Kara cüce nedir. yıldız türleri

Siyah cüce, kalıntı radyasyonun (kozmik mikrodalga arka plan) sıcaklığına soğumuş ve bu nedenle görünmez hale gelen beyaz bir cücedir. Kırmızı cüceler, kahverengi cüceler ve beyaz cücelerin aksine, siyah cüceler evrendeki varsayımsal nesnelerdir.

Yıldız beyaz cüceye dönüştüğünde, artık bir ısı kaynağı yoktu ve sadece hala sıcak olduğu için parlıyordu. Sanki fırından bir şey alınmış gibi. Beyaz cüce yalnız bırakılırsa, sonunda etrafındaki sıcaklığa kadar soğur. Konveksiyon, ısı iletimi ve radyasyonla soğutulan bugünkü akşam yemeğinin aksine, beyaz cüce sadece radyasyonla soğutulur.

Elektron dejenerasyonunun basıncı çökmesini engellediğinden, beyaz cüce harika bir ısı iletkenidir (Fermi gazlarının fiziği hem beyaz cücelerin hem de metallerin iletkenliğini açıklar!). Beyaz cücenin ne kadar hızlı soğuduğunu hesaplamak kolaydır ... bu yalnızca ilk sıcaklığa, kütleye ve bileşime bağlıdır (çoğu karbon ve oksijenden oluşur; bazıları ağırlıklı olarak oksijen, neon ve magnezyumdur; diğerleri helyumdur). Ve beyaz cücenin çekirdeğinin en azından bir kısmı kristalleşebilir, soğuma eğrisi bu yerde küçük bir çıkıntıya sahip olacaktır.

Siyah cüce değil ... henüz. Beyaz cüce Sirius B.

Evren sadece yaklaşık 13,7 milyar yaşındadır, bu nedenle 13 milyar yıl önce oluşmuş bir beyaz cüce bile (ki bu pek olası değildir; beyaz cüceye dönüşmesi bir milyar yıl kadar sürmüştür) yine de birkaç bin derecelik bir sıcaklığa sahip olacaktır. Bugüne kadar gözlemlenen en soğuk beyaz cüce, 3000 Kelvin'in hemen altında bir sıcaklığa sahiptir. Onu bekliyor uzun mesafe kara cüce olmadan önce.

Beyaz bir cücenin kalıntı radyasyonunun sıcaklığına soğumasının ne kadar süreceği sorusuna cevap vermenin oldukça zor olduğu ortaya çıktı. Niye ya? Önemli olabilecek birçok ilginç etki olduğu için, bilim adamları henüz etkileri modellemediler. Örneğin, bir beyaz cüce çok az şey içerir ve bir kısmı katrilyon yıllık aralıklarla bozunarak ısı üretebilir. Madde de sonsuz değildir, protonlar da bozunarak ısı üretebilir. Ve SPK olarak zamanla soğuyor.

Her halükarda, geleneksel olarak, sıcaklığı 5 Kelvin olan bir beyaz cücenin siyah cüce olduğunu söylersek, o zaman siyah cüce olması en az 10 15 yıl alacaktır.

Bir şey daha, tek bir beyaz cüce yok; bazılarının yoldaşları vardır, örneğin, diğerleri bir gaz ve toz bulutunda dolaşabilir ... düşen kütle de ısı üretir ve eğer yüzeyde yeterli miktarda hidrojen birikirse, o zaman bu yıldız gibi patlayabilir. hidrojen bombası(buna denir), beyaz cüceyi hafifçe ısıtır.

Okuduğunuz makalenin başlığı "Yıldız siyah cüce".

Evrende birçok farklı yıldız var. Büyük ve küçük, sıcak ve soğuk, yüklü ve yüksüz. Bu yazıda ana yıldız türlerini adlandıracağız ve ayrıca Detaylı Açıklama Sarı ve Beyaz cüceler.

