Luminárias relativamente brilhantes e maciças são bastante fáceis de ver a olho nu, mas há muito mais na Galáxia estrelas anãs, que só são visíveis em telescópios poderosos, mesmo se localizado próximo a sistema solar. Entre eles, há centenários modestos - anãs vermelhas e anãs marrons que não atingiram o status estelar de pleno direito e anãs brancas aposentadas, gradualmente se transformando em negras.

O destino de uma estrela depende inteiramente do tamanho, ou melhor, da massa. Para melhor imaginar a massa de uma estrela, podemos dar o seguinte exemplo. Se você colocar 333 mil em uma escala globos, e por outro - o Sol, então eles se equilibrarão. No mundo das estrelas, nosso Sol é médio. É 100 vezes inferior em massa ao mais grandes estrelas e 20 vezes superior ao mais leve. Parece que o alcance é pequeno: aproximadamente como de uma baleia (15 toneladas) a um gato (4 kg). Mas as estrelas não são mamíferos, seus propriedades físicas são muito mais dependentes da massa. Compare pelo menos a temperatura: para uma baleia e um gato, é quase a mesma, mas para as estrelas difere dezenas de vezes: de 2.000 Kelvin para anões a 50.000 para estrelas massivas. Ainda mais forte - bilhões de vezes o poder de sua radiação difere. É por isso que notamos facilmente estrelas gigantes distantes no céu e não vemos anãs nem mesmo nas proximidades do Sol.

Mas quando cálculos cuidadosos foram feitos, descobriu-se que a prevalência de gigantes e anões na Galáxia se assemelha muito à situação de baleias e gatos na Terra. Existe uma regra na biosfera: quanto menor o organismo, mais seus indivíduos na natureza. Acontece que isso também é verdade para as estrelas, mas explicar essa analogia não é tão fácil. No ato da vida selvagem cadeias alimentares Os grandes comem os pequenos. Se houvesse mais raposas na floresta do que lebres, o que essas raposas comeriam? No entanto, as estrelas geralmente não comem umas às outras. Então por que estrelas gigantes menos que anões? Os astrônomos já sabem metade da resposta para essa pergunta. O fato é que a vida de uma estrela massiva é milhares de rads mais curta que a de uma anã. Manter próprio corpo do colapso gravitacional, as estrelas de peso pesado têm que aquecer até Temperatura alta centenas de milhões de graus no centro. Termo reações nucleares entrar neles com muita intensidade, o que leva a um poder de radiação colossal e à rápida combustão do "combustível". Uma estrela massiva gasta toda a sua energia em alguns milhões de anos, e as anãs econômicas, lentamente latentes, estendem sua idade termonuclear por dezenas ou mais bilhões de anos. Então, sempre que um anão nasce, ele ainda está vivo, porque a idade da Galáxia é de apenas 13 bilhões de anos, mas as estrelas massivas que nasceram há mais de 10 milhões de anos morreram há muito tempo.

No entanto, isso é apenas metade da resposta para a questão de por que os gigantes são tão raros no espaço. E a outra metade é que as estrelas massivas nascem com muito menos frequência do que as anãs. Para cem estrelas recém-nascidas como o nosso Sol, apenas uma estrela aparece com uma massa 10 vezes maior que a do Sol. A razão para isso padrões ambientais Os astrofísicos ainda não descobriram.

Até recentemente, a classificação de objetos astronômicos era grande buraco: menor estrelas famosas eram 10 vezes mais leves que o Sol, e o planeta mais massivo - Júpiter - 1000 vezes. Existem objetos intermediários na natureza, além de estrelas ou planetas, com massa entre 1/1000 e 1/10 da massa solar? Como isso deve se parecer? link perdido"? Pode ser detectado? Essas questões há muito preocupam os astrônomos, mas a resposta começou a tomar forma apenas em meados da década de 1990, quando os programas de busca de planetas fora do sistema solar deram os primeiros frutos. Planetas gigantes foram descobertos em órbitas em torno de várias estrelas semelhantes ao Sol, e todos eles acabaram sendo mais massivo que Júpiter. A diferença de massa entre estrelas e planetas começou a diminuir. Mas um vínculo é possível, e onde deve ser traçada a fronteira entre uma estrela e um planeta?

