том количестве, чтобы образовать пыль вокруг звезды.

9
AlfKorol11 · 01-11-2020

К8. Да, конечно. Разница в том, что у Солнца температура медленно растёт. Интенсивность ветра тоже.
А у БК наоборот, так как остывание должно идти быстро (термоядерные реакции прекратились).
Придумал первую версию, почему всего 4%.
На стадии красного гиганта ближние планеты растворяются в расширившейся плазме и "улетают" со сброшенной оболочкой, либо падают в ядро звезды.
А пылевое облако у БК образуют лишь те планеты и астероиды, которые после сброса оболочки провалились ближе к звезде и там были распылены.
То есть они
1) должны быть НА ОРБИТЕ, которую расширившаяся звезда едва задела (планета не испарилась),
2) замедлилась достаточно, чтобы приблизиться к БК.
______--
Тела из внешней части системы остаются на месте и не могут "пылить" вблизи звезды.
-------------------
То есть только в 4% систем были соблюдены все требования и прошло достаточно времени для формирования пылевого облака.

10
nazar24 · 01-11-2020

4% пыли, это только у системы, в котором идет набор массы белого карлика. После, когда масса новорожденного белого карлика и масса угасшей звезды (родителя) уравновесится, вот тогда, можно будет наблюдать всё что находится вокруг этой системы, так как интенсивность движения энергии в эту двойную систему(эра близнецов и рака(69)) возрастает в разы, принимая виды спиральных ъгалактик. /ятд/

11
3714 · 01-11-2020

Красный гигант полностью испарить каменистую планету не может. Слишком низкая температура и плотность. Планета вообще, может летать внутри этой звезды. Пылевые облака вероятно, сперва возникают, потом поглощаются планетной системой.

12
nazar24 · 01-11-2020

///Планета вообще, может летать внутри этой звезды///.
.
(37) Вполне вероятный сценарий. От этого могут быть у многих азиатов глаза узкие, так как при красном цвете, штоб фокусировать зрение, постоянно веки глаз сужать приходится. /ятд/

13
AlfKorol11 · 02-11-2020

Каменную - испарить не может, наверное. Зависит от времени контакта.
Но замедлить - может, предварительно уничтожив атмосферу и испарив легколетучие соединения.
Если замедлялась долго, то ядро планеты упало на ядро звезды. Видимо, в 4-10% случаев не успевает упасть, переходит на близкую орбиту, где горячий белый карлик выпаривает труднокипяшие остатки планеты, из которых потом пылевое облако и конденсируется...
Вот бы по спектру определить составы этих облаков. Что там - металл или камень!?

14
Teddy26 · 02-11-2020

MP, вся пыль в космосе - результат выброса из звезд. Вся. Тяжелые элементы по другому не образуются.

15
AlfKorol11 · 02-11-2020

К6: А не перепутаны ли в этой таблице подписи к зелёному и желтому цветам!?
Я как-то думал, что свинец и то что рядом, могли образоваться в массивных звездах, а в легких - ничего тяжелее железа и никеля...

16
Teddy26 · 02-11-2020

Блеск никеля и хрома, кальций в наших костях - это в основном из белых карликов.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!