De la stele la pitici albi: Saga unei stele asemănătoare Soarelui

Piticii albi sunt obiecte curioase. Sunt mici și nu sunt foarte masive (de unde și partea „pitică” a numelor lor) și radiază în principal lumină albă. Astronomii se referă, de asemenea, la aceștia drept „pitici degenerați”, deoarece sunt cu adevărat rămășițe ale miezurilor stelare care conțin o materie „degenerată” foarte densă.

Multe stele se transformă în pitici albe ca parte a „bătrâneții lor”. Cei mai mulți dintre ei au început ca niște stele asemănătoare cu propriul nostru Soare. Pare destul de ciudat că Soarele nostru s-ar transforma cumva într-o mini-stea ciudată, în scădere, dar se va întâmpla miliarde de ani de acum încolo. Astronomii au văzut aceste mici ciudate obiecte în jurul galaxiei. Ei chiar știu ce se va întâmpla cu ei, pe măsură ce se răcesc: vor deveni pitici negri.

Pentru a înțelege piticele albe și modul în care se formează, este important să cunoaștem ciclurile de viață ale stelelor. Povestea generală este destul de simplă. Aceste bile uriașe de apariție a gazelor supraîncălzite se formează în nori de gaz și strălucesc prin energia fuziunii nucleare. Se schimbă de-a lungul vieții, trecând prin diferite etape foarte interesante. Își petrec cea mai mare parte a vieții convertind hidrogenul în heliu și producând căldură și lumină. Astronomii grafică aceste stele într-un grafic numit secvență principală, care arată în ce fază se află în evoluția lor.

Odată ce stelele vor ajunge la o anumită vârstă, ele trec la noi faze ale existenței. În cele din urmă, mor într-un mod oarecare și lasă în urmă piese de dovezi fascinante despre ei înșiși. Sunt cateva într-adevăr exotic obiecte cu adevărat masive stele evoluează pentru a deveni, cum ar fi găuri negre și stele neutronice. Alții își încheie viața ca un alt tip de obiect numit pitic alb.

Cum devine o stea un pitic alb? Calea sa evolutivă depinde de masa sa. O stea cu masă înaltă - una cu opt sau mai multe ori masa Soarelui în timpul când este pe secvența principală - va exploda ca supernovă și creați o stea de neutroni sau o gaură neagră. Soarele nostru nu este o stea masivă, așa că și stelele foarte asemănătoare cu el, devin pitici albe, iar asta include Soarele, stele mai mici decât Soarele și altele care sunt undeva între masa Soarelui și cea a supergigante.

Stelele cu masă scăzută (cele cu aproximativ jumătate din masa Soarelui) sunt atât de ușoare încât temperaturile de bază ale acestora nu ajung niciodată suficient de fierbinte pentru a fuziona heliu în carbon și oxigen (următorul pas după fuziunea hidrogenului). Odată ce combustibilul cu hidrogen al unei stele cu masă mică scade, miezul său nu poate rezista la greutatea straturilor de deasupra ei și se prăbușește în interior. Ceea ce a mai rămas din stea se va comprima apoi într-o pitică albă de heliu - obiect format în principal din nuclee de heliu-4

Cât timp supraviețuiește orice stea este direct proporțională cu masa sa. Stelele cu masă scăzută care devin stele pitice albe cu heliu ar dura mai mult decât vârsta univers pentru a ajunge la starea lor finală. Se răcesc foarte, foarte încet. Prin urmare, nimeni nu a văzut că unul se răcește complet, dar aceste stele ciudate sunt destul de rare. Asta nu înseamnă că nu există. Sunt niste candidații, dar apar în mod obișnuit în sistemele binare, ceea ce sugerează că un fel de pierdere în masă este responsabil pentru crearea lor, sau cel puțin pentru accelerarea procesului.

Noi do vezi acolo mulți alți pitici albi care și-au început viața ca niște stele mai mult ca Soarele. Acești pitici albi, cunoscuți și sub denumirea de pitici degenerați, sunt punctele finale ale stelelor cu mase secvențiale principale cuprinse între 0,5 și 8 mase solare. La fel ca Soarele nostru, aceste stele își petrec cea mai mare parte a vieții fuzionând hidrogenul în heliu din miezurile lor.

Odată ce au rămas din combustibilul lor cu hidrogen, miezurile se comprimă și steaua se extinde pentru a deveni un gigant roșu. Încălzește miezul până când heliul fuzionează pentru a crea carbon. Când heliul se epuizează, carbonul începe să fuzioneze pentru a crea elemente mai grele. Termenul tehnic pentru acest proces este „procesul triplu-alfa:„ doi nuclei de heliu fuzionează pentru a forma beriliu, urmată de fuziunea unui heliu suplimentar care creează carbon.)

Odată ce tot heliul din miez a fost topit, miezul se va comprima din nou. Cu toate acestea, temperatura de bază nu va fi suficient de fierbinte pentru a fuziona carbonul sau oxigenul. În schimb, se „înțeapă”, iar steaua intră o secundă gigantul rosu fază. În cele din urmă, straturile exterioare ale stelei sunt ușor aruncate și formează o nebuloasă planetară. Ceea ce a mai rămas este miezul carbon-oxigen, inima piticului alb. Este foarte probabil ca Soarele nostru să înceapă acest proces peste câteva miliarde de ani.

Când o pitică albă încetează să mai genereze energie prin fuziunea nucleară, din punct de vedere tehnic nu mai este o stea. Este o rămășiță stelară. Este încă fierbinte, dar nu din activitatea din miezul său. Gândiți-vă la ultimele etape ale vieții unui pitic alb ca mai mult ca niște brazi morți ai unui foc. De-a lungul timpului se va răci și, în cele din urmă, va deveni atât de rece încât va deveni o tenebră rece și moartă, ceea ce unii numesc „pitic negru”. Niciun pitic alb nu a ajuns până acum până acum. Asta pentru că este nevoie de miliarde și miliarde de ani pentru ca procesul să aibă loc. Întrucât universul are doar aproximativ 14 miliarde de ani, chiar și primii pitici albi nu au avut suficient timp pentru a se răci complet pentru a deveni pitici negri.

• Toate stelele îmbătrânesc și în cele din urmă evoluează din existență.
• Stelele foarte masive explodează ca supernove și lasă în urmă stele cu neutroni și găuri negre.
• Stele ca Soarele vor evolua pentru a deveni pitici albi.
• Un pitic alb este rămășița unui miez stelar care și-a pierdut toate straturile exterioare.
• Niciun pitic alb nu s-a răcit complet în istoria universului.

• NASA, NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/dwarfs1.html.
• „Evoluția stelară”, www.aavso.org/stellar-evolution.
• „Piticul alb | COSMOS." Centrul pentru Astrofizică și Supercomputare, astronomie.swin.edu.au/cosmos/W/white pitic.

Editat de Carolyn Collins Petersen.