Что изменилось
в Сирии за год

Инфографика
Виктория Волошина
о новых идеях сэкономить
на стариках

Карлик дышит кислородом

Обнаружены белые карлики с кислородной атмосферой

София Нескучная 13.11.2009, 10:35
NASA

Астрофизики обнаружили необычные звезды — сопоставимые по размеру с Землей белые карлики с кислородной атмосферой. Скорее всего, «малютки» — потомки одних из самых крупных звезд во Вселенной.

Эволюция звезд — уникальная область науки. Наблюдая спектральные характеристики небесного тела, ученые могут не только определить его состав, но и рассказать о его прошлом и, возможно, будущем. Так, в январе 1862 года астроном Альван Грэхэм Кларк, юстируя 18-дюймовый рефрактор, самый большой на то время телескоп в мире, обнаружил в непосредственной близости от Сириуса тусклую звёздочку, которая оказалась белым карликом — потомком звезды-гиганта, в которой за миллиарды лет в результате термоядерного синтеза «выгорел» не только весь водород, но и весь образовавшийся при этом гелий. С тех пор отрыто множество белых карликов: по разным оценкам, они составляют 3–10% звездного населения нашей Галактики. Однако эти объекты изучены еще далеко не полностью.

Американские астрофизики обнаружили два очень интересных небесных тела: по размеру они сопоставимы с Землей и обладают атмосферой, в которой содержится значительное количество кислорода.

Но любителей поисков внеземных цивилизаций ждет жестокое разочарование: это отнюдь не планеты-дома. Это необычные «белые карлики», потомки сгоревших звезд.

Белые карлики SDSS 0922+2928 и SDSS 1102+2054 находятся в 400 и 220 световых годах пути от Земли соответственно. Оба они когда-то были крупными звездами и находятся на финише «звездной эволюции»: в них нет ни грамма топлива для ядерных реакций.

Цифровая фотография карлика SDSS1102+2054//The Sloan Digital Sky Survey
Цифровая фотография карлика SDSS1102+2054//The Sloan Digital Sky Survey

Теоретические модели предполагают, что крупные звезды (в 7–10 раз тяжелее нашего Солнца) в какой-то момент «съедают» весь водород, гелий и углерод своей массы и заканчивают свою жизнь как белые карлики с богатым кислородом ядром. Белые карлики – сверхплотные и, соответственно, сверхтяжелые для своего размера звезды. Плотность вещества белого карлика составляет 105--109 г/см3 (для сравнения, плотность Солнца составляет 1,4 г/см3). Если бы космонавт мог спуститься на белый карлик и набрать ведерко его вещества, он держал бы в одной руке не меньше 10 000 тонн. При другом развитии событий образуется сверхновая звезда, которая преобразуется в нейтронную звезду. Экспериментальное обнаружение белых карликов, богатых кислородом, является важным подтверждением первой модели.

К сожалению, почти все белые карлики находятся в «конвертах» из водорода и гелия. Их масса очень мала, но они сильно экранируют звезду, не давая возможности наблюдать ее напрямую. Если бы этот «конверт» можно было снять, астрофизики смогли бы зарегистрировать большое количества кислорода в спектре, полученном с поверхности белого карлика.

Однако два обнаруженных карлика отличаются от обычных: в них оказалось весьма просто обнаружить кислородно-неоновое ядро и даже кислород на поверхности тела. Авторы исследования полагают, что их прародителями были очень массивные звезды.

Большая часть теоретических моделей образования белых карликов предполагает, что кислородно-неоновое ядро покрыто достаточно толстым слоем углерода. Он изолирует ядро и препятствует диффузии заметных количеств кислорода на поверхность. Однако расчеты показывают, что толщина этого слоя тем меньше, чем ближе к пределу массы была звезда-прародитель белого карлика.

Если эта теория верна, то карлики SDSS 0922+2928 и SDSS 1102+2054 с кислородной атмосферой произошли от одних из самых больших звезд во Вселенной.

К сожалению, имеющиеся сейчас данные не позволяют ни измерить массу обнаруженных белых карликов, ни точно подсчитать массу их звезд-предшественников.