1. sarı cüce... Sarı cüce - değil yazın büyük yıldızlar ana sıra Güneş kütlesinin 0,8 ila 1,2 katı kütleye ve 5000-6000 K yüzey sıcaklığına sahiptir. Bu tür yıldızlar hakkında daha fazla ayrıntı için aşağıya bakın.
2. kırmızı dev... Kırmızı dev, büyük kırmızımsı veya turuncu bir yıldızdır. Bu tür yıldızların oluşumu hem yıldız oluşum aşamasında hem de varlıklarının sonraki aşamalarında mümkündür. Devlerin en büyüğü kırmızı süperdevlere dönüşür. Orion takımyıldızından Betelgeuse adlı bir yıldız, kırmızı bir süperdevin en çarpıcı örneğidir.
3. Beyaz cüce... Beyaz cüce, kırmızı dev aşamasını geçtikten sonra kütlesi 1,4 güneş kütlesinden daha az olan sıradan bir yıldızdan geriye kalan şeydir. Bu tür yıldızlar hakkında daha fazla bilgi için aşağıya bakın.
4. kırmızı cüce... Kırmızı cüceler, evrendeki en yaygın yıldız nesneleridir. Onların bolluk tahminleri, galaksideki tüm yıldızların %70 ila %90'ı arasında değişmektedir. Diğer yıldızlardan oldukça farklıdırlar.
5. kahverengi cüce... Kahverengi cüce - yıldız altı nesneler (kütleleri yaklaşık 0,01 ila 0,08 güneş kütlesi veya sırasıyla 12,57 ila 80,35 Jüpiter kütlesi ve yaklaşık olarak Jüpiter'in çapına eşit bir çap), bunun aksine, derinliklerinde ana dizinin yıldızlarından, hidrojenin helyuma dönüşümü ile termonükleer füzyon reaksiyonu yoktur.
6. kahverengi cüceler... Alt kahverengi cüceler veya kahverengi alt cüceler, kütle olarak kahverengi cüce sınırının altındaki soğuk oluşumlardır. Kütleleri Güneş kütlesinin yaklaşık yüzde birinden daha azdır veya buna göre Jüpiter kütlesinin 12.57'sidir, alt sınır belirlenmemiştir. Bilim topluluğu henüz neyin gezegen ve neyin kahverengi cüce olduğu konusunda nihai sonuca varmasa da, genellikle gezegenler olarak kabul edilirler.
7. siyah cüce... Siyah cüceler, soğumuş ve bu nedenle görünür aralıkta yayılmayan beyaz cücelerdir. Beyaz cücelerin evrimindeki son aşamayı temsil eder. Siyah cücelerin kütleleri, beyaz cücelerin kütleleri gibi, yukarıdan 1.4 güneş kütlesi ile sınırlıdır.
8. çift ​​yıldız... İkili yıldız, yörüngede dönen kütleçekimsel olarak bağlı iki yıldızdır. ortak merkez kitleler.
9. Yeni yıldız... Parlaklığı aniden 10.000 kat artan yıldızlar. Yeni yıldız, ana dizide bir beyaz cüce ve bir refakatçi yıldızdan oluşan ikili bir sistemdir. Bu tür sistemlerde, yıldızdan gelen gaz yavaş yavaş beyaz cüceye akar ve orada periyodik olarak patlayarak bir parlaklık parlamasına neden olur.
10. Aşan yeni yıldız ... Bir süpernova, evrimini yıkıcı bir patlama sürecinde sonlandıran bir yıldızdır. Bu durumda, parlama, bir nova durumundan birkaç kat daha büyük olabilir. Böylesine güçlü bir patlama, evrimin son aşamasında yıldızda meydana gelen süreçlerin bir sonucudur.
11. nötron yıldızı... Nötron yıldızları (NS), 1.5 güneş kütlesi mertebesinde kütleye ve beyaz cücelerden belirgin şekilde daha küçük, çapları 10-20 km mertebesinde olan yıldız oluşumlarıdır. Esas olarak nötr atom altı parçacıklardan oluşurlar - yerçekimi kuvvetleri tarafından sıkıca sıkıştırılmış nötronlar. Bilim adamlarına göre Galaksimizde 100 milyon ila 1 milyar nötron yıldızı, yani bin sıradan yıldızdan biri civarında bir yerde olabilir.
12. pulsarlar... Pulsarlar, Dünya'ya periyodik patlamalar (impulslar) şeklinde gelen kozmik elektromanyetik radyasyon kaynaklarıdır. Baskın astrofiziksel modele göre, pulsarlar dönen nötron yıldızlarıdır. manyetik alan hangi dönme eksenine eğimlidir. Dünya bu radyasyonun oluşturduğu koniye girdiğinde, yıldızın dönüş periyoduna eşit aralıklarla tekrar eden bir radyasyon darbesi sabitlemek mümkündür. Bazı nötron yıldızları saniyede 600 defa döner.
13. Sefeidler... Sefeidler, adını Delta Cephei yıldızından alan, oldukça doğru bir periyot-parlaklık ilişkisine sahip, titreşen değişken yıldızların bir sınıfıdır. En ünlü Cepheidlerden biri Kuzey Yıldızıdır. Yıldızların ana türlerinin (türlerinin) verilen listesi, kısa açıklama, elbette, Evrendeki tüm olası yıldız çeşitlerini tüketmez.

sarı cüce

çeşitli aşamalarında olmak Evrimsel gelişme, yıldızlar normal yıldızlara, cüce yıldızlara, dev yıldızlara bölünmüştür. Normal yıldızlar ana dizi yıldızlarıdır. Örneğin, Güneşimiz böyledir. Bazen böyle normal yıldızlar denir sarı cüceler.

karakteristik

Bugün kısaca sarı yıldızlar olarak da adlandırılan sarı cücelerden bahsedeceğiz. Sarı cüceler genellikle ortalama kütle, parlaklık ve yüzey sıcaklığına sahip yıldızlardır. Bunlar, Hertzsprung-Russell diyagramında kabaca ortada yer alan ve daha soğuk, daha az kütleli kırmızı cüceleri takip eden ana dizi yıldızlarıdır.