Até recentemente, parecia que era bem simples: a estrela brilha com sua própria luz e o planeta com luz refletida. Portanto, esses objetos se enquadram na categoria de planetas, em cujas profundezas, durante todo o tempo de sua existência, não ocorrem reações. fusão termonuclear. Se, em algum estágio da evolução, seu poder foi comparável à luminosidade (ou seja, as reações termonucleares serviram como principal fonte de energia), esse objeto merece ser chamado de estrela. Mas descobriu-se que pode haver objetos intermediários nos quais ocorrem reações termonucleares, mas nunca servem como principal fonte de energia. Eles foram descobertos em 1996, mas muito antes disso eram chamados de anãs marrons. A abertura desses objetos estranhos precedido por uma busca de trinta anos, que começou com uma notável previsão teórica.

Em 1963, um jovem astrofísico americano de origem indiana, Shiv Kumar, calculou modelos das estrelas menos massivas e descobriu que se a massa corpo cósmico excede 7,5% do sol, então a temperatura em seu núcleo atinge vários milhões de graus e as reações termonucleares R da conversão de hidrogênio em hélio começam nele. Com uma massa menor, a compressão pára antes que a temperatura no centro atinja o valor necessário para que a reação de fusão do hélio prossiga. Desde então, esse valor de massa crítica foi chamado de "limite de ignição do hidrogênio", ou limite de Kumar. Quanto mais próxima uma estrela estiver desse limite, mais lentas serão suas reações nucleares. Por exemplo, com uma massa de 8% estrela solar vai "arder" por cerca de 6 trilhões de anos - 400 vezes mais do que a idade atual do Universo! Então, em qualquer época em que essas estrelas nascem, elas ainda estão em sua infância.

No entanto, na vida de objetos menos massivos há um breve episódio em que eles se assemelham a uma estrela normal. É sobre sobre corpos com massas de 1% a 7% da massa do Sol, ou seja, de 13 a 75 massas de Júpiter. Durante o período de formação, encolhendo sob a influência da gravidade, eles aquecem e começam a brilhar no infravermelho e até um pouco vermelho - luz visível. A temperatura de sua superfície pode subir para 2500 Kelvin e nas profundezas exceder 1 milhão de Kelvin. Isso é suficiente para iniciar a reação de fusão termonuclear de hélio, mas não de hidrogênio comum, mas de um isótopo pesado muito raro - deutério, e não hélio comum, mas o isótopo leve de hélio-3. Como há muito pouco deutério na matéria cósmica, tudo se queima rapidamente, sem liberar uma liberação significativa de energia. É como jogar uma folha de papel em um fogo de resfriamento: queimará instantaneamente, mas não dará calor. Uma estrela "natimorta" não pode aquecer mais fortemente - sua compressão para sob a influência da pressão interna do gás degenerado. Privado de fontes de calor, ele só esfria no futuro, como um planeta comum. Portanto, essas estrelas falhadas podem ser notadas apenas durante sua curta juventude, enquanto estão quentes. Eles não estão destinados a atingir o regime estacionário de combustão termonuclear.

Descoberta de estrelas "natimortas"

Os físicos têm certeza de que o que não é proibido pelas leis de conservação é permitido. Os astrônomos acrescentam a isso; a natureza é mais rica do que a nossa imaginação. Se Shiv Kumar foi capaz de inventar anãs marrons, parece que a natureza não seria difícil criá-las. Por três décadas, as buscas infrutíferas por essas luminárias fracas continuaram. Mais e mais pesquisadores foram incluídos no trabalho. Até o teórico Kumar agarrou-se ao telescópio na esperança de encontrar no papel os objetos que descobriu. Sua ideia era simples: detectar uma única anã marrom é muito difícil, porque você precisa não apenas fixar sua radiação, mas também provar que não é uma estrela gigante distante com uma atmosfera fria (pelos padrões estelares) ou mesmo uma galáxia cercada pela poeira na borda do universo. A coisa mais difícil em astronomia é determinar a distância de um objeto. Portanto, é necessário procurar anãs perto de estrelas normais, cujas distâncias já são conhecidas. Mas estrela Brilhante cegará o telescópio e não permitirá que você veja o anão escuro. Portanto, você precisa procurá-los ao lado de outros anões! Por exemplo, com estrelas vermelhas - de massa extremamente pequena ou brancas - esfriando remanescentes de estrelas normais. Na década de 1980, as pesquisas de Kumar e outros astrônomos foram vazias. Embora tenha havido relatos da descoberta de anãs marrons mais de uma vez, um estudo detalhado de cada vez mostrou que estas são pequenas estrelas. No entanto, a ideia da pesquisa foi acertada, e uma década depois deu certo.

