ดาวแคระขาวเป็นดาวที่พบได้ทั่วไปในอวกาศของเรา นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่าผลจากการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นขั้นตอนสุดท้ายของการพัฒนา โดยรวมแล้ว มีสองสถานการณ์สำหรับการดัดแปลงวัตถุดาวฤกษ์ ในกรณีหนึ่งขั้นตอนสุดท้ายคือดาวนิวตรอน ในอีกกรณีหนึ่งคือหลุมดำ คนแคระเป็นขั้นตอนสุดท้ายของวิวัฒนาการ พวกมันมีระบบดาวเคราะห์รอบตัวพวกเขา นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุสิ่งนี้ได้โดยการตรวจสอบตัวอย่างที่อุดมด้วยโลหะ
พื้นหลัง
ดาวแคระขาวเป็นดาวฤกษ์ที่ดึงดูดความสนใจของนักดาราศาสตร์ในปี 1919 เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์จากเนเธอร์แลนด์ Maanen ค้นพบวัตถุท้องฟ้าดังกล่าว สำหรับเวลาของเขา ผู้เชี่ยวชาญได้ค้นพบที่ค่อนข้างผิดปรกติและไม่คาดฝัน คนแคระที่เขาเห็นดูเหมือนดาว แต่มีขนาดเล็กที่ไม่ได้มาตรฐาน อย่างไรก็ตามสเปกตรัมนั้นราวกับว่ามันเป็นเทห์ฟากฟ้าขนาดใหญ่
สาเหตุของปรากฏการณ์ประหลาดเช่นนี้ดึงดูดใจนักวิทยาศาสตร์มาระยะหนึ่งแล้ว จึงมีความพยายามอย่างมากในการศึกษาโครงสร้างของดาวแคระขาว ความก้าวหน้าเกิดขึ้นเมื่อพวกเขาแสดงออกและพิสูจน์สมมติฐานของความอุดมสมบูรณ์ของโครงสร้างโลหะต่างๆ ในบรรยากาศของเทห์ฟากฟ้า
จำเป็นต้องชี้แจงว่าโลหะในวิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์เป็นธาตุทุกชนิด โมเลกุลที่หนักกว่าไฮโดรเจน ฮีเลียม และองค์ประกอบทางเคมีของพวกมันก้าวหน้ากว่าสารประกอบทั้งสองนี้ ฮีเลียม ไฮโดรเจน ตามที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างขึ้นนั้น แพร่หลายในจักรวาลของเรามากกว่าสารอื่นๆ จากสิ่งนี้ จึงมีการตัดสินใจกำหนดให้ทุกอย่างอื่นเป็นโลหะ
การพัฒนาธีม
แม้ว่าดาวแคระขาวจะมีขนาดแตกต่างกันมากจากดวงอาทิตย์ แต่ถูกพบเห็นครั้งแรกในช่วงอายุ 20 ปี แต่เพียงครึ่งศตวรรษต่อมาผู้คนค้นพบว่าการปรากฏตัวของโครงสร้างโลหะในบรรยากาศของดาวฤกษ์นั้นไม่ใช่ปรากฏการณ์ทั่วไป ปรากฏว่าเมื่อรวมอยู่ในชั้นบรรยากาศแล้ว นอกเหนือไปจากสารทั่วไปสองชนิด คือ สารที่หนักกว่า พวกมันจะถูกแทนที่ไปยังชั้นที่ลึกกว่า สารหนักที่อยู่ในโมเลกุลของฮีเลียม ไฮโดรเจน จะต้องเคลื่อนที่ไปยังแกนกลางของดาวในที่สุด
มีหลายสาเหตุสำหรับกระบวนการนี้ รัศมีของดาวแคระขาวมีขนาดเล็ก วัตถุของดาวฤกษ์ดังกล่าวมีขนาดกะทัดรัดมาก - ไม่ได้มีชื่อมาเพื่ออะไร โดยเฉลี่ยแล้วรัศมีนั้นเทียบได้กับโลก ในขณะที่น้ำหนักนั้นใกล้เคียงกับน้ำหนักของดาวฤกษ์ที่ส่องสว่างระบบดาวเคราะห์ของเรา อัตราส่วนของขนาดและน้ำหนักนี้ทำให้เกิดการเร่งความเร็วของพื้นผิวโน้มถ่วงที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ ด้วยเหตุนี้ การสะสมของโลหะหนักในบรรยากาศไฮโดรเจนและฮีเลียมจึงเกิดขึ้นเพียงไม่กี่วันหลังจากที่โมเลกุลเข้าสู่มวลก๊าซทั้งหมด