Morgan-Keenan spektral sınıflandırmasına göre, sarı cüceler esas olarak parlaklık sınıfı G'ye karşılık gelir, ancak geçiş varyasyonlarında bazen K sınıfına (turuncu cüceler) veya sarı-beyaz cüceler durumunda F sınıfına karşılık gelirler.

Sarı cücelerin kütlesi genellikle 0,8 ila 1,2 güneş kütlesi aralığındadır. Ayrıca, yüzeylerinin sıcaklığı çoğunlukla 5 ila 6 bin derece Kelvin arasındadır.

Sarı cücelerin en parlak ve en bilinen temsilcisi Güneşimizdir.

Güneş'e ek olarak, Dünya'ya en yakın sarı cüceler arasında şunu da belirtmekte fayda var:

1. Alpha Centauri üçlü sisteminde, Alpha Centauri A'nın parlaklık açısından Güneş'e benzer olduğu ve Alpha Centauri B'nin tipik bir K sınıfı turuncu cüce olduğu iki bileşen. Her iki bileşene olan uzaklık 4 ışıkyılının biraz üzerindedir.
2. Turuncu cüce, parlaklık sınıfı K olan Rahn, diğer adıyla Epsilon Eridani yıldızıdır. Gökbilimciler, Rahn'a olan uzaklığı yaklaşık 10 buçuk ışıkyılı olarak tahmin etmişlerdir.
3. İkili yıldız 61 Cygnus, Dünya'dan sadece 11 ışıkyılı uzaklıkta. 61 Cygnus'un her iki bileşeni de K parlaklık sınıfının tipik turuncu cüceleridir.
4. Dünya'dan yaklaşık 12 ışıkyılı uzaklıkta bulunan güneş benzeri yıldız Tau Ceti, G parlaklık tayfına ve en az 5 ötegezegenden oluşan ilginç bir gezegen sistemine sahiptir.

Eğitim

Sarı cücelerin evrimi oldukça ilginçtir. Sarı cücenin ömrü yaklaşık 10 milyar yıldır.

Çoğu yıldız gibi, hidrojenin esas olarak helyuma dönüştüğü, bağırsaklarında yoğun termonükleer reaksiyonlar meydana gelir. Yıldızın çekirdeğindeki helyumun katılımıyla reaksiyonların başlamasından sonra, hidrojen reaksiyonları giderek daha fazla yüzeye doğru hareket eder. Bu, sarı bir cücenin kırmızı bir deve dönüşmesinin başlangıç ​​noktası olur. Kızıl dev Aldebaran böyle bir dönüşümün sonucu olabilir.

Zamanla, yıldızın yüzeyi yavaş yavaş soğuyacak ve dış katmanlar genişlemeye başlayacaktır. Evrimin son aşamalarında, kırmızı dev gezegenimsi bir bulutsu oluşturan kabuğunu çıkarır ve çekirdeği beyaz bir cüceye dönüşür, bu da daha da büzülür ve soğur.

Gelişiminin orta evresinde olan Güneşimizi de benzer bir gelecek beklemektedir. Yaklaşık 4 milyar yıl içinde, fotosferi genişlerken sadece Dünya ve Mars'ı değil, Jüpiter'i bile yutabilen kırmızı bir dev haline dönüşmeye başlayacak.

Sarı cücenin ömrü ortalama 10 milyar yıldır. Tüm hidrojen kaynağı yandıktan sonra, yıldız birçok kez büyür ve kırmızı bir deve dönüşür. çoğu gezegenimsi bulutsu ve çekirdek küçük, yoğun bir beyaz cüceye dönüşüyor.

Beyaz cüceler

Beyaz cüceler, kırmızı devlerin evriminin ürünü olan, seçilen kütle için Chandrasekhar sınırından daha az olan, büyük bir kütleye (güneş düzenine göre) ve küçük bir yarıçapa (Dünya'nın yarıçapı) sahip yıldızlardır. . İçlerinde termonükleer enerji üretme süreci durdurulur, bu da bu yıldızların özel özelliklerine yol açar. Çeşitli tahminlere göre, galaksimizdeki sayıları toplam yıldız popülasyonunun %3 ila %10'u arasında değişmektedir.

keşif geçmişi

1844'te Alman astronom ve matematikçi Friedrich Bessel, Sirius'u gözlemlerken, yıldızdan küçük bir sapma keşfetti. düz hareket, ve Sirius'un görünmez bir büyük yıldıza sahip olduğu varsayımını yaptı.

Onun varsayımı 1862'de, Amerikalı astronom ve teleskop mühendisi Alvan Graham Clark'ın o sırada en büyük refraktörü ayarlarken Sirius yakınlarında daha sonra Sirius B olarak adlandırılan loş bir yıldız keşfettiği zaman doğrulandı.

