Laboratorijā atjaunota baltā pundura atmosfēra

Baltie punduri ir mirdzoši oglekļa gabali, kas palikuši pāri pēc tam, kad zvaigznes ir iztērējušas visu savu degvielu. Tie ir karsti, blīvi un mazi, parasti ar Saules masu, kas iepildīta Zemes tilpumā.

Šo objektu struktūra ir sarežģīta. Astronomi nevar redzēt kvēlojošās oglekļa ogles, jo baltos pundurus vienmēr ieskauj plāns, blīvs gāzes slānis, ko ievelk zvaigznes intensīvā gravitācija.

Tieši šī gāze spīd intensīvā baltā gaismā temperatūrā, kas parasti ir no 8000 K līdz 16 000 K – salīdzinājumam, Saules atmosfēra ir aptuveni 6000 K. Gāze lielākoties ir ūdeņradis, bet var saturēt arī hēliju, dažādus metālus un oglekli.

Visus šos elementus ir viegli identificēt, aplūkojot raksturīgās frekvences, kurās elementi izstaro un absorbē gaismu. Šo metodi sauc par spektroskopiju. Tomēr intensīvais karstums un spiediens pie šo zvaigžņu virsmas izkropļo spektrus, izraisot, piemēram, līniju izplatīšanos.

Tas ir ērti astronomiem, jo ​​viņi var izmantot šos traucējumus, lai aprēķinātu spiedienu uz virsmas, kas ir atkarīgs no virsmas gravitācijas. Apvienojot tos ar citiem datiem, piemēram, temperatūras mērījumiem, tas ļauj noteikt zvaigznes rādiusu un masu.

Tātad spektroskopija ir ļoti spēcīgs instruments.

Tomēr ir problēma. Šādā veidā aprēķinātā masa un rādiuss ne vienmēr sakrīt ar vērtībām, kas aprēķinātas citos veidos, piemēram, mērot zvaigznes kustību telpā.

Tāpēc astronomi vēlas labāk izprast procesus, kas ietekmē balto punduru atmosfēras spektrus.

Ienāciet Ross Falcon Sandia National Laboratories Ņūmeksikā un daži draugi. Sendijai ir planētas jaudīgākā rentgena iekārta, kas pazīstama kā Z impulsu barošanas iekārta.

Šie puiši izmanto rentgena starus no šīs iekārtas, lai uzsildītu plānu zelta sieniņu ūdeņradi saturošas mēģenes galā. Zelts ātri uzkarsē ūdeņradi, radot augsta blīvuma plazmu aptuveni 10 000 K temperatūrā.

Tas vairāk vai mazāk precīzi atveido apstākļus baltā pundura atmosfērā. Pēc tam Falcon un co izmēra gāzes spektru, lai redzētu, kā apstākļi to ietekmē.

Izmantojot datus, šie puiši ir spējuši pilnveidot astronomu balto punduru atmosfēras modeļus, lai labāk izprastu, piemēram, pašas zvaigznes, to masu un rādiusu.

Tomēr darbs nebūt nav beidzies. Falcon un co tagad vēlas iekļaut dažus citus elementus, kas parādās balto punduru spektros. Viņi ir sākuši provizoriskus eksperimentus ar hēliju un cer tuvākajā nākotnē izpētīt oglekļa un skābekļa spektrus.

Turklāt Falcon un citi vēlas atjaunot spēcīgos magnētiskos laukus, kas pastāv ap dažiem baltajiem punduriem, lai redzētu, kāda ir to ietekme uz spektriem.

Tas ir vieglāk pateikt nekā izdarīt. Z impulsu jaudas iekārtai nav problēmu radīt spēcīgus magnētiskos laukus — grūtības rada kontrolētā veidā tos izmantot eksperimentā. Tātad Falcon grupai un citiem, kas arī strādā Sandia, ir jādara darbs.

Bet atjaunot zvaigžņu virsmu uz Zemes — tas ir forši.

Atsauce: arxiv.org/abs/1210.0832 : Balto punduru fotosfēru izveide laboratorijā: Astrofizikas lietojumu stratēģija

paslēpties