คุณสมบัติและระยะเวลา
ลักษณะบางครั้งของดาวแคระขาวทำให้กระบวนการตกตะกอนของโมเลกุลของสารหนักล่าช้าออกไปเป็นเวลานาน ตัวเลือกที่ดีที่สุดจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์จากโลกคือกระบวนการที่ต้องใช้เวลาหลายล้าน หลายสิบล้านปี ทว่าช่วงเวลาดังกล่าวสั้นมากเมื่อเทียบกับอายุขัยของตัวเอกเอง
วิวัฒนาการของดาวแคระขาวเป็นรูปร่างที่มนุษย์ส่วนใหญ่สังเกตได้ในขณะนี้มีอายุหลายร้อยล้านปีของโลกแล้ว หากเราเปรียบเทียบสิ่งนี้กับกระบวนการดูดซับโลหะที่ช้าที่สุดโดยนิวเคลียส ความแตกต่างมีนัยสำคัญมากกว่า ดังนั้น การตรวจจับโลหะในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่สังเกตได้ทำให้เราสรุปได้อย่างมั่นใจว่าในตอนแรกร่างกายไม่มีองค์ประกอบในบรรยากาศเช่นนี้ มิฉะนั้น การรวมโลหะทั้งหมดจะหายไปนานแล้ว
ทฤษฎีกับการปฏิบัติ
การสังเกตที่อธิบายข้างต้น เช่นเดียวกับข้อมูลที่รวบรวมมาเป็นเวลาหลายทศวรรษเกี่ยวกับดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน หลุมดำ ชี้ให้เห็นว่าบรรยากาศได้รับการรวมโลหะจากแหล่งภายนอก นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจว่านี่เป็นสื่อกลางระหว่างดวงดาว เทห์ฟากฟ้าเคลื่อนตัวผ่านสสารดังกล่าว เพิ่มตัวกลางบนพื้นผิวของมัน ซึ่งจะทำให้บรรยากาศสมบูรณ์ด้วยธาตุหนัก แต่การสังเกตเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีดังกล่าวไม่สามารถป้องกันได้ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุไว้ หากการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นในลักษณะนี้ ดาวแคระจะได้รับไฮโดรเจนจากภายนอกเป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากตัวกลางระหว่างดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นเป็นกลุ่มโดยไฮโดรเจนและโมเลกุลของฮีเลียม สื่อเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่เป็นสารประกอบหนัก
หากทฤษฎีนี้เกิดขึ้นจากการสังเกตดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน หลุมดำจะพิสูจน์ตัวเอง ดาวแคระจะประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็นธาตุที่เบาที่สุด สิ่งนี้จะไม่อนุญาตให้มีแม้แต่วัตถุท้องฟ้าที่เป็นฮีเลียมด้วยซ้ำ เพราะฮีเลียมนั้นหนักกว่า ซึ่งหมายความว่าการเติมไฮโดรเจนจะซ่อนมันไว้อย่างสมบูรณ์จากสายตาของผู้สังเกตการณ์ภายนอก จากการมีอยู่ของดาวแคระฮีเลียม นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าสสารในอวกาศไม่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งเดียวและแม้แต่แหล่งโลหะหลักในบรรยากาศของวัตถุดวงดาว
จะอธิบายยังไง
นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาหลุมดำ ดาวแคระขาวในทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา เสนอว่าการรวมตัวของโลหะสามารถอธิบายได้จากการตกของดาวหางบนพื้นผิวของเทห์ฟากฟ้า จริงอยู่ครั้งหนึ่งความคิดดังกล่าวถือว่าแปลกใหม่เกินไปและไม่ได้รับการสนับสนุน สาเหตุส่วนใหญ่มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าผู้คนยังไม่รู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของระบบดาวเคราะห์ดวงอื่น - มีเพียงระบบสุริยะ "บ้าน" ของเราเท่านั้นที่รู้จัก
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการศึกษาหลุมดำ ดาวแคระขาวถูกสร้างขึ้นในปลายทศวรรษหน้า ซึ่งเป็นทศวรรษที่แปดของศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์มีเครื่องมืออินฟราเรดที่ทรงพลังโดยเฉพาะสำหรับการสังเกตความลึกของอวกาศ ซึ่งทำให้สามารถตรวจจับรังสีอินฟราเรดรอบ ๆ นักดาราศาสตร์ดาวแคระขาวที่รู้จักตัวหนึ่งได้ สิ่งนี้ถูกเปิดเผยอย่างแม่นยำรอบ ๆ ดาวแคระ ซึ่งมีบรรยากาศที่เป็นโลหะรวม
รังสีอินฟราเรดซึ่งทำให้สามารถประมาณอุณหภูมิของดาวแคระขาวได้ ยังบอกกับนักวิทยาศาสตร์ว่าร่างกายของดาวฤกษ์นั้นล้อมรอบด้วยสารบางชนิดที่สามารถดูดซับรังสีของดาวได้ สารนี้ถูกทำให้ร้อนจนถึงระดับอุณหภูมิจำเพาะ น้อยกว่าระดับดาวฤกษ์ วิธีนี้ช่วยให้คุณค่อยๆ เปลี่ยนเส้นทางพลังงานที่ถูกดูดซับ การแผ่รังสีเกิดขึ้นในช่วงอินฟราเรด
วิทยาศาสตร์ก้าวไปข้างหน้า
สเปกตรัมของดาวแคระขาวได้กลายเป็นเป้าหมายของการศึกษาจิตใจขั้นสูงของโลกของนักดาราศาสตร์ เมื่อมันปรากฏออกมา คุณจะได้รับข้อมูลค่อนข้างมากเกี่ยวกับคุณสมบัติของเทห์ฟากฟ้า สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือการสังเกตวัตถุดาวฤกษ์ที่มีรังสีอินฟราเรดมากเกินไป ปัจจุบันสามารถระบุระบบประเภทนี้ได้ประมาณสามโหล เปอร์เซ็นต์หลักของพวกเขาได้รับการศึกษาโดยใช้กล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ที่ทรงพลังที่สุด
นักวิทยาศาสตร์ที่สำรวจวัตถุท้องฟ้าพบว่าดาวแคระขาวมีความหนาแน่นน้อยกว่าค่าพารามิเตอร์นี้มาก ซึ่งเป็นลักษณะของดาวยักษ์ นอกจากนี้ยังพบว่ารังสีอินฟราเรดส่วนเกินเกิดจากการมีดิสก์ที่เกิดจากสารเฉพาะที่สามารถดูดซับรังสีพลังงานได้ มันคือพลังงานที่แผ่ออกมาแล้ว แต่อยู่ในช่วงความยาวคลื่นที่ต่างกัน
จานอยู่ใกล้เป็นพิเศษและส่งผลต่อมวลของดาวแคระขาวในระดับหนึ่ง (ซึ่งไม่เกินขีดจำกัดจันทรเสกขาร์) รัศมีภายนอกเรียกว่าดิสก์ดีทริทัล มีคนแนะนำว่ามันถูกสร้างขึ้นระหว่างการทำลายร่างกายบางส่วน โดยเฉลี่ยแล้วรัศมีมีขนาดใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์
หากคุณสนใจระบบดาวเคราะห์ของเรา จะเห็นได้ชัดว่าใกล้กับ "บ้าน" เราสามารถสังเกตตัวอย่างที่คล้ายกัน เหล่านี้คือวงแหวนรอบดาวเสาร์ซึ่งมีขนาดเท่ากับรัศมีของ ดาวของเรา เมื่อเวลาผ่านไป นักวิทยาศาสตร์พบว่าคุณลักษณะนี้ไม่ใช่ลักษณะเดียวที่ดาวแคระและดาวเสาร์มีเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ทั้งดาวเคราะห์และดวงดาวต่างก็มีจานที่บางมาก ซึ่งไม่โปร่งใสเมื่อพยายามส่องผ่านแสง
บทสรุปและการพัฒนาทฤษฎี
เนื่องจากวงแหวนของดาวแคระขาวเปรียบได้กับวงแหวนรอบดาวเสาร์ จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างทฤษฎีใหม่ที่อธิบายการมีอยู่ของโลหะในบรรยากาศของดาวเหล่านี้ นักดาราศาสตร์ทราบดีว่าวงแหวนรอบดาวเสาร์เกิดจากการกระจัดของวัตถุบางส่วนที่อยู่ใกล้โลกมากพอที่จะได้รับผลกระทบจากสนามโน้มถ่วงของดาวเสาร์ ในสถานการณ์เช่นนี้ ร่างกายภายนอกไม่สามารถรักษาแรงโน้มถ่วงของตัวเองได้ ซึ่งนำไปสู่การละเมิดความสมบูรณ์
เมื่อประมาณ 15 ปีที่แล้ว มีการนำเสนอทฤษฎีใหม่ที่อธิบายการก่อตัวของวงแหวนดาวแคระขาวในลักษณะเดียวกัน สันนิษฐานว่าในตอนแรกดาวแคระเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใจกลางระบบดาวเคราะห์ เทห์ฟากฟ้าวิวัฒนาการไปตามกาลเวลา ซึ่งกินเวลาหลายพันล้านปี บวม สูญเสียเปลือกของมัน และสิ่งนี้ทำให้เกิดการก่อตัวของดาวแคระ ซึ่งจะค่อยๆ เย็นลง อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิของดาวแคระขาวนั้นอธิบายได้อย่างแม่นยำ สำหรับบางคนก็ประมาณ 200,000 K.
ระบบของดาวเคราะห์ในช่วงวิวัฒนาการดังกล่าวสามารถอยู่รอดได้ซึ่งจะนำไปสู่การขยายตัวของส่วนนอกของระบบพร้อมกับมวลของดาวฤกษ์ที่ลดลง เป็นผลให้เกิดระบบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ขึ้น ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย และองค์ประกอบอื่น ๆ อีกมากมายที่อยู่รอดจากการวิวัฒนาการ
ต่อไป
ความคืบหน้าของระบบอาจทำให้ระบบไม่เสถียร สิ่งนี้นำไปสู่การทิ้งระเบิดของพื้นที่รอบ ๆ ดาวเคราะห์ด้วยก้อนหิน และดาวเคราะห์น้อยบางส่วนก็บินออกจากระบบ อย่างไรก็ตาม บางส่วนเคลื่อนเข้าสู่วงโคจร ไม่ช้าก็เร็วก็พบว่าตัวเองอยู่ในรัศมีสุริยะของดาวแคระ การชนกันจะไม่เกิดขึ้น แต่กระแสน้ำนำไปสู่การละเมิดความสมบูรณ์ของร่างกาย กระจุกของดาวเคราะห์น้อยดังกล่าวมีรูปร่างคล้ายกับวงแหวนรอบดาวเสาร์ ดังนั้นจานเศษจึงก่อตัวขึ้นรอบดาวฤกษ์ ความหนาแน่นของดาวแคระขาว (ประมาณ 10^7 g/cm3) และจานทำลายต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ
ทฤษฎีที่อธิบายไว้ได้กลายเป็นคำอธิบายที่ค่อนข้างสมบูรณ์และสมเหตุสมผลของปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์จำนวนหนึ่ง ด้วยวิธีนี้ เราสามารถเข้าใจได้ว่าทำไมดิสก์ถึงมีขนาดกะทัดรัด เพราะดาวฤกษ์ไม่สามารถล้อมรอบด้วยจานที่มีรัศมีเทียบได้กับดวงอาทิตย์ตลอดการดำรงอยู่ มิฉะนั้น ดิสก์ดังกล่าวจะอยู่ภายในร่างกายในตอนแรก