Beyaz cüce Sirius B, düşük bir parlaklığa sahiptir ve yerçekimi alanı, parlak yoldaşını oldukça belirgin şekilde etkiler; bu, bu yıldızın önemli bir kütleye sahip son derece küçük bir yarıçapa sahip olduğunu gösterir. Beyaz cüce adı verilen bir nesne türü ilk kez bu şekilde keşfedildi. Bu tür ikinci nesne, Balık takımyıldızında bulunan yıldız Maanena idi.

Beyaz cüceler nasıl oluşur?

Yaşlanan yıldızdaki tüm hidrojen yandıktan sonra, çekirdeği büzülür ve ısınır, bu da dış katmanlarının genişlemesine katkıda bulunur. Yıldızın etkin sıcaklığı düşer ve bir kırmızı deve dönüşür. Yıldızın çekirdeğe çok zayıf bir şekilde bağlı olan seyrek zarfı, uzayda zaman içinde dağılır, komşu gezegenlere akar ve kırmızı devin yerine beyaz cüce adı verilen çok kompakt bir yıldız kalır.

Güneşin sıcaklığını aşan bir sıcaklığa sahip olan beyaz cücelerin neden Güneş'in boyutuna kıyasla küçük olduğu, içlerindeki maddenin yoğunluğunun son derece yüksek olduğu anlaşılana kadar uzun bir süre bir sır olarak kaldı. 5 - 10 9 g / cm 3). Beyaz cüceleri diğer yıldızlardan ayıran standart bir kütle-parlaklık ilişkisi yoktur. Çok büyük miktarda madde, son derece küçük bir hacimde "paketlenir", bu nedenle beyaz cücenin yoğunluğu, suyun yoğunluğunun neredeyse 100 katıdır.

Beyaz cücelerin sıcaklığı, içlerinde termonükleer reaksiyon olmamasına rağmen pratik olarak sabit kalır. Bu nasıl açıklanabilir? Güçlü sıkıştırma nedeniyle, atomların elektron kabukları birbirine girmeye başlar. Bu, çekirdekler arasındaki mesafe en küçük elektron kabuğunun yarıçapına eşit olana kadar devam eder.

İyonlaşma sonucunda elektronlar çekirdeğe göre serbestçe hareket etmeye başlar ve beyaz cücenin içindeki madde fiziksel özellikler metaller için tipik olan. Böyle bir maddede enerji, elektronlar tarafından yıldızın yüzeyine aktarılır, elektronlar daraldıkça hızları giderek artar: bazıları bir milyon derece sıcaklığa karşılık gelen bir hızda hareket eder. Beyaz cücenin yüzeyindeki ve içindeki sıcaklık önemli ölçüde farklılık gösterebilir, bu da yıldızın çapında bir değişikliğe yol açmaz. Burada bir top mermisi ile bir karşılaştırma yapabiliriz - soğudukça hacmi azalmaz.

Beyaz cüce son derece yavaş bir şekilde ölüyor: Yüz milyonlarca yıl boyunca radyasyon yoğunluğu sadece %1 oranında azalıyor. Ama sonunda, trilyonlarca yıl sürebilen bir kara cüceye dönüşerek ortadan kaybolması gerekecek. Beyaz cüceler, Evrendeki benzersiz nesneler olarak adlandırılabilir. Henüz hiç kimse, karasal laboratuvarlarda bulundukları koşulları yeniden üretmeyi başaramadı.

Beyaz cücelerden gelen röntgenler

Kabuklarının fırlatılmasından sonra izotropik yıldız çekirdekleri olan genç beyaz cücelerin yüzey sıcaklıkları çok yüksektir - 2 · 10 5 K'den fazladır, ancak yüzeyden gelen radyasyon nedeniyle oldukça hızlı bir şekilde düşer. Bu tür çok genç beyaz cüceler, X-ışını aralığında gözlemlenir (örneğin, ROSAT uydusu tarafından beyaz cüce HZ 43'ün gözlemleri). X-ışını aralığında, beyaz cücelerin parlaklığı ana dizi yıldızlarının parlaklığını aşıyor: Chandra X-ışını teleskobu tarafından çekilen Sirius görüntülerinin bir gösterimi - üzerlerinde beyaz cüce Sirius B, Sirius A'dan daha parlak görünüyor spektral sınıf Optik aralıkta Sirius B'den ~ 10.000 kat daha parlak olan A1.

En sıcak beyaz cücelerin yüzey sıcaklığı 7 × 10 4 K, en soğuk - 4 × 10 3 K'dan az.

X-ışını aralığında beyaz cüce radyasyonun bir özelliği, ana kaynağın röntgen onlar için onları "normal" yıldızlardan keskin bir şekilde ayıran fotosferdir: ikincisinde, korona X-ışınlarında yayılır, birkaç milyon Kelvin'e ısıtılır ve fotosferin sıcaklığı X-ışınlarının emisyonu için çok düşüktür .

