Стартовая Предметный указатель Новости науки и техники
Новости науки и техники
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
Высокотемпературные сверхпроводники были открыты 18 лет назад, но по сей день остаются загадкой. Керамические материалы на основе оксида меди проводят электрический ток без потерь при намного более высокой температуре, чем обычные сверхпроводники, которая, впрочем, гораздо ниже комнатной. Далее...

белые карлики

БЕЛЫЕ КАРЛИКИ - компактные звёзды с массами порядка массы Солнца 1119910-83.jpg и радиусами ~0,01 радиуса Солнца 1119910-84.jpg. Cp. плотность вещества Б. к. составляет 105-106 г/см3. Светимость Б. к. низка (~10-1- 10-41119910-85.jpg), поэтому обнаруженные Б. к. (неск. тысяч) находятся сравнительно недалеко от Солнечной системы (в пределах ~100 пк). По оценкам, число Б. к. составляет 3-10% от общего числа звёзд Галактики. Значит. часть Б. к. входит в двойные звёздные системы [в частности, первой звездой, отнесённой к Б. к., оказался Сириус В - спутник Сириуса с 1119910-86.jpg, открытый А. Кларком (A. Clark) в 1862]. Б. к. были выделены в особый класс звёзд в 1910-е гг., их название связано с цветом первых представителей этого класса - Сириуса В и 40 Эридана В - горячих белых звёзд. Позднее были открыты жёлтые и красные Б. к. с более низкой темп-рой поверхности Tп. У наиболее горячего из известных Б. к. Tпy7*104 К. у наиболее холодногоок. 5*103 К. Спектры Б. к. сильно отличаются от спектров обычных звезд. Линии поглощения в спектрах Б. к. сильно уширены вследствие высокой плотности атмосферы (Штарка эффект).

Кроме того, они заметно смещены из-за гравитац. красного смещения, к-рое для Б. к. эквивалентно доплеровскому смещению при скоростях в неск. десятков км/с. Спектральные классы Б. к. обозначают теми же буквами, что и классы звёзд гл. последовательности (О, В, А, ...), но с добавлением буквы D (DO, DB, DA и т. д.). Выделяют ещё неск. классов (DXC, DXP), отличающихся рядом спектральных особенностей. Хим. состав атмосфер Б. к., определяемый по спектрам, необычен. У большинства Б. к. (класс DA) атмосферы состоят почти из чистого водорода, содержание др элементов в десятки и сотни раз снижено по сравнению со звёздами гл. последовательности. В то же время в недрах этих Б. к. водорода не должно быть, иначе Б. к. взорвались бы из-за быстрого выделения энергии при пикноядерном (низкие темп-ры) или термоядерном (высокие темп-ры) горении водорода (см. Пикноядерные реакции и Термоядерные реакции). У др. Б. к. (класса DB) осн. элемент в атмосферах - гелий, а водорода в сотни тысяч раз меньше. Для спектров Б. к. классов DF, DG и DK характерны линии Ca, иногда Fe и др. металлов, атмосферы этих звёзд также бедны водородом. В спектрах ряда Б. к. (примерно у 1% от общего числа) обнаружена сильная поляризация излучения или зеемановское расщепление спектральных линий, что указывает на существование у нек-рых Б. к. магн. полей ~106-108 Гс (у большинства Б. к. они ниже 104 Гс). Примерно у 10 Б. к. обнаружены пульсации излучения в оптич. диапазоне очень малой амплитуды, объясняемые особенностями строения атмосфер Б. к. Ряд особенностей спектров Б. к. обусловлен эффектами аккреции и разделения вещества в сильном гравитац. поле (ускорение свободного падения на поверхности Б. к. ~108 см/с2).

Для физики Б. к. интересны прежде всего как объекты применения теории сверхплотной плазмы. При ср. плотностях ~105 г/см3 вещество Б. к. представляет собой практически полностью ионизованный газ в вырожденном состоянии (см. Вырожденный газ). Теория объясняет существование Б. к. устойчивым равновесием сил гравитации и внутр. давления вырожденного газа электронов (Б. к. часто наз. "вырожденными звёздами"). Концентрация практически свободных электронов пе в веществе Б. к. столь велика, что их квантовомеханич. фермиевскому импульсу 1119910-87.jpg соответствует давление, достаточное для существования Б. к. с наблюдаемыми значениями радиусов [P. Фаулер (R. Fowler), 1926]. Теория предсказывает соотношение масса-радиус Б. к.: R~М-1/3 (при 1119910-88.jpg), т. е. более массивные Б. к. имеют меньший радиус. Существует теоретич. верх. предел массы холодных Б. к.- т. н. чандрасекаровский предел 1119910-89.jpg [С. Чандрасекар (S. Chandrasekhar), 1931].

Превышение этого предела должно приводить к гравитационному коллапсу звезды. Существование предела массы объясняется тем, что по мере роста плотности скорость свободных электронов приближается к пределу-скорости света (газ электронов становится релятивистским) и сила давления вырожденного газа электронов растёт медленнее сил тяготения. Данные о массах реальных Б. к., их размерах и темп-pax достаточно хорошо согласуются со значениями этих величин, полученными теорией Б. к. Б. к. становятся звёзды в конце своей эволюции (после исчерпания запасов термоядерного горючего, см. Эволюция звезд).

В Б. к. превращаются звёзды (красные гиганты) с нач. массой 1119910-90.jpg, после сброса внеш. слоев, если масса остатка M<MCh При этом звёзды проходят, как считают, стадию планетарной туманности (плотного звёздного ядра, окруженного разреженной газовой оболочкой). Темп-pa поверхности ядра составляет ~105 К. Постепенно остывая, оно переходит в состояние Б. к. Осн. источник светимости Б. к.- запасённая в звезде энергия теплового движения ионов. С возрастом светимость Б. к. падает. Теоретич. зависимость светимости от времени подтверждается наблюдениями. Напр., светимости Б. к.1119910-91.jpg соответствует возраст ~109 лет. Дисперсия скоростей собственного движения Б. к. указывает на принадлежность их к далеко проэволюционировавшим звёздам - т. н. старому звёздному населению диска Галактики .

Иной путь возникновения Б. к. возможен в тесных двойных звёздных системах. В таких системах Б. к. может стать более массивный компонент, часть вещества к-рого, заполнив полость Роша ,перетечёт на второй компонент. В этом случае звезда стадию планетарной туманности может не проходить. На светимость Б. к. в тесных двойных системах может заметно влиять термоядерное горение водорода, перетекающего со второго компонента системы. Это горение обычно имеет характер вспышек. Подобным механизмом объясняют вспышки новых звёзд и новоподобных звёзд. Перетекание вещества на углеродный или гелиевый Б. к. может привести к вспышке сверхновой (вследствие термоядерного взрыва осн. массы вещества Б. к.).

Лит.: Белые карлики. Сб. ст., пер. с англ., M., 1975; Шкловский И. С., Звезды. Их рождение, жизнь и смерть, 3 изд., M., 1984; Блинников С. И., Белые карлики, M., 1977; Шапиро С., Тьюколски С., Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды, пер. с англ., т. 1-2, M., 1985. С. И. Блинников.

  Предметный указатель