Na década de 1990, os astrônomos adquiriram novos detectores de radiação sensíveis - matrizes CCD e grandes telescópios até 10 metros de diâmetro com ótica adaptativa, que compensa as distorções introduzidas pela atmosfera e permite obter imagens da superfície da Terra quase tão nítidas quanto do espaço. Isso imediatamente deu frutos: anãs vermelhas extremamente fracas foram descobertas, literalmente beirando as marrons.

E a primeira anã marrom foi encontrada em 1995 por grupos de astrônomos liderados por Rafael Rebolo do Instituto de Astrofísica de Ilhas Canárias. Usando um telescópio na ilha de La Palma, eles encontraram um objeto no aglomerado estelar das Plêiades, que chamaram de Teide Plêiades 1, emprestando o nome do vulcão Pico de Teide, na ilha de Tenerife. É verdade que algumas dúvidas permaneceram sobre a natureza desse objeto e, enquanto os astrônomos espanhóis provaram que era de fato uma anã marrom, seus colegas americanos anunciaram sua descoberta no mesmo ano. Um grupo liderado por Tadashi Nakajima da Califórnia Instituto de Tecnologia com a ajuda de telescópios do Observatório Palomar, a uma distância de 19 anos-luz da Terra na constelação de Lebre, ao lado da estrela muito pequena e fria Gliese 229, seu satélite ainda menor e mais frio Gliese 229B. A temperatura de sua superfície é de apenas 1000 K e a potência de radiação é 160 mil vezes menor que a do sol.

A natureza não estelar de Gliese 229B foi finalmente confirmada em 1997 pelo chamado teste de lítio. Nas estrelas normais, uma pequena quantidade de lítio, preservada desde a época do nascimento do Universo, queima-se rapidamente em reações termonucleares. No entanto, as anãs marrons não são quentes o suficiente para isso. Quando o lítio foi descoberto na atmosfera de Gliese 229B, esse objeto se tornou a primeira anã marrom "certa". Em tamanho, quase coincide com Júpiter, e sua massa é estimada em 3-6% da massa do Sol. Ele gira em torno de seu companheiro mais massivo Gliese 229A em uma órbita com um raio de cerca de 40 unidades astronômicas(como Plutão ao redor do Sol).

Rapidamente ficou claro que nem os maiores telescópios são adequados para procurar “estrelas falhadas”. As primeiras anãs marrons foram descobertas em um telescópio comum durante levantamentos sistemáticos do céu. Por exemplo, o objeto Kelu-1 na constelação de Hydra foi descoberto como parte de uma busca de longo prazo por estrelas anãs na vizinhança do Sol, que começou no Observatório Europeu do Sul no Chile em 1987. Usando um telescópio Schmidt de 1 metro, a astrônoma da Universidade do Chile, Maria Teresa Ruiz, fotografa regularmente partes do céu há muitos anos e depois compara as imagens tiradas em intervalos de anos. Entre centenas de milhares de estrelas fracas, ela está procurando aquelas que são visivelmente alteradas em relação às outras - isso sinal inconfundível luminárias próximas. Desta forma, Maria Ruiz já descobriu dezenas de anãs brancas, e em 1997 conseguiu finalmente uma castanha. Seu tipo foi determinado pelo espectro, no qual as linhas de lítio e metano acabaram sendo. Maria Ruiz chamou de Kelu-1: na linguagem do povo mapuche que outrora habitava parte central Chile, "kelu" significa vermelho. Está localizado a uma distância de cerca de 30 anos-luz do Sol e não está associado a nenhuma estrela.

Todas essas descobertas, feitas em 1995-1997, tornaram-se os protótipos de uma nova classe de objetos astronômicos, que ocuparam seu lugar entre estrelas e planetas. Como costuma acontecer na astronomia, as primeiras descobertas foram imediatamente seguidas por novas. NO últimos anos muitos anões foram descobertos durante as pesquisas de rotina do céu infravermelho 2MASS e DENIS.

poeira estelar

Logo após a descoberta, as anãs marrons forçaram os astrônomos a fazer ajustes ao estabelecido décadas atrás classificação espectral estrelas. Espectro óptico as estrelas são seu rosto, ou melhor, seu passaporte. A posição e a intensidade das linhas no espectro indicam principalmente a temperatura da superfície, bem como outros parâmetros, em particular, a composição química, a densidade do gás na atmosfera e a intensidade do campo. campo magnético etc. Cerca de 100 anos atrás, os astrônomos desenvolveram uma classificação de espectros estelares, designando cada classe com a letra alfabeto latino. Sua ordem foi repetidamente revisada, reorganizando, removendo e acrescentando letras, até que um esquema geralmente aceito foi formado e serviu perfeitamente aos astrônomos por muitas décadas. NO forma tradicional a sequência de classes espectrais se parece com isso: O-B-A-F-G-K-M. A temperatura da superfície das estrelas da classe O para a classe M diminui de 100.000 para 2.000 K. Estudantes ingleses de astronomia até inventaram uma regra mnemônica para lembrar a ordem das letras “Oh! Seja uma boa garota, me beije!" E na virada do século, essa linha clássica teve que ser estendida por duas letras ao mesmo tempo. Descobriu-se que a formação dos espectros de estrelas e subestrelas extremamente frias é muito papel importante jogando poeira.

Na superfície da maioria das estrelas, devido à alta temperatura, nenhuma molécula pode existir. No entanto, nas estrelas mais frias da classe M (com temperaturas abaixo de 3000 K), poderosas bandas de absorção de óxidos de titânio e vanádio (TiO, VO) são visíveis nos espectros. Naturalmente, esperava-se que anãs marrons ainda mais frias tivessem esses linhas moleculares será ainda mais forte. Tudo no mesmo ano de 1997, um companheiro marrom GD 165B foi descoberto perto da anã branca GD 165, com uma temperatura de superfície de 1900 K e uma luminosidade de 0,01% solar. Surpreendeu os pesquisadores pelo fato de que, ao contrário de outras estrelas frias, não possui bandas de absorção de TiO e VO, pelas quais foi apelidada de " estrela estranha". Os espectros de outras anãs marrons com temperaturas abaixo de 2000 K acabaram sendo os mesmos. Os cálculos mostraram que as moléculas de TiO e VO em suas atmosferas se condensam em partículas sólidas - partículas de poeira, e não se manifestam mais no espectro, como é característico do gás moléculas.

Para levar essa característica em consideração, Davy Kirkpatrick, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, propôs expandir a classificação espectral tradicional no próximo ano, adicionando a classe L para estrelas infravermelhas de baixa massa com uma temperatura de superfície de 1500-2000 K. A maioria da classe L objetos devem ser anãs marrons, embora estrelas muito antigas de baixa massa também possam esfriar abaixo de 2000 K.

Continuando o estudo das anãs L, os astrônomos descobriram objetos ainda mais exóticos. Seus espectros mostram fortes bandas de absorção de água, metano e hidrogênio molecular, razão pela qual são chamadas de "anãs de metano". O protótipo desta classe é considerado a primeira anã marrom Gliese 229B descoberta. Em 2000, James Liebert e colegas da Universidade do Arizona identificaram grupo independente Anãs T com uma temperatura de 1500-1000 K e até um pouco mais baixa.

As anãs marrons apresentam aos astrônomos muitas perguntas interessantes. Quanto mais fria a atmosfera de uma estrela, mais difícil é estudá-la tanto para observadores quanto para teóricos. A presença de poeira torna esta tarefa ainda mais difícil: condensação assunto particular não só altera a composição do livre elementos químicos na atmosfera, mas também afeta a transferência de calor e a forma do espectro. Em particular, modelos teóricos considerando a poeira prevista Efeito estufa na alta atmosfera, o que é confirmado por observações. Além disso, os cálculos mostram que após a condensação, as partículas de poeira começam a afundar. Talvez em Niveis diferentes densas nuvens de poeira se formam na atmosfera. A meteorologia das anãs marrons pode ser tão variada quanto a dos planetas gigantes. Mas se as atmosferas de Júpiter e Saturno podem ser estudadas de perto, então decodificar ciclones de metano e tempestade de poeira anãs marrons só serão encontradas em seus espectros.

Segredos dos "Mestiços"

Questões sobre a origem e abundância de anãs marrons ainda estão em aberto. As primeiras contagens de seu número em jovens aglomerados de estrelas O tipo Plêiades mostra que em comparação com estrelas normais peso total anãs marrons, aparentemente, não é tão grande a ponto de "descartar" toda a massa oculta da Galáxia nelas. Mas essa conclusão ainda precisa ser verificada. A teoria geralmente aceita da origem das estrelas não responde à questão de como as anãs marrons são formadas. Objetos de massa tão baixa podem se formar como planetas gigantes em discos circunstelares. Mas algumas anãs marrons foram descobertas e é difícil supor que todas elas foram perdidas para seus companheiros mais massivos logo após o nascimento. Além disso, um planeta foi descoberto recentemente em órbita em torno de uma das anãs marrons, o que significa que não foi submetido a fortes influência gravitacional vizinhos, caso contrário o anão a teria perdido.

Absolutamente maneira especial O nascimento de anãs marrons foi recentemente delineado no estudo de dois sistemas binários próximos - LL Andromeda e EF Eridani. Eles têm um companheiro mais massivo, anã branca, com sua gravidade puxa a matéria de um companheiro menos massivo, o chamado star-to-burrow. Os cálculos mostram que inicialmente nesses sistemas, os satélites doadores eram estrelas comuns, mas ao longo de vários bilhões de anos sua massa caiu abaixo do valor limite e as reações termonucleares neles morreram. Agora por sinais externos são anãs marrons típicas.

A temperatura da estrela doadora no sistema LL Andrômeda é de cerca de 1300 K, e no sistema EF Eridani é de cerca de 1650 K. Eles são apenas algumas dezenas de vezes maiores que Júpiter em massa, e linhas de metano são visíveis em seus espectros . Quantos estrutura interna e composição química semelhantes às das anãs marrons "reais" ainda é desconhecida. Assim, uma estrela normal de baixa massa, tendo perdido uma fração significativa de sua matéria, pode se tornar uma anã marrom. Os astrônomos estavam certos quando disseram que a natureza é mais inventiva do que nossa imaginação. As anãs marrons, essas "não estrelas e não planetas", já começaram a surpreender. Como se viu recentemente, apesar de sua natureza fria, alguns deles são fontes de rádio e até mesmo de raios-X (!) Radiação. Então no futuro isso novo tipo objetos espaciais nos promete muitas descobertas interessantes.

Estrelas degeneradas

Normalmente, durante a formação de uma estrela, sua contração gravitacional continua até que a densidade e a temperatura no centro atinjam os valores necessários para iniciar as reações termonucleares e, em seguida, devido à liberação energia nuclear pressão do gás equilibra sua própria atração gravitacional. Em estrelas massivas, a temperatura é mais alta e as reações começam em uma densidade de matéria relativamente baixa, mas menos peso, maior é a "densidade de ignição". Por exemplo, no centro do Sol, o plasma é comprimido a 150 gramas por centímetro cúbico.

No entanto, em uma densidade até centenas de vezes maior, a matéria começa a resistir à pressão independentemente do aumento da temperatura e, como resultado, a compressão da estrela cessa antes que o rendimento de energia nas reações termonucleares se torne significativo. A razão para parar a compressão é um efeito da mecânica quântica, que os físicos chamam de pressão degenerada. e gás. O fato é que os elétrons pertencem ao tipo de partículas que obedece ao chamado "princípio de Pauli", estabelecido pelo físico Wolfgang Pauli em 1925. Este princípio afirma que partículas idênticas, como elétrons, não podem estar no mesmo estado ao mesmo tempo. É por isso que os elétrons no átomo se movem em órbitas diferentes. Não há átomos nas profundezas de uma estrela: em alta densidade, eles são esmagados e há um único "mar eletrônico". Para ele, o princípio de Pauli soa assim: elétrons localizados próximos não podem ter a mesma velocidade.

Se um elétron está em repouso, o outro deve se mover, e o terceiro deve se mover ainda mais rápido, e assim por diante.Este estado do gás do elétron é chamado de degeneração pelos físicos. Mesmo que uma pequena estrela tenha queimado todo o seu combustível de fusão e perdido sua fonte de energia, sua contração pode ser interrompida pela pressão do gás de elétrons degenerado. Não importa o quanto o material é resfriado, alta densidade O movimento dos elétrons não parará, o que significa que a pressão da substância resistirá à compressão independentemente da temperatura: quanto maior a densidade, maior a pressão.

A contração de uma estrela moribunda com massa igual à do Sol parará quando ela diminuir para aproximadamente o tamanho da Terra, ou seja, 100 vezes, e a densidade de sua matéria se tornar um milhão de vezes maior que a densidade da água. É assim que as anãs brancas são formadas. Uma estrela de massa menor para de colapsar em uma densidade menor, porque sua força gravitacional não é tão forte. Uma estrela falhando muito pequena pode se degenerar e parar de se contrair antes mesmo que a temperatura em seu interior atinja o limiar da "ignição termonuclear". Tal corpo nunca se tornará uma verdadeira estrela.

Qualquer estrela é uma enorme bola de gás, que consiste em hélio e hidrogênio, além de vestígios de outros elementos químicos. Estrelas existem Grande quantidade e todos eles diferem em tamanho e temperatura, e alguns deles consistem em duas ou mais estrelas, que são conectadas pela força da gravidade. Da Terra, algumas estrelas são visíveis a olho nu, enquanto outras só podem ser vistas através de um telescópio. No entanto, mesmo com equipamentos especiais, nem todas as estrelas podem ser vistas da maneira que você deseja e, mesmo com telescópios poderosos, algumas estrelas parecerão nada mais do que apenas pontos luminosos.

Assim, uma pessoa simples com uma acuidade visual bastante boa pode ver de um céu em tempo claro no céu noturno. hemisfério cerca de 3000 estrelas, no entanto, na verdade, há muito mais delas na Galáxia. Todas as estrelas são classificadas de acordo com o tamanho, cor, temperatura. Assim, existem anões, gigantes e supergigantes.

As estrelas anãs são dos seguintes tipos:

• anã amarela. Este tipo é uma pequena estrela sequência principal classe espectral G. Sua massa varia de 0,8 a 1,2 massas solares.
• anão laranja. Este tipo inclui pequenas estrelas da sequência principal da classe espectral K. Sua massa é de 0,5 - 0,8 massas solares. Diferente anãs amarelas, as anãs laranja têm uma vida útil mais longa.
• anão vermelho. Este tipo combina estrelas de seqüência principal pequenas e relativamente frias do tipo espectral M. Suas diferenças de outras estrelas são bastante pronunciadas. Eles têm um diâmetro e massa que não é mais do que 1/3 do Sol.
• anão azul. Este tipo de estrela é hipotético. As anãs azuis evoluem de anãs vermelhas antes que todo o hidrogênio acabe, após o que presumivelmente evoluem para anãs brancas.
• anã branca. Este é o tipo de estrelas já evoluídas. Eles têm uma massa que não é mais do que a massa de Chandrasekhar. Anãs brancas são privadas própria fonte energia termonuclear. Eles pertencem à classe espectral DA.
• anã negra. Este tipo é uma anã branca resfriada, que, portanto, não irradia energia, ou seja, não brilham ou emitem muito, muito fracamente. Eles representam o estágio final na evolução das anãs brancas na ausência de acréscimo. A massa de anãs negras, assim como as brancas, não excede a massa de Chandrasekhar.
• anã marrom. Essas estrelas são objetos subestelares que possuem uma massa de 12,57 a 80,35 massas de Júpiter, o que, por sua vez, corresponde a 0,012 - 0,0767 massas solares. As anãs marrons diferem das estrelas da sequência principal por não conterem a reação de fusão que faz com que outras estrelas convertam hidrogênio em hélio.
• anãs submarrons ou subanãs marrons. São formações absolutamente frias, cuja massa está abaixo do limite das anãs marrons. NO mais são considerados planetas.

Assim, pode-se notar que as estrelas pertencentes às anãs brancas são aquelas estrelas que são inicialmente pequenas em tamanho e estão em seu estágio final de evolução. A história da descoberta das anãs brancas remonta ao relativamente recente ano de 1844. Foi nessa época que o astrônomo e matemático alemão Friedrich Bessel, enquanto observava Sirius, descobriu um ligeiro desvio da estrela de movimento retilíneo. Como resultado disso, Friedrich sugeriu que Sirius tinha uma estrela companheira massiva invisível. Esta suposição foi confirmada em 1862 pelo astrônomo americano e designer de telescópios Alvan Graham Clark durante o ajuste do maior refrator da época. Uma estrela fraca foi descoberta perto de Sirius, mais tarde chamada de Sirius B. Esta estrela é caracterizada por baixa luminosidade, e seu campo gravitacional afeta seu parceiro brilhante de forma bastante perceptível. Isso, por sua vez, é uma confirmação de que esta estrela tem um raio muito pequeno com uma massa significativa.

Que estrelas são anãs

Anões são estrelas evoluídas que têm uma massa que não excede o limite de Chandrasekhar. A formação de uma anã branca ocorre como resultado da queima de todo o hidrogênio. Quando o hidrogênio queima, o núcleo da estrela é comprimido para altas densidades, ao mesmo tempo, as camadas externas se expandem fortemente e são acompanhadas por um desvanecimento geral da luminosidade. Assim, a estrela primeiro se transforma em uma gigante vermelha, que perde sua concha. A ejeção da concha ocorre devido ao fato de as camadas externas da estrela terem conexão fraca com um núcleo central quente e muito denso. Posteriormente, esta concha se expande nebulosa planetária. Vale a pena prestar atenção ao fato de que as gigantes vermelhas e anãs brancas têm uma relação muito próxima.

Todas as anãs brancas são divididas em dois grupos espectrais. O primeiro grupo inclui anões com "hidrogênio" classe espectral DA, que não linhas espectrais hélio. Este tipo é o mais comum. O segundo tipo de anãs brancas é DB. É mais raro e é chamado de "anã branca de hélio". No espectro das estrelas deste tipo nenhuma linha de hidrogênio foi encontrada.

De acordo com o astrônomo americano Iko Iben tipos especificados As anãs brancas são formadas de maneiras completamente diferentes. Isso se deve ao fato de que a combustão de hélio em gigantes vermelhas é instável e um flash de folha de hélio se desenvolve periodicamente. Iko Iben também sugeriu um mecanismo pelo qual a casca é derramada em estágios diferentes desenvolvimento de um flash de hélio - no seu pico e entre flashes. Assim, sua formação é afetada pelo mecanismo de ejeção da casca.

A imagem mostra uma galáxia anã na constelação do Escultor (Sculptor Dwarf Galaxy). A imagem foi tirada com o Wide Field Imager no telescópio MPG/ESO de 2,2 metros no Observatório Europeu do Sul em La Silla. Esta galáxia é uma das vizinhas da nossa Via Láctea. Mas, apesar de estarem tão próximas uma da outra, essas duas galáxias têm absolutamente história diferente origem e evolução, podemos dizer que seus personagens são completamente diferentes. A galáxia anã em Sculptor é muito menor e mais antiga que a Via Láctea, tornando-se um objeto muito valioso para estudar os processos que levaram ao nascimento de novas estrelas e outras galáxias no Universo primitivo. No entanto, devido ao fato de emitir muito pouca luz, seu estudo é muito difícil.

A galáxia anã na constelação do Escultor pertence a uma subclasse de galáxias anãs esferoidais e é uma das quatorze galáxias satélites que orbitam a Via Láctea. Todos eles estão localizados próximos uns dos outros na região do halo da nossa Galáxia, que é uma região esférica que se estende muito além dos limites dos braços espirais. Como o nome sugere, esta galáxia anã está localizada na constelação do Escultor e fica a uma distância de 280.000 anos-luz da Terra. Apesar de sua proximidade, foi descoberto apenas em 1937 com o advento de novos instrumentos poderosos, já que as estrelas que o compõem são muito fracas e parecem estar espalhadas pelo céu. Além disso, não confunda esta galáxia com a NGC 253, que está localizada na mesma constelação do Escultor, mas parece muito mais brilhante e é uma espiral barrada.

Galáxia anã na constelação do Escultor. Fonte: ESO

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Apesar da dificuldade de sua detecção, esta galáxia anã estava entre os primeiros objetos anões fracos descobertos na região ao redor da Via Láctea. Sua forma estranha faz os astrônomos pensarem desde o momento da descoberta até hoje. Mas em nosso tempo, os astrônomos se acostumaram com galáxias esferoidais e perceberam que tais objetos nos permitem olhar para o passado do Universo.

Acredita-se que via Láctea, porém, como todos grandes galáxias, formado pela fusão com objetos menores durante os primeiros anos do universo. E se algumas dessas pequenas galáxias ainda existem hoje, elas devem conter muitas estrelas extremamente antigas. É por isso que a Galáxia Anã na constelação do Escultor cumpre todos os requisitos que se aplicam às galáxias originais. Apenas essas estrelas antigas podem ser observadas nesta imagem.

Os astrônomos aprenderam a determinar a idade das estrelas na galáxia pelas assinaturas características que estão presentes em suas estrelas. fluxo luminoso. Esta radiação carrega muito pouca evidência da presença de elementos químicos pesados ​​nesses objetos. O ponto é que tal compostos químicos tendem a se acumular nas galáxias à medida que as gerações de estrelas mudam. Assim, baixas concentrações de moléculas pesadas indicam que idade Média estrelas nesta galáxia esferoidal é bastante alta.

Uma região do céu em torno de uma galáxia anã na constelação do Escultor.

As galáxias anãs podem ser muito pequenas, mas têm um poder fenomenal que pode dar origem a novas estrelas. Novas Observações com telescópio espacial Hubble mostrou que o processo de formação de estrelas em galáxias anãs Grande papel dentro universo primitivo do que se acredita agora.

Enquanto as galáxias em todo o universo ainda estão formando novas estrelas, a maioria delas foi formada entre dois e seis bilhões de anos depois. Big Bang. Estudando isso era adiantada a história do universo é ponto chave se quisermos entender como surgiram as primeiras estrelas e como as primeiras galáxias cresceram e se desenvolveram.

Esta imagem mostra uma seção do céu marcada com galáxias anãs nas quais são observadas explosões de formação estelar. A imagem foi tirada como parte do programa GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey) e mostra apenas um quadro de toda a pesquisa. Fonte: NASA, ESA, GOODS Team e M. Giavalisco (STScI/Universidade de Massachusetts)

Um novo estudo do Hubble e seu instrumento Wide Field Camera 3 (WFC3) levou os astrônomos um passo adiante na compreensão dessa era, examinando tipos diferentes galáxias anãs do universo primitivo e, em particular, selecionando delas apenas aquelas com processos óbvios de formação estelar ativa. Essas galáxias são geralmente chamadas de galáxias starburst. Em tais objetos, novas estrelas se formam muito mais rápido. valor normal em outras galáxias. Estudos anteriores se concentraram principalmente na análise de galáxias de média e alta massa e não levaram em conta o grande número de galáxias anãs que existiam durante essa época ativa. Mas a culpa aqui não é tanto dos cientistas que não queriam explorar galáxias anãs. Isso provavelmente se deve à incapacidade de ver esses pequenos objetos, pois estão muito longe de nós. Até recentemente, os astrônomos podiam observar pequenas galáxias a distâncias menores ou grandes galáxias a distâncias maiores.

Agora, no entanto, usando grismas, os astrônomos conseguiram perscrutar galáxias anãs de baixa massa no universo distante e levar em conta a contribuição de suas explosões de formação estelar, aproximando a informação ao possível número de pequenas galáxias que existiam na época. Um grisma é um prisma objetivo, uma combinação de um prisma e ralar, que transmite luz sem alterar seu espectro. A letra "G" no título é de grade (treliça).

“Sempre assumimos que as galáxias anãs starburst teriam um impacto significativo no nascimento de novas estrelas em um universo jovem, mas esta é a primeira vez que conseguimos medir o efeito que elas realmente têm. E, aparentemente, eles desempenharam um papel significativo, se não papel fundamental”, - Hakim Atek da Universidade Politécnica da Suíça.

“Essas galáxias estão formando estrelas tão rápido que poderiam dobrar toda a sua massa estelar em apenas 150 milhões de anos. Para comparação, as massas estelares para galáxias comuns dobram em média em 1-3 bilhões de anos”, acrescenta o coautor Jean-Paul Kneib.

Uma imagem de galáxias no modo grism usando o exemplo da Wide Field Camera 3 instalada no Hubble e operando neste modo de espectroscopia. Linhas de arco-íris estendidas nada mais são do que galáxias capturadas na lente, mas no modo gris são representadas como um espectro de arco-íris. Graças a isso, os cientistas são capazes de avaliar a composição química de objetos espaciais.