Birikme olmadığında, beyaz cücelerin parlaklık kaynağı, içlerindeki iyonların termal enerji stoğudur, dolayısıyla parlaklıkları yaşa bağlıdır. Beyaz cücelerin soğumasıyla ilgili nicel bir teori 1940'ların sonlarında Profesör Samuel Kaplan tarafından oluşturuldu.

7. Kara cüceler

siyah cüceler- evrimin son aşaması Beyaz cüce görünür aralıkta yaymayı bıraktığında. Şu anda, siyah cüceler beyaz cüceler olarak sınıflandırılıyor, ancak bunun hayatının son aşaması olması şartıyla. ne olduğunu anlamak için siyah cüce, kavramı anlamalısın Beyaz cüce.

Beyaz cüce nedir ve doğası nedir?

Örnek olarak bizim Güneş... Güneş üzerindeki bir termonükleer reaksiyon sırasında, hidrojen helyuma dönüşür, yıldız yavaş yavaş genişler ve ağırlaşır. Zamanla, daha az hidrojen ve daha fazla helyum olduğunda, ikincisinden karbon, oksijen, demir gibi daha ağır elementler sentezlenecektir. Güneş şişecek, dönüşecek kırmızı dev... Dış katmanları, Dünya'nın yörüngesinin çok ötesinde yer alacaktır.

Yıldızın kütlesi kritik hale geldiğinde, bir süpernova olarak patlayacak ve dış katmanları "fırlatacak". Aynı zamanda Güneşimizin kütlesi de bir kara delik oluşturmaya veya bir nötron yıldızı olmaya yetmeyecektir. Patlamadan sonra, Güneş olacak Beyaz cüce.

Kütlenin bir kısmını düşüren yıldız, termonükleer enerji oluşum sürecine devam edemez hale gelir. Şimdi Beyaz cüce yavaş yavaş soğur, yavaş yavaş bir kategoriye dönüşür siyah cüceler... Aynı zamanda, yıldız çok kararlıdır ve çok uzun bir süre bu durumda kalacaktır.

Beyaz cüceler (ve siyah cüceler dahil) kompozisyon, parlaklık, kütle ve diğer parametrelerde farklılık gösterebilir, ancak genel olarak hepsi, kütlesi Güneş'in kütlesi ile karşılaştırılabilir veya biraz daha fazla olan yıldızlardır ve çapları, Güneş'inkinden onlarca kat daha küçüktür. Güneş. Bu tür yıldızların ışığı eskisinden çok daha sönük.

En yakın toprak beyaz cüce van Maanen'in yıldızı Balık takımyıldızında 14,4 ışıkyılı uzaklıkta olan . Ve belki de en ünlü beyaz cüce yıldızdır. Sirius B, yıldızlardan biri olan yıldız sistemi Sirius... yıldız kütlesi Sirius B yaklaşık olarak güneş yıldızına eşit, bu da yıldızı beyaz cüceler arasında en büyük yıldızlardan biri yapar.

Her birimiz bazen gökyüzüne, parıldayan sayısız yıldıza bakarız ve "Kozmos ne saklıyor?" Sorusunu sorarız. Erişemeyeceğimiz bir şeyi hayal etmek çok doğaldır. Belki de bizden uzakta bulunan bir güneş sisteminde başka bir canlı türü, kendi bakış açısından gökyüzünde sadece küçük bir nokta olan Güneşimize bakar ve arkasında ne sırlar olduğunu merak eder.

Tüm girişimlere rağmen, kozmolojinin gizlediği her şeyi asla tam olarak anlayamayacağız, ancak bu, mümkün olduğunca çok şey öğrenme arzumuzu ve çabamızı azaltmıyor. Bu liste on büyüleyici yıldız türü içerir: bazıları zaten iyi bilinmektedir ve bazı bilim adamları hakkında sadece spekülasyon yapmaktadır.

10. Hiperdev

Bu listedeki diğer yıldızlara kıyasla oldukça sıkıcı bir yıldız türü, yalnızca boyutu nedeniyle dahil edildi. Bu canavarların gerçekte ne kadar büyük olduğunu hayal etmek bizim için zor ama büyük yıldız, ünlü bilim bugün (NML Cygni) güneşimizin yarıçapının 1.650 katıdır ve 7.67 astronomik birimdir (1.147.415.668,296 kilometre). Karşılaştırma için, Jüpiter'in yörüngesi güneşimizden 5,23 astronomik birim ve Satürn'ün yörüngesi 9,53 astronomik birimdir. Büyüklükleri nedeniyle çoğu hiperdev, süpernovaya gitmeden önce en iyi ihtimalle birkaç düzine milyon yıldan daha az yaşar. Orion takımyıldızında bulunan hiperdev Betelgeuse, önümüzdeki birkaç yüz bin yıl içinde bir süpernova olmaya hazırlanıyor. Ve bunu yaptığında, bir yıldan fazla bir süre aydan daha parlak parlayacak ve gündüzleri de görünecek.