เมื่ออธิบายการก่อตัวของแผ่นดิสก์และขนาดของแผ่นดิสก์แล้ว เราสามารถเข้าใจได้ว่าโลหะที่หายากนั้นมาจากไหน มันอาจจะจบลงที่พื้นผิวดาว ซึ่งทำให้คนแคระปนเปื้อนด้วยโมเลกุลโลหะ ทฤษฎีที่อธิบายไว้โดยไม่ขัดแย้งกับตัวบ่งชี้ความหนาแน่นเฉลี่ยของดาวแคระขาวที่เปิดเผย (ลำดับ 10^7 g/cm3) พิสูจน์ให้เห็นว่าทำไมโลหะจึงถูกสังเกตพบในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ เหตุใดจึงวัดค่าทางเคมีการจัดองค์ประกอบโดยวิธีที่มนุษย์สามารถเข้าถึงได้ และด้วยเหตุใดการกระจายขององค์ประกอบจึงคล้ายกับลักษณะของโลกของเราและวัตถุที่ศึกษาอื่นๆ
ทฤษฎี: มีประโยชน์อะไรไหม
แนวคิดที่อธิบายนี้ถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่อเป็นพื้นฐานในการอธิบายว่าทำไมเปลือกดาวจึงปนเปื้อนด้วยโลหะ เหตุใดจึงมีเศษจานปรากฏขึ้น นอกจากนี้ ตามด้วยระบบดาวเคราะห์รอบดาวแคระ ข้อสรุปนี้มีความประหลาดใจเล็กน้อย เนื่องจากมนุษย์ได้กำหนดว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่มีระบบดาวเคราะห์ของตนเอง นี่เป็นลักษณะของดาวแคระขาวที่คล้ายกับดวงอาทิตย์และมีขนาดใหญ่กว่ามิติของมันมาก นั่นคือดาวแคระขาวก่อตัวขึ้นจากพวกมัน
ยังไม่หมดหัวข้อ
แม้ว่าเราจะถือว่าทฤษฎีที่อธิบายข้างต้นเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปและได้รับการพิสูจน์แล้ว แต่คำถามบางข้อสำหรับนักดาราศาสตร์ยังคงเปิดอยู่จนถึงทุกวันนี้ สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือความจำเพาะของการถ่ายโอนสสารระหว่างดิสก์กับพื้นผิวของเทห์ฟากฟ้า อย่างที่บางคนแนะนำว่าเกิดจากการแผ่รังสี ทฤษฎีที่เรียกในลักษณะนี้เพื่ออธิบายการขนส่งของสสารนั้นขึ้นอยู่กับผลกระทบของ Poynting-Robertson ปรากฏการณ์นี้ภายใต้อิทธิพลของอนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างช้าๆ ในวงโคจรรอบดาวอายุน้อย ค่อยๆ หมุนวนเข้าหาศูนย์กลางและหายไปในเทห์ฟากฟ้า สันนิษฐานได้ว่าผลกระทบนี้น่าจะปรากฏในแผ่นเศษซากที่อยู่รอบดาวฤกษ์ กล่าวคือ โมเลกุลที่มีอยู่ในจานนั้นไม่ช้าก็เร็วพบว่าตัวเองอยู่ใกล้ดาวแคระเป็นพิเศษ ของแข็งอาจมีการระเหยกลายเป็นก๊าซ - ในลักษณะของดิสก์ที่ได้รับการบันทึกไว้รอบดาวแคระหลายดวงที่สังเกตได้ ไม่ช้าก็เร็วก๊าซจะไปถึงพื้นผิวดาวแคระและลำเลียงโลหะมาที่นี่
นักดาราศาสตร์ประเมินข้อเท็จจริงที่เปิดเผยว่ามีส่วนสำคัญต่อวิทยาศาสตร์ เนื่องจากพวกเขาแนะนำว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นอย่างไร นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากวัตถุสำหรับการวิจัยที่ดึงดูดผู้เชี่ยวชาญมักไม่พร้อมใช้งาน ตัวอย่างเช่น ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์นั้นหายากมากในการศึกษา - มันยากเกินไปในระดับเทคนิคที่อารยธรรมของเราสามารถทำได้ ผู้คนสามารถศึกษาระบบดาวเคราะห์ได้หลังจากเปลี่ยนดาวฤกษ์เป็นดาวแคระ หากเราพัฒนาไปในทิศทางนี้ จะสามารถเปิดเผยข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการมีอยู่ของระบบดาวเคราะห์และลักษณะเฉพาะของมันได้อย่างแน่นอน
