Trick-or-Treat med de syv hvide dværge

I Halloween-ånden besøger vi de kosmiske døde, de små stjerner, der bare skulle forsvinde, men altid ser ud til at skabe problemer i stedet.

Sirius B, gemt tæt på Sirius ved 11-tiden, er den lyseste og nærmeste hvide dværg.
Gabriela og Fabio Carvalho

Når jeg dypper en teskefuld i sukkerbeholderen for at sødme min te hver morgen, bliver jeg mindet om, hvor stor belastning det ville have, hvis jeg i stedet forsøgte at samle en skefuld hvid dværgstof. Næsten 5 tons! En person på 150 pund (68 kg) på Jorden ville veje 50 millioner pund (22, 7 millioner kg) på overfladen af ​​en hvid dværg, et sted hvor "jeg har fået en knus på dig" får en helt anden betydning.

Hvide dværge er virkelig fantastiske væsener. Så massiv som Solen, men en million gange tættere og langt varmere, pakker de deres hoveddel i små sfærer kun så store som Jorden. På trods af en dværgs egen glans og temperatur omkring 180.000 F (~ 100.000 C) er der ikke en eneste synlig med det blotte øje.

Jorden sammenlignet med nogle af de mest kendte hvide dværgstjerner: Sirius B, ledsageren til Sirius; Procyon B; og Van Maanen's Star. Mens de er jordstore, er de ekstremt massive. Sirius B er lidt mindre end Jorden, men lige så massiv som Solen.
Bob King

I styrke 8, 4 Sirius B, ledsageren til Sirius, er den lyseste hvide dværg, men blænding fra –1, 46 Størrelse Sirius gør det til en udfordring at se. I stedet går de fleste af os over til Omicron 2 Eridani B (også kendt som 40 Eridani B eller Keid) for vores første blik på en af ​​disse kompakte stjerner. I størrelsesorden 9, 5 er det en del af et dejligt tredobbelt system til små teleskoper. Hvis du aldrig har haft fornøjelsen, skal du starte her.

Planetisk tåge giver også frugtbar grund til jagt på hvid dværge. Man skinner i midten af ​​hver af disse puffede perler, og deres former aktiveres til synlighed ved stjernens kraftfulde ultraviolette lys. Med nogle få undtagelser er disse centrale stjerner ofte indhyllede i nebulositet og ganske svage.

At blive en hvid dværg er den sidste fase for stjerner med mellemliggende masse som Solen. Efter at have brændt brint og derefter helium som om der ikke er nogen i morgen, vil Solen efterlade en uforbrændbar kulstof-iltkjerne om cirka 5 milliarder år. Uden varme fra nuklear fusion til at skubbe tilbage mod tyngdekraften, vil den trekke sig sammen, indtil elektronerne omkring dets atomer er skubbet ind i det tættest mulige rum. Mellemrum mellem de kredsløbende elektroner og atomkernen holder materien relativt let og fluffy. Slip af med det, og du kan pakke tingene meget tæt. Derfor er hvide dværge så utroligt tætte. Kun trykket fra elektroner, der stikker op mod andre elektroner, forhindrer det i at falde yderligere.

Omicron 2 Eridani B (40 Eridani B), en del af et tredobbelt system, er en af ​​de letteste hvide dverge at se. Halv så massiv som Solen, det er kulstof-iltkernen i en tidligere sollignende stjerne. Det kredses af en rød dværgkompis med elleve størrelser mærket C. Begge cirkel A, en mere massiv orange dværg. Nord er op. Klik her for et finderkort.
Bob King

Fordi de ikke længere smelter sammen atomer til brændstof, betragtes hvide dværge som døde stjerner. De er stadig utroligt varme, men de udstråler støt deres varme væk, som brænderen på din komfur gør, når den køler ned efter at have været slukket. I en billion år eller mere køler en hvid dværg for at blive en teoretisk sort dværg. Teoretisk fordi universet stadig er for ung til, at enhver hvid dværg kan falme fra scenen.

Men tro ikke, at det at være død betyder, at hvide dværge ikke kan komme i problemer. I processen med at blive en, kaster en sollignende stjerne meget af sin masse gennem gusty stjernevinde, som igen bliver foder for planetariske tåger.