9. Hiper Hız Yıldızı


Bu listedeki diğer tüm yıldızların aksine, hiper hızlı yıldızlar genellikle uzayda çılgın hızlarda hız yapmaktan başka ayırt edici veya ilginç nitelikleri olmayan sıradan yıldızlardır. Saatte 1,5-3 milyon kilometreden fazla hıza ulaşan hiper hız yıldızları, yıldızlar galaktik merkeze çok yaklaştıkça ortaya çıkar ve bu da yıldızları ultra yüksek hızlarda geri fırlatır. Galaksimizde bilinen tüm hiper hızlı yıldızlar, kozmik hızın iki katından fazla hızla hareket ederler. Sonuç olarak, sonunda galaksiden tamamen uçacaklar ve tüm yaşamları boyunca karanlıkta sürüklenecekler.

8. Sefeidler


Sefeidler veya titreşen değişken yıldızlar, kütlesi güneşimizin kütlesini 5-20 kat aşan yıldızları içerir. Bu yıldızların boyutları düzenli olarak artar ve azalır, bu da titreşimli izlenimi verir. Cepheidler, yoğun çekirdeklerinin içindeki inanılmaz derecede güçlü basınç nedeniyle genişler, ancak genişledikçe basınç düşer ve tekrar küçülürler. Bu genişleme ve daralma döngüsü, yıldız yok olana kadar yaşamları boyunca devam eder.

7. Kara cüce


Bir yıldız nötron olamayacak kadar küçükse veya bir süpernovaya dönüşecek kadar patlarsa, sonunda beyaz bir cüceye dönüşür - tüm yakıtını tüketmiş ve çekirdeğinde artık atomik fisyon bulunmayan inanılmaz derecede yoğun ve sönük bir yıldız. zincirleme tepki... Çoğu zaman, Dünya'nın boyutundan daha büyük olmayan beyaz cüceler, elektromanyetik radyasyonla yavaş yavaş soğurlar. Çok uzun bir süre sonra, beyaz cüceler nihayet ışık ve ısı yaymayı tamamen durdururlar - böylece bilim adamlarının kara cüce dediği ve gözlemci tarafından neredeyse görünmez olan yıldız haline gelirler. Kara cüce durumuna geçiş, birçok yıldız için yıldız evriminin sonu anlamına gelir. Şu anda evrende siyah cücelerin olmadığına inanılıyor, çünkü onların oluşması çok uzun sürüyor. Güneşimiz yaklaşık 14,5 milyar yıl içinde kara cüceye dönüşecek.

6. Kabuk yıldızları


İnsanlar yıldızları düşündüklerinde, uzayda yüzen devasa kavurucu küreler hayal ederler. Aslında, nedeniyle merkezkaç kuvveti, çoğu yıldız kutuplarda hafifçe basık veya düzdür. Çoğu yıldız için bu düzleşme onu görmezden gelecek kadar hafiftir, ancak bazı oranlarda çılgın bir hızla dönen yıldızlarda bu düzleşme o kadar güçlüdür ki onlara bir ragbi topu şeklini verir. Yüksek dönme hızları nedeniyle, bu yıldızlar aynı zamanda ekvatorlarının etrafına büyük miktarda madde fırlatarak etraflarında bir gaz "kabuğu" oluşturarak bir zarf yıldızı oluştururlar. Yukarıdaki görüntüde, düzleştirilmiş yıldız Achernar'ı (Alpha Eridani) çevreleyen beyaz, hafif şeffaf kütle "kabuk"tur.

5. Nötron yıldızı


Bir yıldız bir süpernova olduğunda, genellikle ondan yalnızca bir nötron yıldızı kalır. Nötron yıldızları çok küçük ve çok yoğun (tahmin ettiniz) nötron toplarıdır. Bir atomun çekirdeğinden birçok kez daha yoğun ve bir düzine kilometreden daha küçük olan nötron yıldızları, gerçekten de fiziğin dikkate değer bir ürünüdür.

Nötron yıldızlarının aşırı yoğunluğu nedeniyle, yüzeyleriyle temas eden herhangi bir atom neredeyse anında parçalanır. Tüm nötron olmayan atom altı parçacıklar önce kalıcı kuarklarına bozunur ve sonra nötronlara "reform" olur. Bu sürecin bir sonucu olarak, çok büyük miktarda enerji açığa çıkar, ki bu o kadar fazladır ki, bir nötron yıldızının orta büyüklükteki bir asteroit ile çarpışması sonucunda, bir gama radyasyonu patlaması meydana gelir ve bundan çok daha fazla enerji açığa çıkar. güneşimiz tüm varlığı boyunca üretebilir. Sadece bu nedenle, yakınımızda bulunan herhangi bir nötron yıldızı Güneş Sistemi(birkaç yüz ışıkyılı uzaklıkta), ölümcül radyasyonun serbest bırakılmasıyla Dünya'nın yok edilmesinin çok gerçek bir tehdidini temsil eder.

