Fekete törpe

A fekete törpék olyan fehér törpék  , amelyek lehűlnek, és ennek következtében nem (vagy gyengén sugároznak) a látható tartományban . A fehér törpék evolúciójának utolsó szakaszát jelentik akkréció hiányában .

A „fekete törpe” elnevezést alkalmazták a feltételezett későn lehűlt barna  törpékre is – olyan csillag alatti objektumokra, amelyek nem rendelkeznek elegendő tömeggel (körülbelül 0,08 M ​​☉ -nál ) a magfúziós reakciókhoz [1] [2] [3] [4 ] .

A fekete törpéket nem szabad összetéveszteni a fekete lyukakkal vagy a fekete csillagokkal .

Jelenleg a csillagászati ​​irodalomban a "fekete törpe" kifejezést általában nem használják, mivel a fehér törpék hosszú hűtési folyamata miatt gyakorlatilag nem találhatók meg. Az ismert objektumok, amelyek fekete törpék közé sorolhatók, még mindig elég forrók ahhoz, hogy az ilyen objektumokat fehér törpéknek (WD) nevezzük.

A fekete törpék tömegét, akárcsak a fehér törpék tömegét, felülről a Chandrasekhar-határ korlátozza , az alsó tömeghatárt pedig a fő sorozatba tartozó csillagok fehér törpévé való fejlődésének sebessége és az ezt követő lehűlés sebessége határozza meg. A fekete törpék, akárcsak a masszív barna törpék , hidrosztatikus egyensúlyi állapotban vannak, amelyet a belsejében lévő degenerált elektrongáz nyomása tart fenn.

További evolúció

A fehér törpék lehűlésének modern modelljei (2006) azt jósolják, hogy az első csillaggeneráció (életkora ≈13 milliárd éves) evolúciója során kialakult fehér törpék fotoszféra hőmérséklete ≈3200 K , fényessége pedig ≈16 abszolút csillag . magnitúdók , akkor nagyon halvány objektumoknak kell lenniük. A sötét tömeg egyik jelölt komponensének tekintik őket , amely a galaktikus halo ( MACHO ) hatalmas, kompakt objektumainak része [5] . Az ilyen "lehűtött" objektumok egyik példája a WD 0346+246 fehér törpe , amelynek felületi hőmérséklete 3900 K [6] . A becslések szerint 11 és 12 milliárd év közöttiek [7] . Számítások szerint körülbelül 10 15 év kell ahhoz, hogy egy fehér törpe lehűljön 5 K hőmérsékletre [8] .

Ha vannak gyengén kölcsönható, masszív sötét anyag részecskék ( WIMP ), lehetséges, hogy a fekete törpék lehűlésének utolsó szakaszában ( 10-15 év elteltével ) a gravitációs befogás és a sötét anyag megsemmisülésének folyamata fontos szerepet fog játszani . További energiaforrás hiányában a fekete törpék hidegebbé és halványabbá válnának, amíg hőmérsékletük el nem éri az univerzum háttérhőmérsékletét. A sötét anyag megsemmisítéséből kinyerhető energiának köszönhetően azonban a fehér törpék nagyon hosszú ideig képesek további energiát sugározni. Egy fekete törpe teljes sugárzási teljesítménye a sötét anyag megsemmisítésének folyamata miatt körülbelül 10 15 W. És bár ez a jelentéktelen teljesítmény mintegy százmilliárdszor (10 11 ) gyengébb, mint a napsugárzási teljesítmény, a jövő szinte kihűlt fekete törpéiben ez az energiatermelő mechanizmus lesz a fő. Az ilyen energiatermelés mindaddig folytatódik, amíg a galaktikus halo érintetlen marad, azaz 10 20 ... 10 25 évig [9] [10] . Ezután a sötét anyag megsemmisülése fokozatosan leáll, és teljesen lehűlnek és kikristályosodnak. A fekete törpék további jövője és végső állapota attól függ, hogy a proton stabil-e vagy sem .

Ha a proton lebomlik, akkor a fekete törpék 10 32 -10 49 év alatt elpárolognak [11] .

Ha a proton nem bomlik, akkor a sorsuk érdekesebb:

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ R. F. Jameson, M. R. Sherrington, A. B. Giles. Sikertelen keresés fekete törpék után, mint közeli csillagok kísérői  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. - 1983-11-01. - T. 205 , sz. 1 . — 39P–41P o . — ISSN 1365-2966 0035-8711, 1365-2966 . - doi : 10.1093/mnras/205.1.39p .
  2. ↑ Shiv S. Kumar. Tanulmány a degenerációról nagyon könnyű csillagokban.  (angol)  // The Astronomical Journal. - 1962. - 1. évf. 67 . - 579. o . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/108658 .
  3. ↑ David, drágám. barna törpe  . www.daviddarling.info _ Az asztrobiológia, csillagászat és űrrepülés enciklopédiája. (2007. május 24.). Hozzáférés időpontja: 2020. október 9.
  4. ↑ Jill Tarter. A barna nem szín: A „barna törpe” kifejezés bevezetése  // A barna törpök  50 éve: az előrejelzéstől a felfedezésig a kutatás élvonaláig / Viki Joergens. - Cham: Springer International Publishing, 2014. - P. 19–24 . - ISBN 978-3-319-01162-2 . - doi : 10.1007/978-3-319-01162-2_3 .
  5. ↑ Harvey B. Richer . Fehér törpék a galaktikus halóban. CFHT Tájékoztató 37. szám, 97II . félév (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2007. szeptember 2. Az eredetiből archiválva : 2011. október 24.. 
  6. ↑ N.C. Hambly, SJ Smart, ST Hodgkin . WD 0346+246: nagyon alacsony fényerejű, hűvös degenerált Taurusban. The Astrophysical Journal, 489:L157-L160, 1997. november 10.
  7. ↑ 12 milliárd éves fehér törpe csillagok, csak 100  fényévnyire . www.spacedaily.com . Oklahomai Egyetem (2012. április 16.). Hozzáférés időpontja: 2020. október 9.
  8. ↑ Barrow, John D., 1952-. Az antropikus kozmológiai elv . - Oxford [Anglia]: Oxford University Press, 1996. - 1 online forrás (xx, 706 oldal) p. - ISBN 0-585-23888-X , 978-0-585-23888-3.
  9. ↑ Fred C. Adams; Gregory Laughlin. A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects  // Reviews of Modern Physics  : Journal  . - 1997. - április ( 69. évf. , 2. sz.). - P. 337-372 . - doi : 10.1103/RevModPhys.69.337 . - Iránykód . — arXiv : astro-ph/9701131 .
  10. ↑ 3. fejezet: A bomlás kora. 15 < η < 39. "Az Univerzum öt kora" | Adams Fred | Nevető Greg
  11. ↑ 1 2 3 M. E. Caplan. Fekete törpe szupernóva a távoli jövőben  // A Royal Astronomical Society havi közleményei. — 2020-10-01. - T. 497 , sz. 4 . — S. 4357–4362 . — ISSN 1365-2966 0035-8711, 1365-2966 . - doi : 10.1093/mnras/staa2262 .
  12. ↑ Rev. Mod. Phys. 51, 447 (1979) - Végtelen idő: fizika és biológia egy nyitott univerzumban

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák