Есть мнение, что белые карлики составляют до 10% звёздного населения галактики. Это мнение не проверено наблюдениями, так как невооружённым глазом звёзды этого класса различают только догоны. Нормальным же людям столь крошечные источники, - а белый карлик по диаметру не больше Земли, - и в телескоп увидеть непросто. Но представления догонов об астрофизике устарели, - остались на уровне 30-х годов прошлого века. Так что, стоит раскрыть эту тему в свете представлений современных...

Итак. Общеизвестно, — как хочется верить, — что белый карлик представляет собой конечный продукт эволюции солцеподобной — среднекалиберной — звезды. Под «эволюцией» же звёзд подразумевается изменение их характеристик по мере выгорания водорода в ядре светила. И изменения эти происходят постоянно. Так, наше Солнце увеличивает светимость на 10% за миллиард лет. Пока звезда не состарилась и работает штатно, накопление гелия — продукта термоядерных реакций с участием водорода — в её недрах ведёт к повышению интенсивности реакций, светимости звезды, некоторому росту температуры и смещению спектра в голубую область.

Одно ядро гелия занимает меньше места, чем четыре ядра водорода, и по мере расхода водорода плотность сердцевины звезды и давление в ней растут. Но так продолжается лишь до тех пор, пока гелия не становится слишком много, — настолько что атомы водорода уже не могут друг-друга найти. В этот момент выделение энергии в ядре звезды начинает сокращаться. И запускается механизм гибели звезды с последующим её превращением в белый карлик.

...Но, во-первых, о какой звезде речь? Верхней границей массы светила, при которой эволюция приводит к образованию белого карлика, являются 9.5-10 солнечных масс. Нижняя же граница не определена и оценивается на уровне 0.1-0.5 «солнц». Наблюдения здесь бесполезны, так как время жизни звезды экспоненциально растёт с убыванием её массы. А значит, за время существования вселенной лишь светила немногим более лёгкие, чем Солнце, успели прогореть. Голубой карлик — альтернативный белому карлику вариант завершения эволюции — для лёгких звезд — остаётся объектом гипотетическим.

...В один прекрасный момент реакции синтеза в ядре состарившейся звезды прекращаются. И это сразу ведёт к нарушению того, что считается человеком законами здравого смысла. К событиям противоречащим бытовому опыту. Лишившись источника энергии, разогревавшего его изнутри, объект должен остывать и сжиматься. Ядро же сжимается и, одновременно, испытывает чрезвычайно сильный нагрев. Ведь речь не об уменьшении теплового расширения тела. Ядро сжимается внешней силой — давлением верхних, состоящих из водорода слоёв звезды, которому более не противостоит встречное давление излучения. Начинается коллапс.

Звезда входит в стадию субгиганта. Остатки водорода в ядре уже подогретые гравитационным теплом до температуры, позволяющей преодолеть потенциальный барьер, выдавливаются в конвективную зону и вступают в реакцию с водородом внешней оболочки. Область термоядерных реакций перемещается на границы ядра. Звезда раздувается в 2.5 раза, превращаясь в субгигант… И это к вопросу о нижней границы начальной массы звезды, обеспечивающей эволюцию в направлении белого карлика. Где-то между 0.1 и 0.5 температура исторгаемых ядром остатков водорода оказывается ниже точки горения и субгиганта не получается. Сжатие просто продолжается ещё некоторое время, пока разогревшаяся, но так и не перезапустившая синтез звезда, не уравновешивает гравитационную силу кулоновской силой отталкивания одноимённых зарядов, превратившись в голубой карлик.

Однако, при массе выше 0.5 солнечных энергии хватит заведомо, и вспышка, вытолкнувшая давлением излучения внешние слои вверх, по закону сохранения импульса приведёт к дополнительному сжатию и нагреву ядра до 100 миллионов Кельвинов. Что запускает механизм детонации гелия. Вспышка реакций синтеза углерода и кислорода непродолжительна, но энергия выделившаяся в этот момент такова, что её хватает для нагрева водорода и начала реакций с его участием уже по всем объёму звезды. А звезда на такое не рассчитана.

