Реферат: Белые карлики - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Белые карлики

Банк рефератов / Астрономия, авиация, космонавтика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 21 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Белые карлик и - одна из увлекательнейших тем в истории астрономии: впервые были откры ты небесные тела, обладающие свойствами, весьма далёкими от тех, с которы ми мы имеем дело в земных условиях. И, по всей вероятности, разрешение зага дки белых карликов положило начало исследованиям таинственной природы вещества, запрятанного где-то в разных уголках Вселенной. Во Вселенной много б елых карликов. Одно время они считались редкостью, но внимательное изуче ние фотопластинок, полученных в обсерватории Маунт-Паломар (США), показа ло, что их количество превышает 1500. Удалось оценить пространственную плот ность белых карликов: оказывается, в сфере с радиусом в 30 световых лет дол жно находиться около 100 таких звёзд. История открытия белых карликов восх одит к началу 19в, когда Фридрих Вильгельм Бессель, прослеживая движение н аиболее яркой звезды Сириус, открыл, что её путь является не прямой линие й, а имеет волнообразный характер. Собственное движение звезды происход ило не по прямой линии; казалось, что она едва заметно смещалась из сторон ы в сторону. К 1844г., спустя примерно десять лет после первых наблюдений Сири уса, Бессель пришёл к выводу, что рядом с Сириусом находится вторая звезд а, которая, будучи невидимой, оказывает на Сириус гравитационное воздейс твие; оно обнаруживается по колебаниям в движении Сириуса. Ещё более инт ересным оказалось то обстоятельство, что если тёмный компонент действи тельно существует, то период обращения обеих звёзд относительно их обще го центра тяжести равен приблизительно 50 годам. Перенесёмся в 1862г. и и з Германии в Кембридж, штат Массачусетс (США). Алвану Кларку, крупнейшему строителю телескопов в США, Университетам штата Миссисипи было поручен о сконструировать телескоп с объективом диаметром 18,5 дюйма (46 см), который должен был стать самым большим телескопом в мире. После того как Кларк за кончил обработку линзы телескопа, нужно было проверить, обеспечена ли не обходимая точность формы её поверхности. С этой целью линзу установили в подвижной трубе и направили на Сириус - самую яркую звезду, являющуюся лу чшим объектом для проверки линз и выявления их дефектов. Зафиксировав по ложение трубы телескопа, Алван Кларк увидел слабый «призрак», который п оявился на восточном краю поля зрения телескопа в отблеске Сириуса. Зате м, по мере движения небосвода, в поле зрения попал и сам Сириус. Его изобра жение было искажено - казалось, что «призрак» представляет собой дефект линзы, который следовало бы устранить, прежде чем сдать линзу в эксплуат ацию. Однако эта возникшая в поле зрения телескопа слабая звёздочка оказ алась компонентом Сириуса, предсказанным Бесселем. В заключение следуе т добавить, что из-за начавшейся первой мировой войны телескоп Кларка та к никогда и не был отправлен в Миссисипи - его установили в Дирбоновской обсерватории, вблизи Чикаго, а линзу используют, по сей день, но на другой установке. Таким образом, Сириу с стал предметом всеобщего интереса и многих исследований, ибо физическ ие характеристики двойной системы заинтриговали астрономов. С учётом о собенностей движения Сириуса, его расстояние до Земли и амплитуды откло нений от прямолинейного движения астрономам удалось определить характ еристики обеих звёзд системы, названых Сириус А и Сириус В. Суммарная мас са обеих звёзд оказалась в 3,4 раза больше массы Солнца. Было найдено, что ра сстояние между звёздами почти в 20 раз превышает расстояние между Солнце м и Землёй, то есть примерно равно расстоянию между Солнцем и Ураном; полу ченная на основании измерения параметров орбиты масса Сириуса А оказал ась в 2,5 раза больше массы Солнца, а масса Сириуса В составила 95% массы Солнц а. После того как были определены светимости обеих звёзд, обнаружилось, ч то Сириус А почти в 10 000 раз ярче, чем Сириус В. По абсолютной величине Сириус а А мы знаем, что он примерно в 35,5 раза светит сильнее Солнца. Отсюда следуе т, что светимость Солнца в 300 раз превышает светимость Сириуса В. Светимость любой зв езды зависит от температуры поверхности звезды и её размеров, то есть