4. Karanlık enerjinin yıldızı


Özellikle kuantum mekaniği ile ilgili olarak, mevcut kara delikler anlayışımızla ilgili birçok sorun nedeniyle, gözlemlerimizi açıklamak için birçok alternatif teori öne sürülmüştür.

Bu teorilerden biri de karanlık madde yıldızı teorisidir. Büyük bir yıldız çöktüğünde bir kara deliğe değil, uzay-zamana dönüşerek karanlık maddeyi mutasyona uğrattığına dair bir teori var. Kuantum mekaniği nedeniyle, bu yıldızın oldukça benzersiz mülk: Olay ufkunun dışında tüm maddeleri çekmeli, içeride ise olay ufkunun dışında tüm maddeleri reddedecektir. Teoride bu, karanlık maddenin, tıpkı bir mıknatısın aynı kutuplarının birbirini itmesi gibi, kendisine yaklaşan her şeyi iten bir "negatif" yerçekimi kuvvetine sahip olması nedeniyle olur.

Ayrıca bu teoriye göre, bir elektron karanlık enerjili bir yıldızın olay ufkundan geçer geçmez anti-elektron olarak da bilinen bir pozitrona dönüşür ve atılır. Bu antiparçacık normal bir elektronla çarpıştığında, küçük bir enerji patlaması üreterek birbirlerini iptal ederler. Bu sürecin, büyük ölçekte, galaksilerin merkezinden fırlatılan büyük miktardaki radyasyonu açıklayabildiğine inanılıyor - tam olarak nerede alternatif teoriler ve kara delikler bulunur.

Çoğunlukla, bir karanlık enerji yıldızını, maddeyi fırlatan ve tekilliği olmayan bir kara delik olarak hayal etmek en kolayıdır.

3. Demir Yıldız


Yıldızlar, daha hafif elementlerin daha ağır elementler oluşturmak için birleştiği bir süreç olan nükleer füzyon yoluyla daha ağır elementler yaratır. Bu işlem sonucunda enerji açığa çıkar. Element ne kadar ağır olursa, birleştiğinde o kadar az enerji açığa çıkar. Elementleri yıldızlara dönüştürmenin tipik bir yolu şu şekilde kabul edilir: hidrojen helyuma, sonra helyum karbona, karbon oksijene, oksijenden neona, neondan silikona ve daha sonra - nihayetinde - silikondan demire dönüştürülür. Demiri sentezlemek açığa çıkandan daha fazla enerji gerektirir, bu nedenle demir herhangi bir kararlı nükleer füzyon reaksiyonunun son adımıdır. Çoğu yıldız karbonu sentezlemeye başlamadan önce ölür, ancak bu aşamaya veya bir sonraki aşamaya ulaşanlar genellikle kısa süre sonra süpernovaya patlarlar.

Tamamen demirden oluşan, ancak yine de paradoksal bir enerji salınımını sürdüren bir demir yıldız. Ama ne şekilde? Tünel efektini kullanma. Tünel etkisi, bir parçacığın normal şartlar altında üstesinden gelemeyeceği bir engeli aşması olayıdır. Örneğin: Bir duvara bir top atarsanız, genellikle ona çarpar ve seker. Ancak, göre Kuantum mekaniği, topun duvardan uçup duvarın arkasındaki kişiye çarpması için küçük bir şans var.

Bu kuantum tünellemenin bir örneğidir. Tabii ki, böyle bir durumun olasılığı sonsuz derecede küçüktür, ancak atomik düzeyde bu oldukça sık olur - özellikle yıldızlar gibi büyük nesnelerde. Genellikle demiri sentezlemek için çok sayıda enerji, içinde sentezi engelleyen belirli bir engel olduğundan - bu, demirin verdiğinden daha fazla enerji emdiği anlamına gelir. Tünel etkisi ile demir, enerjiyi emmeden sentezlenebilir. Anlamayı kolaylaştırmak için, birbirine doğru yuvarlanan iki küçük top hayal edin ve çarpıştıklarında aniden bir oluyorlar. Genellikle böyle bir birleşme muazzam enerji ancak tünelleme hiç enerji olmadan üretilmesine izin verir.

Tünel etkisi yoluyla demir sentezi çok nadir görülen bir fenomendir, bu nedenle bir demir yıldızının sürekli olarak nükleer füzyon reaksiyonuna girmesi için inanılmaz derecede büyük bir kütleye sahip olması gerekir. Bu nedenle ve demir Evrende oldukça nadir bulunan bir element olduğundan, ilk demir yıldızının ortaya çıkmasından önce (10 üzeri 1503 güç) 1 kentilyon yıl geçeceğine inanılmaktadır.

