gov-civil-vilareal.ptMazs, bet varens: astronomi atrod mazāko, bet masīvāko balto punduri, kāds jebkad ir redzēts
>Astronomi ir atraduši sīku, bet varenu mirušu zvaigzni, balts punduris, kurš ir gan mazākais, gan masīvākais, kāds jebkad ir redzēts . Tas arī strauji griežas, iesaiņo sienu magnētisko lauku un galu galā var sabrukt vēl mazākā un blīvākā neitronu zvaigznē.
ak, vietas, kurp dosies rezervēt
Nopietni, šim dīvainajam sīkumam ir viss.
Balts punduris ir tas, kas paliek pāri pēc tādas zvaigznes kā Saule nāves . Šobrīd Saule ar prieku saplūst ūdeņradi hēlijā savā kodolā, nodrošinot to ar mūsu saņemto enerģiju, kā arī spiedienu, kas nepieciešams, lai atbalstītu aptuveni oktiljonus materiālu ārējos slāņos, nospiežot kodolu.
Kad ūdeņraža degviela beidzas, notiek sarežģīta notikumu virkne. Daži soļi šajā ceļā ir tādi, ka tagad viss hēlija kodols sāk saplūst, lai kļūtu par oglekli un skābekli, bet ārējie slāņi uzbriest un sāk izpūsties blīvā daļiņu vējā. Galu galā kodols tiek pakļauts kosmosam. Karsts un īpaši blīvs, mēs šo objektu saucam par a baltais punduris . Kad tas ir izveidojies, tas parasti tikai sēž kosmosā, ar laiku lēnām atdziest.
Habla attēls ar vienu no Saulei tuvākajām binārajām zvaigznēm: Sīriuss A (centrā) un tā pavadonis baltais punduris B (apakšējā kreisajā pusē); A ir aptuveni 10 000 reižu gaišāks. Kredīts: NASA, ESA, H. Bonds (STScI) un M. Barstow (Lesteras Universitāte)
Tipisks baltais punduris ir aptuveni puse no Saules masas, bet visa šī viela ar savu gravitāciju tiek saspiesta blīvā bumbiņā, kas ir tikai aptuveni Zemes izmēra. Tas ir blīvs. Tik blīvs, ka kvantu mehānika paceļ savu dīvaino galvu: to aiztur tas, ko sauc elektronu deģenerācijas spiediens , dīvains matērijas stāvoklis, kad elektroni atvaira viens otru ar milzīgu dedzību, daudz spēcīgāk nekā parastie “līdzīgie lādiņi”. Šis spiediens ir tas, kas notur balto punduri pret savu smieklīgi spēcīgo gravitāciju.
Bet tas arī nozīmē, ka, pievienojot masu baltajam pundurim, tas kļūst mazāks . Parasti, kad kaut kam pievienojat masu (domājiet, ka divas māla bumbiņas, kuras jūs saputojat kopā), tā kļūst lielāka. Bet ar deģenerācijas spiedienu notiek pretējais.
Un tas mūs noved pie baltā pundura ZTF J190132.9+145808.7.
Astronomu komanda to atklāja debesu aptaujā, kas veikta, izmantojot Zwicky Transient Facility (tātad ZTF savā nosaukumā), kas meklē objektus, kas pārvietojas vai maina spilgtumu. Zvaigzne bija neparasta: tai bija nepāra krāsa baltam pundurim, īpaši tā, kas saistīta ar neparasti lielas masas baltiem rūķiem.
Viņi sekoja novērojumiem ZTF J190132.9+145808.7 (sauksim to īsumā par J1901) 5 metru teleskopā Palomaras observatorijā un atklāja, ka baltais punduris ir mainīgs, strauji mainot spilgtumu. Un es domāju ātri: tas kļuva gaišāks un blāvāks 6,94 minūšu laikā. Jā, minūtes. Tas norāda uz tā rotācijas ātrumu, kas pats par sevi ir pārsteidzošs: objekts, kas šķērso tūkstošiem kilometru, griežas mazāk nekā 7 minūtēs!
Gaijas novērojumi norādīja uz 134 gaismas gadu attālumu no Zemes, kas ir diezgan tuvu, kā arī to, ka tas kvēlo karsti aptuveni 46 000 ° C temperatūrā - astoņas reizes karstāks nekā Saule. Pēc visiem šiem mērījumiem astronomi varētu atrast J1901 izmēru, un šeit lietas kļūst patiešām dīvainas: tas ir niecīgs, nedaudz zem 4300 kilometru plats, mazākais baltais punduris, kāds jebkad ir redzēts.
