Белый карлик — это то, во что превращаются звезды похожие на Солнце, когда у них заканчивается ядерное топливо. Это последняя стадия эволюции желтых и красных карликов.
Белый карлик – это все, что остается от звезды, чьей массы, по сути, не хватает для превращения в нейтронную звезду.
Как образуются белые карлики
Звезды, подобные нашему Солнцу, живут за счет преобразования в своих ядрах водорода в гелий. В результате этого процесса внутри звезды образуется избыточное тепло и давление. Поскольку звезда обладает большой массой ее мощная гравитация компенсирует это внутреннее давление стараясь сжать звезду как можно сильнее. И когда водород, используемый в качестве топлива, заканчивается гравитация берет верх и заставляет звезду сжиматься.
По мере того как звезда уплотняется, она нагревается еще сильнее, сжигая последний водород и заставляя внешние слои расширяться наружу. И в результате на месте желтого карлика появляется огромный красный гигант. Считается, что, когда Солнце превратится в такого гиганта оно достигнет орбиты Земли.
Учитывая размеры красного гиганта его тепло быстро улетучивается в космос, понижая температуру поверхности до относительно низких показателей. Но ядро внутри по-прежнему раскаленное и синтезирует из гелия углерод.
Примерно через миллиард лет, когда гелия в ядре уже нет, а преобразовать углерод в неон не хватает температуры, красный гигант сбрасывает внешние раздутые слои, создавая красивую планетарную туманность. А оставшееся горячее яркое ядро – это и есть наш белый карлик, состоящий в основном из углерода и кислорода.
Типичный белый карлик – это тело, массивнее Солнца, но размером чуть больше Земли. Плотность такого тела в 200 000 раз превышает плотность нашей планеты, что делает его одним из самых плотных скоплений материи, уступая место только нейтронным звездам.
Во что превращаются белые карлики?
Предполагается, что после полного остывания белый карлик должен превращаться в черный карлик потому, что черный карлик — это полный антипод белому карлику. И если белый карлик – это горячий светящийся объект, то черный карлик – это холодное, темное, безжизненное небесное тело. И хотя на данный момент таковых в космосе не наблюдается, ученые уверены, что это явление временное.
Дело в том, что белый карлик остывает медленно, очень медленно. Для полного остывания ему требуется от 10 до 13 миллиардов лет, а Вселенная существует, как мы знаем, чуть больше 13,7 миллиардов лет. Поэтому черные карлики попросту еще не появились, но появятся обязательно в будущем.
Что внутри у белого карлика?
Поскольку внутри белого карлика не происходит никаких термоядерных процессов, расширяющих его изнутри, сопротивляться гравитации он не в состоянии. Поэтому гравитация сжимает белый карлик внутрь, разрушая все электронные оболочки его атомов и превращая вещество звезды в электронно-ядерную плазму, в так называемый – вырожденный электронный газ.
Гравитация заставляет электроны белого карлика двигаться туда, куда они попадать, по идее, не должны. И как только это происходит, вещество у звезды вырождается, влияние гравитации останавливается, а свободного места в веществе больше нет.
Атмосфера белого карлика
Поскольку белый карлик обладает высокой поверхностной гравитацией особый интерес вызывает его атмосфера. Во-первых, она очень плотная. Во-вторых, она состоит из остатков невырожденной материи. В-третьих, она очень тонкая. Если экстраполировать ее толщину на Землю, то верхняя часть атмосферы будет заканчиваться ниже вершин наших небоскребов.
И еще один интересный факт. Ученые выдвигают гипотезу, что под атмосферой многих белых карликов находится кора толщиной 50 км. В нижней части этой коры находится кристаллическая решетка атомов углерода и кислорода. А мы знаем, что алмаз – это кристаллизованный углерод, то можно провести аналогию между холодным углеродно-кислородным белым карликом и алмазом. Т.е. вся кора белого карлика – это сплошные залежи алмазов.