2. Yarı Yıldız


"Parıltı, pırıltı, yarı yıldız!
Uzak mısınız, yakın mısınız?
Diğerlerinden çok farklı
Onları ışıkla kör ediyorsun.
Parıltı, pırıltı, yarı yıldız!
Düşüncelerimde hep seninleyim"
Georgy Antonovich Gamov, "Kvazar", 1964.

Hiperdevler - yıldızların en büyüğü, genellikle kütlesi on kat olan kara deliklere dönüşür daha fazla kütle güneşimiz. Doğal olarak şu soru ortaya çıkıyor: Galaksilerin merkezinde bir milyar yıldız kütlesine sahip süper kütleli kara delikler nerede görünebilir? Hiçbir sıradan yıldız böyle bir canavarı doğuracak kadar büyük olamaz! Elbette kara deliklerin yavaş yavaş büyüdüğü, maddeyi emdiği düşünülebilir, ancak yaygın inanışın aksine bu çok yavaş bir süreçtir. Dahası, çoğu süper kütleli karadelik, evrenimizin yaşamının ilk birkaç milyar yılında oluştu; bu, herhangi bir sıradan kara deliğin, bugün görülebilen canavarlara dönüşmesi için yeterli zaman vermeyecekti. Bir teoriye göre, mevcut hiperdevlerden daha büyük olan ve helyum ve hidrojenden oluşan üçüncü neslin ilk yıldızları hızla yok oldu ve daha sonra tek bir süper kütleli karadelikle birleşen devasa kara delikler yarattı. Daha olası bir başka teoriye göre, süper kütleli kara delikler yarı yıldızların "çocukları" dır. İlk milyar yılda, evrende devasa helyum ve hidrojen bulutları hareket ediyordu. Bu bulutlarda bulunan madde yeterince hızlı sıkıştırılırsa, büyük yıldız merkezinde küçük bir kara delik olan - bir yarı yıldız, bir milyar yıldızın parlaklığı. Tipik olarak, böyle bir senaryo, bir süpernova oluşumuna yol açar, ardından yıldızın "kabuğu" ve çevresindeki madde, çevreleyen alana patlar. Ancak, yıldızı çevreleyen madde bulutu yeterince büyük ve yoğunsa, madde patlamadan kurtulacak ve kara delik tarafından emilmeye başlayacaktır. Maddenin büyük bir miktarı tarafından "Fed" Kara delik kısa sürede çok büyük boyutlara ulaşacaktır. Örnek olarak, kartonla çevrili küçük bir bombanız olduğunu hayal edin. Bomba bir süpernova gibi patlarsa karton uçup gidecek ve patlamanın oluşturduğu kara delik maddeyi ememeyecekti. Ancak karton yerine kalın bir beton tabakası olsaydı, patlama daha sonra bir kara delik tarafından yutulabilecek duvarı hareket ettiremezdi.

1. Bozonik yıldız


Evrende iki tür parçacık vardır: bozonlar ve fermiyonlar. İkisi arasındaki en basit fark, fermiyonların yarı tamsayılı spinli parçacıklar olması, bozonik parçacıkların ise tamsayılı spinli olmasıdır. Elektronlar, nötronlar ve kuarklar gibi tüm temel ve bileşik parçacıklar fermiyonlar, bozonlar ise fotonlar ve gluonlardır. Fermiyonlardan farklı olarak, iki veya daha fazla bozon aynı yerde olabilir.

Anlamayı kolaylaştırmak için: fermiyonlar binalardır ve bozonlar hayaletlerdir. Bir yerde bir bina olabilir, çünkü aynı yerde iki bina inşa etmek imkansızdır, ancak binlerce hayalet aynı yerde veya binada olabilir, çünkü bunlar somut değildir (bozonların aslında kütlesi vardır, bu sadece bir örnektir) ). Bir yerdeki bozonların sayısı sınırsızdır. Bilinen tüm yıldızlar fermiyonlardan oluşur, ancak belirli bir kütleye sahip kararlı bozonlar varsa, varsayımsal olarak bozonik yıldızlar da olabilir.

Yerçekiminin kütleye bağlı olduğunu göz önünde bulundurarak, uzayda bir noktada bu türden sonsuz sayıda parçacığın bir arada var olabileceği bir parçacık türü varsa ne olabileceğini hayal edin. Örneğimize dönersek - her hayaletin bir miktar, hatta küçük bir kütlesi olduğunu ve şimdi bir noktaya milyarlarca hayalet yerleştirdiğini hayal edin - devasa kütlesi olan diğer nesneleri çekecek olan büyük bir kütleye sahip bir nokta elde edersiniz. yer çekimi gücü... Böylece, bozonik yıldızlar, uzayda sonsuz küçük bir noktada yoğunlaşmış sonsuz kütleye sahip olabilir. Teorilere göre, eğer varsa, bozonik yıldızlar galaksilerin merkezlerinde bulunur.