Mākslas darbs, kurā redzams baltais punduris ZTF J190132.9+145808.7, mazākais, kāds jebkad ir atrasts, salīdzinot ar Mēnesi. Kredīts: Džuzepe Parisi
Tas ir trešdaļa Zemes lieluma, tikai nedaudz lielāks par Mēnesi! Mazs, pat baltam pundurim. Īpaši vienam. Atcerieties, ka lielāka masa nozīmē mazāku zvaigzni, tāpēc šai ir jābūt masīvai. Patiesībā viņi aprēķina, ka tā ir aptuveni 1,35 reizes lielāka par Saules masu.
Un tieši šeit tas kļūst pārsteidzošs. Tas padara to par masīvāko zināmo balto punduri un patiesībā gandrīz par masīvāko balto punduri kādreiz var būt .
Ja baltais punduris sasniedz aptuveni 1,44 reizes lielāku Saules masu, pat elektronu deģenerācijas spiediens to nespēj noturēt. Tas sabrūk zem savas smaguma. Tajā brīdī tā vai nu kļūst par vēl blīvāku un biedējošāku neitronu zvaigzni , vai arī tas eksplodē: Detonē, saplīstot, radot supernovu.
J1901 ir vistuvāk kādreiz redzētajai robežai.
Komanda domā, ka J1901 sākās kā divi zvaigznes, piemēram, Saule, binārā orbītā ap otru. Galu galā viņi abi kļuva par sarkanajiem milžiem, nomira un atstāja aiz sevis balto punduru līķus, katrs ar varbūt 2/3 no Saules masas. Miljardiem gadu viņi saplūda kopā un saplūda (iespējams, pirms mazāk nekā 100 miljoniem gadu, ņemot vērā augsto temperatūru), veidojot šo īpaši masīvo, bet mazāk eksplodējošo balto punduri.
Tas izskaidro arī dažas citas tā īpašības. Ātrajai griešanai ir jēga, jo diviem objektiem, kas vērpjas tuvāk, ir liels leņķiskais impulss, kas nozīmē, ka pēdējam sapludinātajam objektam vajadzētu griezties strauji - lielākajai daļai balto punduru ir daudzu stundu griešanās periods, tāpēc šis ir diezgan ātrs.
Viņi arī izmērīja J1901 sīvu magnētisko lauku, kas aptuveni miljardu reižu pārsniedz Zemes magnētiskā lauka stiprumu. Teorētiskie modeļi rāda, ka divu balto punduru saplūšana var radīt milzīgu magnētismu, tāpēc arī tas der.
Viņi savā darbā atzīmē, ka, zvaigznei novecojot, kodolreakciju sērija tās kodolā var izraisīt nātrija un magnija absorbējošo elektronu izotopus. Lieta ir tāda, ka šie elektroni ir nepieciešami, lai atbalstītu zvaigzni. Ja elektroni tiek absorbēti, zvaigzne samazināsies vēl vairāk. Ja tas sarūk pārāk daudz, tas var radīt pietiekami lielu spiedienu, lai sabruktu, jebkurā gadījumā kļūstot par neitronu zvaigzni.
Tas var arī eksplodēt atkarībā no īpašām īpašībām, kuras ir grūti noteikt. Pašreizējā attālumā tas būtu slikti - supernovas ir ļoti enerģiskas -, bet labās ziņas ir pat tad, ja tas notiek (un tas, visticamāk, ir maz ticams), tas nenotiks miljardiem gadu, un tikmēr J1901 kustība ap galaktiku nes to tālu no mums.
Šis atklājums ir svarīgs daudzu iemeslu dēļ. 95% no visām zvaigznēm galu galā kļūst par baltajiem punduriem, un puse no tām atrodas binārajās sistēmās, tāpēc mums vajadzētu sagaidīt, ka redzēsim daudz balto punduru, līdzīgu J1901. Par to liecina arī tās tuvums mums; ja tie būtu reti, jūs varētu sagaidīt, ka tuvākais galaktikā atrodas desmitiem tūkstošu gaismas gadu attālumā, nevis blakus, 134 gaismas gadu attālumā. Tātad tas ir labs piemērs tam, kam jābūt kopīgam objektam, bet ļoti maz no tiem ir rūpīgi pētīti. Ir zināmi vēl daži mazi un masīvi balti punduri, bet J910 ir lieluma rekordists.
Arī binārie baltie punduri var radīt supernovas, un tie savukārt mums daudz stāsta par Visuma uzvedību kopumā, tāpēc tas ir forši.
Aptuveni 400 000 balto punduru mūsu galaktikā ir katalogizēti, bet tādiem vajadzētu būt miljardiem vairāk. Dīvaini ir neizbēgami tik lielā izlases lielumā. Kādi citi pārsteidzošie vēl nav atklāti? Un ko mēs uzzināsim par šo dīvaino kosmosu, kurā mēs dzīvojam, kad viņi tiks atrasti?
