Когда звезды достигают конца своего жизненного цикла, они могут стать белыми карликами, нейтронными звездами или черными дырами. Их окончательная судьба определяется их начальной массой. На жизненный цикл звезд также может влиять окружение звезд, то есть являются ли они одиночными или двойными звездами.
Остатки звезд могут быть:
- Белые карлики
- Нейтронные звезды
- Черные карлики
- Черные дыры
Белые карлики
Белые карлики – это остатки звезд с низкой или средней массой, которые выбросили свои внешние слои, когда достигли конца своего жизненного цикла. Они представляют собой звездные ядра, состоящие в основном из вырожденной в электроны материи. Белые карлики являются заключительной стадией эволюции звезд, которые недостаточно массивны, чтобы стать нейтронными звездами или черными дырами. Эти звезды составляют более 97% звезд в нашей галактике.
Белые карлики – очень плотные объекты. Ближайший известный белый карлик – Сириус B, который имеет массу в 102% от массы Солнца. Вся эта масса спрессована в диаметр, почти равный диаметру Земли. Звезда Сириус B была открыта немецким астрономом Фридрихом Вильгельмом Бесселем в 1844 году. Она находится на расстоянии 8,6 световых лет от Солнечной системы.
Нейтронные звезды
Нейтронные звезды – это остаточные ядра сверхгигантов с массой от 10 до 25 масс Солнца, которые закончили свою жизнь как сверхновые. Они еще меньше и плотнее белых карликов. За исключением черных дыр, нейтронные звезды являются самым маленьким и плотным из известных типов звездных объектов. Они имеют массу около 1,4 массы Солнца и радиус около 10 километров. Считается, что Млечный Путь содержит около миллиарда нейтронных звезд.
Нейтронные звезды являются продуктами вспышек сверхновых в сочетании с гравитационным коллапсом. Эти события оставляют конденсированное ядро намного меньше белого карлика. Считается, что нейтронные звезды почти полностью состоят из нейтронов, субатомных частиц с нейтральным зарядом. Их гравитационные поля на поверхности примерно в 200 миллиардов раз больше, чем у Земли. Они вращаются со скоростью до нескольких сотен оборотов в секунду. Некоторые из них испускают пучки электромагнитного излучения из своих магнитных полюсов и известны как пульсары. Самый быстро вращающийся известный пульсар PSR J1748-2446ad, совершает оборот 716 раз в секунду. Он находится в шаровом скоплении Терзан 5 в Стрельце.
Черные карлики
Черные карлики – это белые карлики, которые остыли до такой степени, что не излучают сколько-нибудь значительного света или тепла. Поскольку белым карликам потребовалось бы гораздо больше времени, чем 13,77 миллиарда лет (возраст Вселенной), чтобы достичь этой стадии, черные карлики еще не наблюдались и являются теоретическими объектами. Некоторые из самых холодных обнаруженных белых карликов имеют температуру ниже 3900 К, и считается, что им 11-12 миллиардов лет.
Термин “черный карлик” также применяется к теоретически охлажденным коричневым карликам – субзвездным объектам, которые недостаточно массивны, чтобы превратиться в звезду.
Черные дыры
Черные дыры определяются как плотные, массивные области пространства-времени с такой интенсивной гравитацией, что ничто, включая свет, не может вырваться из них. Черные дыры звездной массы образуются, когда очень массивные звезды в конце своей жизни коллапсируют в результате взрывов сверхновых. Их масса в 10 раз превышает массу Солнца при радиусе 30 км. Обычно они имеют массы в диапазоне от примерно 5 до нескольких десятков масс Солнца. Черные дыры очень трудно обнаружить, но, принимая во внимание количество звезд, достаточно массивных для их образования, ученые полагают, что в нашей галактике может быть от 10 миллионов до миллиарда таких объектов.