Не рассчитана, как минимум, если её масса меньше 2.5 солнечных. В данном случае она раздувается в сотни раз (в случае Солнца, фотосфера достигнет орбиты Земли), увеличивает светимость в 100 тысяч раз и… лопается. Температура горящего водорода слишком высока, чтобы гравитация звезды могла удержать его, и красный гигант рассеивается. Гелиевое же ядро, освободившись от давления внешних слоёв, начинает вести себя нормально. То есть, остывает и сжимается по мере остывания.

Это и есть белый карлик. Лёгкий, гелиевый. Имеющий массу вдвое меньшую начальной массы звезды. Это бывшее ядро, сжавшееся до уравновешивания гравитационных сил кулоновскими. Светит белый карлик слабо, так как, хотя начальная температура и высока — 100 000 К, — излучающая поверхность ничтожна. Устроен же белый карлик просто. Весь его объём, однородная твёрдая плазма — мешанина из атомных ядер, очищенных от электронных оболочек. Внутри преимущественно гелиевая, с примесью наработанных за время вспышки углерода и кислорода. Снаружи — водородная.

Тяжёлый белый карлик образуется из звёзд, соответственно, 2.5-10 солнечных масс. Отличие эволюции светил данного ранга в том, что от первой же вспышки они не лопаются. Ибо большая часть водорода до краёв гравитационной ямы гелиевой детонацией не добрасывается. Звезда долго остаётся в стадии субгиганта. Расширение сменяется новым сжатием и вспышки следуют одна за другой — в чётком ритме позволяющим использовать переменные жёлтые субгиганты — цефеиды — в качестве стандартных свечей для измерения галактических расстояний.


Цефеида продолжает работать до выгорания гелия в ядре, и лишь после этого, — когда температура ядра становится выше 100 миллионов Кельвинов, — рассеивается, вспыхнув, как красный гигант. Остаток, на самом деле, не так уж и тяжёл. На стадии субгиганта-гиганта светило теряет уже на 50, а более 90% массы. Зато, «тяжёлый» белый карлик массой 0.7-0.8 солнечных, состоит уже из кислорода, и покрыт не водородом, а гелием. В случае прогорания звезды массой более 8 «солнц», в оставшемся веществе ядра может быть много неона и магния.

...В заключение стоит сказать о перспективах белых карликов. Ведь, это и перспективы Солнца. Войдя в стадию красного гиганта, оно, кстати, не поглотит Землю. Не дотянется, ибо с потерей массы будут увеличиваться и радиусы орбит планет. Так что, Земля, удалившись за современную орбиту Марса, уцелеет. Хотя и не избежит обработки жёстким рентгеном. «Молодые» белые карлики светят преимущественно в этом диапазоне. И, кстати, даже возможность жизни возле рентгеновских звёзд в настоящий момент наукой не исключается.

Но белый карлик не имеет внутреннего источника энергии и постепенно остывает. Процесс может замедляться в тесных двойных системах, в которых карлик начинает захватывать вещество второй звезды, вошедшей в стадию красного гиганта. Ускоряясь в аккреционном диске , трофейный водород раскаляется и может вспыхивать, создавая эффекты «новой», «карликовой новой» или «повторной новой» звезды. При определённом стечении обстоятельств, взрыв водорода в диске способен даже привести к «углеродной детонации». В таком случае карлик превращается в сверхновую и полностью рассеивается.

Избежавшим же данной участи белым карликам предстоит превращение в «чёрные». И теоретически подобные объекты во вселенной уже могут существовать. Близкие к верхнему пределу для образования карликов первые, возникшие ещё 13 миллиардов назад, звёзды, должны были прогореть всего за сотни миллионов лет, и к нашему времени температура их сбросивших оболочки ядер составляет всего 4000 К. Что уже позволяет именовать их «чёрными» в астрономическом понимании. То есть, «не излучающими». Яркость таких источников почти исключает их обнаружение.Источник: "Цитадель адеквата"