Sadržaj | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |13 | 14 | 15 | 16 |
| 17 | 18 | 19 |>

3         Život posle smrti

Termonuklearne reakcije igraju važnu ulogu u stabilnosti zvezda. Setimo se, na primer, da je početak sagorevanja vodonika odgovoran za zaustavljanje kontrakcije protozvezde. Odlivanjem energije oslobođene u termonuklearnim reakcijama u centru zvezde uspostavlja se stanje u kojem zvezda može da podnese ogromnu težinu svojih spoljnih slojeva.

Kad ostane bez nuklearnog goriva mrtvo telo sagorele zvezde u centru planetarne magline jednostavno se skuplja. Milijarde milijardi tona gasa koje sa svih strana vrše pritisak ka centru, neumoljivo lome i sabijaju zvezdu do veoma malih dimenzija. Uskoro će gasovi biti tako gusto složeni da će atomi unutar zvezde biti potpuno oljušteni.

Svima je poznato da se u normalnim uslovima atom sastoji od masivnog jezgra u centru oko kojeg kruže elektroni po svojim orbitama. Ali, duboko u unutrašnjosti umiruće zvezde male mase atomi su tako tesno zbijeni da se elektroni otkidaju od jezgara. Unutrašnjost zvezde sastoji se od jezgara koja plove u moru elektrona. Na kraju, kad gravitacija sabije zvezdu na veličinu ne veću od Zemljine, elektroni su tako gusto zbijeni da je pritisak koji oni stvaraju tako snažan da se može odupreti daljoj kontrakciji. Ti elektroni su tada tako gusto složeni da bi svaka dalja kontrakcija primorala dva elektrona da zauzmu isto mesto. U fizici se kaže da bi to bio pokušaj da dva elektrona zauzmu isto kvantomehaničko stanje, a to strogo zabranjuje zakon koji je nazvan Paulijev princip isključenja. Rezultujući pritisak koji zaustavlja dalju kontrakciju mrtve zvezde naziva se pritisak degenerisanih elektrona.

Pritisak degenerisanih elektrona može da izdrži zvezdu veličine 1,4 solarne mase. Prečnik jedne takve mrtve zvezde je oko 10.000 kilometara a njena gustina je ogromna – svaki kubni centimetar zvezdanog materijala ima masu od 60 tona.

Beli patuljci su najobičnija vrsta mrtvih zvezda u galaksiji. Svim zvezdama male mase, uključujući i naše Sunce, suđeno je da svoj život završe kao beli patuljci. U ostatku večnosti beli patuljci se hlade, postepeno zračeći svoju toplotu u okolni prostor. Jednog dana oni će se ohladiti na temperaturu okolnog prostora, i nastaviće potpuno beživotni da lutaju međuzvezdanim prostorom.

Slika 3.1

Mnoge zvezde male mase čeka gore opisani scenario, ali neke od belih patuljaka čeka vrlo zanimljiva sudbina. (slika 3.1)

Približno polovina zvezda koje vidimo na nebu nisu usamljene kao naše Sunce, već dvostruke. Neke dvojne zvezde imaju velike orbite tako da su daleko jedna od druge. U tom slučaju svaka zvezda će slobodno proživeti svoj život bez uticaja pratioca. Ali u mnogim slučajevima orbite su male i dve zvezde su sasvim bliske jedna drugoj. Kod takvih bliskih zvezda evolucija jedne zvezde može dramatično uticati na njenog pratioca. Ako je rastojanje između zvezda u dvojnom sistemu dovoljno malo gravitaciona sila patuljaste zvezde može da isčupa materijal, vodonik i helijum, sa površine svog pratioca. Na ovaj način dvojni sistem postaje sistem sa 'razmenom mase'. Materijal sa veće zvezde napušta površinu matične zvezde i prolazeći kroz Lagranževu tačku pada na površinu patuljka. (sl. 3.2)

Slika 3.2

Kako vreme prolazi sve više i više gasa pada na površinu belog patuljka. Što se više gasa nagomilava pritisci i temperature postaju viši. Uskoro će gas biti tako vreo da će se vodonik eksplozivno upaliti na površini belog patuljka! Zvezda će naglo pojačati svoj sjaj 10 hiljada puta dok termonuklearne reakcije besne po njenoj površini. Za udaljenog posmatrača zasijala je nova zvezda na nebu. Beli patuljak postao je nova. (sl. 3.3, 3.4)

Slika 3.3

Slika 3.4

Posle nekoliko meseci eksploziji je skoro došao kraj. Tokom eksplozije nova može da izbaci gasove u prostor. Količina materijala oduvana sa belog patuljka veoma je mala. Nove retko izbacuju više od približno desetohiljaditog dela solarne mase.

Način na koji otrgnuti materijal pada na površinu belog patuljka omogućava laku detekciju dvojnih sistema sa razmenom mase i eksperimentalnu potvrdu ovog scenarija. Zbog rotacije zvezda u dvojnom sistemu materijal ne pada direktno na površinu belog patuljka. Umesto toga, on ga 'promašuje', savija iza njega i ulazi u orbitu oko njega. Na ovaj način nastaje disk koji se naziva akrecioni disk. Zbog viskoznosti (unutrašnjeg trenja) gasa u ovom disku gas se sve više zagreva dok pada ka površini. Unutrašnji deo akrecionog diska postaje toliko topao da počinje da emituje vidljive, UV i X-zrake. U mnogim sistemima sjaj ovog diska je veći od sjaja koji emituje beli patuljak između eksplozija nova.

Do sada je u našoj galaksiji registrovan veliki broj nova, a takođe poznat je i veliki broj izvora X-zračenja koji su potencijalni beli patuljci oko kojih postoji akrecioni disk.

Beli patuljci prvi put su objašnjeni tridesetih godina XX veka, kada je indijski fizičar S. Čandrasekar otkrio da pritisak degenerisanih elektrona može da izdrži mrtvu zvezdu. Ali pritisak degenerisanih elektrona nije beskonačno jak. Postoji gornja granica količine materije koju on može da izdrži. Ta granica naziva se Čandrasekarova granica i iznosi 1,4 solarne mase. Svi beli patuljci zbog toga moraju imati masu manju od 1,4 solarne mase.

Sadržaj | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |13 | 14 | 15 | 16 |
| 17 | 18 | 19 |>
 

(maj 2003.)

vrh