Как «белым карликам» удаётся светить, хотя они утратили ядерное топливо? Что происходит внутри этих звёзд?

Обычно звезды представляются нам как сферы из раскаленного газа, но не таковы белые карлики, которые в отличие от прочих звезд, имеют твердое кристаллическое ядро. Эти загадочные звезды образуются из растративших запасы водорода красных гигантов, когда последние сбрасывают свои верхние слои, слабо связанные с очень плотным ядром. В результате формируется небольшая, размером примерно с Землю, но очень плотная звезда, лишенная необходимого для термоядерных реакций топлива.

Тем не менее, белый карлик продолжает светить за счет огромных запасов тепловой энергии, на расход которой могут уйти миллиарды лет. Светимость белых карликов, однако, очень низкая по сравнению с Солнцем. Кстати, наше Солнце является прямым кандидатом в белые карлики. Когда оно достигнет преклонного возраста, а это случится примерно через 6 миллиардов лет, то станет красным гигантом, а затем, потеряв за короткий по космическим меркам срок внешние слои, сожмется до состояния белого карлика, который продолжит тускло светить еще десятки миллиардов лет.

Что происходит внутри «белых карликов»




При этом в недрах призрачной звезды начнут происходить удивительные изменения. По мере остывания вещество в ядре белого карлика утрачивает свойства газа и становится более похожим на жидкость. Колоссальное давление сжимает атомы настолько сильно, что их связи начинают разрываться. В результате освободившиеся электроны образуют вырожденный электронный газ и атомные ядра, которые, утратив необходимое для свободного перемещения количество энергии, начинают образовывать кристаллическую структуру, аналогичную структуре замерзшего водорода.

И всё же недра белого карлика остаются очень горячими, с температурой около 10 миллионов градусов. А вот температура внешнего газового слоя звезды, образующего как-бы атмосферу, на порядки ниже и составляет несколько тысяч градусов. Что же касается состава кристаллического ядра, то он будет зависеть от результатов нуклеосинтеза в недрах материнской звезды. Обычно его продуктами в звездах, подходящих для образования белых карликов, становится углерод и кислород.

В таком состоянии сияющего кристалла белый карлик продолжит свое существование миллиарды лет, постепенно остывая и краснея, пока наконец не перестанет излучать видимый свет и не станет черным и холодным. Впрочем, окончательная судьба белых карликов — это лишь предположение, ибо для полного остывания умирающей звезды по приблизительным подсчетам потребуется как минимум 1015 миллиардов лет, что намного превышает предполагаемый возраст Вселенной.