En hvid dværg, der er parret sammen med en anden stjerne i et tæt binært system, kan fjerne gasser fra dens ledsager og derefter komprimere og genopvarme materialet, indtil det sprænger i en nova-eksplosion. Hvis dværgen er for grådig og overskrider sin vægtgrænse (1, 4 gange solens masse), resulterer det i eksplosiv brænding, og stjernen eksploderer som en supernova. I kataklysmiske variable stjerner, bedre kendt som dværg novæer, skaber ændringer i strømmen af ​​materiale fra ledsageren til dværgen friktion, der forårsager gentagne "udbrud" af stråling.

Stjerner med lav masse (færre end 8 solmasser) som Solen udvikler sig til røde giganter, før de kaster deres atmosfære af. Den tidligere kerne, nu sammenbrudt, komprimeret og ekstremt varm, bliver en hvid dværg. UV-stråling fra dværgen ophidser den tidligere atmosfære, hvilket får den til at gløde som en planetarisk tåge.
NASA

Ligesom os nægter hvide dværge at dø. For at fejre deres vedholdenhed her er syv til din oplevelse nydelse, en i centrum af en velkendt fald planetarisk tåge og seks post-planetariske, bare-nøgne dværge. Alle er på 13, 4 eller lysere. Jeg fjernede min liste fra det omfattende Villanova White Dwarf Catalog og inkluderede kun sæsonens lyseste. Jeg redigerede listen ned til lysere dværge i nærheden af ​​relativt lyse stjerner for at gøre det relativt let at finde dem. Disse er ikke udvidede genstande, så de tager lidt mere for at spore op. Hvis du bliver slået med disse bisarre stjerner, så tjek min længere liste.

Vi begynder med den planetariske tåge NGC 246, som kulminerer i det vestlige Cetus omkring klokken 11 lokal tid i begyndelsen af ​​november. Også kendt som Skull Nebula, er det lyst i 8. styrke med en iøjnefaldende, spottet oval form 3, 8 ′ (buegange) på tværs. Flere forgrundsstjerner er synlige på tværs af tågen og langs dens kant, men smug i midten kan du ikke gå glip af den centrale stjerne på 11, 9-størrelse, en let hvid dværg til scopes så små som 4, 5 tommer. Observatører med større teleskoper, der er godt synlige, kan muligvis se stedet sin røde dværgkompagnør med en styrke på 14, 4 ′ mod sydøst.

Dette kort viser vestlige Cetus med stjerner i størrelsesorden 8. Nord er op på både kortet og fotoet (indsat) af tågen.
Stellarium / Goran Nilssen og Liverpool Telescope / CC BY-SA 4.0

Van Maanen's Star er den næste mest kendte dværg efter Sirius B og Omicron 2 Eridani B. Beliggende kun 14, 1 lysår væk, blev den opdaget af Adrian Van Maanen i 1917. Van Maanens lys skinner i størrelsesorden +12, 4 - inden for området 4, 5 -internet teleskop - og har en høj ordentlig bevægelse på 3 ″ (buesekunder) pr. år.

Dette diagram viser placeringen af ​​en af ​​de lysere hvide dværge, Van Maanen's Star in Pisces, også kendt som WD0046 + 051 fra Villanova Catalog. Hver af kortene til svagere mål har en lys stjerne eller to for at orientere sig, med stjerner, der er afbildet i størrelse 13. Nord er ope i dette og alle kort, og stjernens RA og dec. Er trykt i den sorte boks. Klik på billedet til den store version, og højreklik derefter på for at gemme og udskrive til brug ved teleskopet.
Kort: Bob King; Kilde: Stellarium

Klik på dette brede diagram for at kortlægge de lyse feltstjerner, der er vist på hvert af de detaljerede kort nedenfor, for at hjælpe dig med at starte dit hump til vores fire svagere dværge.
Stellarium

Her er fire temmelig mindre berømte, men ikke mindre lyse hvide dværge på efterårshimmelen, der spænder fra 10, 5 til 12, 7:

  • WD2032 + 248, styrke 11, 5 i Vulpecula
  • WD2055 + 221, mag. 12 i Vulpecula
  • WD2148 + 286, mag. 10.5 i Pegasus
  • WD2149 + 021, mag. 12.7 i Pegasus

Jeg har hørt, at på Halloween-ånder fra de døde vender tilbage for at hjemsøge de lever. Det samme kan siges om hvide dværge, som er gået, men alligevel indskyder sig selv i kosmos 'vrede og sår.