ดาวแคระขาวในบรรยากาศที่มีการตรวจพบโลหะ ทำให้เราได้แนวคิดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของดาวหางและวัตถุในจักรวาลอื่นๆ ในความเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์ไม่มีทางอื่นในการประเมินองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น การศึกษาดาวเคราะห์ยักษ์ เราสามารถเข้าใจได้เฉพาะชั้นนอก แต่ไม่มีข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับเนื้อหาภายใน นอกจากนี้ยังใช้กับระบบ "บ้าน" ของเราด้วย เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีสามารถศึกษาได้จากเทห์ฟากฟ้านั้นที่ตกลงสู่พื้นผิวโลกหรือในที่ที่สามารถลงจอดอุปกรณ์วิจัยได้
เป็นไงบ้าง
ไม่ช้าก็เร็ว ระบบดาวเคราะห์ของเราก็จะกลายเป็น "บ้าน" ของดาวแคระขาวด้วยเช่นกัน อย่างที่นักวิทยาศาสตร์บอก แกนดาวมีสสารในปริมาณที่จำกัดเพื่อให้ได้พลังงาน และไม่ช้าก็เร็วปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์หมดลง ก๊าซมีปริมาตรลดลง ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเป็นตันต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ในขณะที่ปฏิกิริยายังคงดำเนินต่อไปในชั้นนอกสุด ดาวฤกษ์ขยายตัวกลายเป็นดาวยักษ์แดงซึ่งมีรัศมีเทียบได้กับดาวหลายร้อยดวงที่เท่าดวงอาทิตย์ เมื่อเปลือกนอกหยุด "เผาไหม้" ภายใน 100,000 ปีจะมีสสารกระจายตัวในอวกาศซึ่งมาพร้อมกับการก่อตัวของเนบิวลา
แกนกลางของดาวที่หลุดจากเปลือกทำให้อุณหภูมิลดลง ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของดาวแคระขาว อันที่จริงดาวฤกษ์ดังกล่าวเป็นก๊าซความหนาแน่นสูง ในทางวิทยาศาสตร์ คนแคระมักถูกเรียกว่าเทห์ฟากฟ้าที่เสื่อมโทรม หากดาวของเราถูกบีบอัดและมีรัศมีเพียงไม่กี่พันกิโลเมตร แต่น้ำหนักก็จะยังคงอยู่อย่างสมบูรณ์ ดาวแคระขาวก็จะเกิดขึ้นที่นี่เช่นกัน
คุณสมบัติและจุดทางเทคนิค
ประเภทของวัตถุในจักรวาลที่พิจารณาสามารถเรืองแสงได้ แต่กระบวนการนี้อธิบายได้ด้วยกลไกอื่นนอกเหนือจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ การเรืองแสงเรียกว่าสิ่งตกค้างซึ่งอธิบายได้จากอุณหภูมิที่ลดลง ดาวแคระเกิดจากสสารซึ่งบางครั้งไอออนจะเย็นกว่า 15,000 เค การเคลื่อนที่แบบสั่นเป็นลักษณะเฉพาะของธาตุ เทห์ฟากฟ้าค่อยๆ กลายเป็นผลึก แสงจะอ่อนลง และดาวแคระก็พัฒนาเป็นสีน้ำตาล
นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุขีดจำกัดมวลสำหรับเทห์ฟากฟ้าดังกล่าว - มากถึง 1.4 น้ำหนักของดวงอาทิตย์ แต่ไม่เกินขีดจำกัดนี้ ถ้ามวลเกินขีดจำกัดนี้ดาวไม่สามารถอยู่ได้ นี่เป็นเพราะความดันของสารในสถานะบีบอัด ซึ่งน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงที่บีบอัดสาร มีการบีบอัดที่รุนแรงมากซึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของนิวตรอน สารนี้จะถูกทำให้นิวตรอน
การอัดอาจทำให้เสื่อมได้ ในกรณีนี้ดาวนิวตรอนจะก่อตัวขึ้น ตัวเลือกที่สองคือการบีบอัดอย่างต่อเนื่อง ไม่ช้าก็เร็วจะทำให้เกิดการระเบิด
พารามิเตอร์และคุณสมบัติทั่วไป
ความส่องสว่างแบบโบโลเมตริกของวัตถุท้องฟ้าประเภทที่พิจารณาแล้วสัมพันธ์กับลักษณะของดวงอาทิตย์นั้นน้อยกว่าประมาณหนึ่งหมื่นครั้ง รัศมีของดาวแคระมีน้อยกว่าร้อยเท่าของดวงอาทิตย์ ในขณะที่น้ำหนักนั้นเทียบได้กับคุณลักษณะของดาวฤกษ์หลักของระบบดาวเคราะห์ของเรา ในการกำหนดขีดจำกัดมวลสำหรับดาวแคระ การคำนวณขีดจำกัดจันทรเสกขา เมื่อเกินขอบเขต คนแคระจะวิวัฒนาการไปเป็นวัตถุท้องฟ้าอีกรูปแบบหนึ่ง โฟโตสเฟียร์ของดาวฤกษ์โดยเฉลี่ยประกอบด้วยสสารหนาแน่นประมาณ 105–109 g/cm3 เมื่อเทียบกับซีเควนซ์หลัก มีความหนาแน่นมากกว่าล้านเท่า
นักดาราศาสตร์บางคนเชื่อว่ามีเพียง 3% ของดาวทั้งหมดในกาแลคซีเท่านั้นที่เป็นดาวแคระขาว และบางคนเชื่อว่าทุก ๆ ในสิบเป็นของชั้นนี้ ค่าประมาณต่างกันมากเกี่ยวกับสาเหตุของความยากลำบากในการสังเกตเทห์ฟากฟ้า - พวกมันอยู่ไกลจากโลกของเราและส่องแสงจางๆ เกินไป
เรื่องและชื่อ
ในปี ค.ศ. 1785 ศพปรากฏในรายชื่อดาวคู่ซึ่งเฮอร์เชลกำลังสังเกตอยู่ ดาวดวงนี้มีชื่อว่า 40 Eridani B. เธอคือผู้ที่ถือเป็นบุคคลแรกที่เห็นจากประเภทสีขาวคนแคระ ในปี 1910 รัสเซลล์สังเกตว่าเทห์ฟากฟ้านี้มีระดับความส่องสว่างต่ำมาก แม้ว่าอุณหภูมิสีจะค่อนข้างสูง เมื่อเวลาผ่านไป ก็ตัดสินใจว่าเทห์ฟากฟ้าของชั้นนี้ควรแยกเป็นหมวดหมู่ต่างหาก
ในปี 1844 Bessel ศึกษาข้อมูลที่ได้จากการติดตาม Procyon B, Sirius B ตัดสินใจว่าทั้งคู่เปลี่ยนจากเส้นตรงเป็นครั้งคราว ซึ่งหมายความว่ามีดาวเทียมอยู่ใกล้ สมมติฐานดังกล่าวไม่น่าจะเกิดขึ้นสำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ เนื่องจากไม่มีดาวเทียมที่สามารถมองเห็นได้ ในขณะที่ความเบี่ยงเบนสามารถอธิบายได้โดยเทห์ฟากฟ้าเท่านั้น ซึ่งมีมวลมากเป็นพิเศษ (คล้ายกับซีเรียส Procyon)
ในปี 1962 คลาร์กซึ่งทำงานกับกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในเวลานั้น ระบุวัตถุท้องฟ้าที่มืดสลัวมากใกล้กับซีเรียส เขาเป็นคนที่เรียกว่า Sirius B ซึ่งเป็นดาวเทียมดวงเดียวกับที่ Bessel แนะนำมานานแล้ว ในปีพ.ศ. 2439 การศึกษาพบว่า Procyon มีดาวเทียมเช่นกัน ซึ่งเรียกว่า Procyon B ดังนั้นแนวคิดของ Bessel จึงได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์