ди аметра. Близость второго компонента к более яркому Сириусу А чрезвычайн о осложняет определение его спектра, что необходимо для установки темпе ратуры звезды. В 1915г. с использованием всех технических средств, которыми располагала крупнейшая обсерватория того времени Маунт-Вилсон (США), бы ли получены удачные фотографии спектра Сириуса. Это привело к неожиданн ому открытию: температура спутника составляла 8000 К, тогда как Солнце имее т температуру 5700 К. Таким образом, спутник в действительности оказался го рячее Солнца, а это означало, что светимость единицы его поверхности так же больше. В самом деле, просто й расчёт показывает, что каждый сантиметр этой звезды излучает в четыре раза больше энергии, чем квадратный сантиметр поверхности Солнца. Отсюд а следует, что поверхность спутника должна быть в 300 ґ4 раз мен ьше, чем поверхность Солнца, и Сириус В должен иметь диаметр около 40 000 км. Од нако масса этой звезды составляет 95% от массы Солнца. Этот значит, что огро мное количество вещества должно быть упаковано в чрезвычайно малом объ ёме, иначе говоря, звезда должна быть плотной. В результате несложных ари фметических действий получаем, что плотность спутника почти в 100 000 раз пре вышает плотность воды. Кубический сантиметр этого вещества на Земле вес ил бы 100 кг, а 0,5 л такого вещества - около 50 т. Такова история откр ытия первого белого карлика. А теперь зададимся вопросом, каким образом вещество можно сжать так, чтобы один кубический сантиметр его весил 100 кг? Когда в результате в ысокого давления вещество сжато до больших плотностей, как в белых карли ках, то вступает в действие другой тип давления, так называемое «вырожде нное давление». Оно появляется при сильнейшем сжатии вещества в недрах з везды. Именно сжатие, а не высокие температуры является причиной вырожде нного давления. Вследствие сильного сжатия атомы оказываются настольк о плотно упакованными, что электронные оболочки начинают проникать одн а в другую. Гравитационное сжа тие белого карлика происходит в течение длительного времени, и электрон ные оболочки продолжают проникать друг в друга до тех пор, пока расстоян ие между ядрами не станет порядка радиуса наименьшей электронной оболо чки. Внутренние электронные оболочки представляют собой непроницаемый барьер, препятствующий дальнейшему сжатию. При максимальном сжатии эле ктроны уже не связаны с отдельными ядрами, а свободно движутся относительно них. Процесс отделения электронов от яд ер происходит в результате ионизации давлением. Когда ионизация станов ится полной, облако электронов движется относительно решётки из более т яжёлых ядер, так что вещество белого карлика приобретает определённые ф изические свойства, характерные для металлов. В таком веществе энергия п ереносится к поверхности электронами, подобно тому, как тепло распростр аняется по железному пруту, нагреваемому с одного конца. Но электронный газ п роявляет и необычные свойства. По мере сжатия электронов их скорость всё больше возрастает, потому что, как мы знаем, согласно фундаментальному ф изическому принципу, два электрона, находящиеся в одном элементе фазово го объёма, не могут иметь одинаковые энергии. Следовательно, чтобы не зан имать один и тот же элемент объёма, они должны двигаться с огромными скор остями. Наименьший размер допустимого объёма зависит от диапазона скор остей электронов. Однако в среднем, чем ниже скорость электронов, тем бол ьше тот минимальный объём, который они могут занимать. Иными словами, сам ые быстрые электроны занимают наименьший объём. Хотя отдельные электро ны носятся со скоростями, соответствующими внутренней температуре пор ядка миллионов градусов, температура полного ансамбля электронов в цел ом остаётся низкой. Установлено, что ато мы газа обычного белого карлика образуют решётку плотно упакованных тя жёлых ядер, сквозь которую движется вырожденный электронный газ. Ближе к поверхности звезды вырождение ослабевает, и на поверхности атомы иониз ированы не полностью, так что часть вещества находится в обычном газообр азном состоянии. Зная физические хар актеристики белых карликов, мы можем сконструировать их наглядную моде ль. Начнём с того, что белые карлики имеют атмосферу. Анализ спектров карл иков приводит к выводу, что толщина их атмосферы составляет всего нескол ько сотен метров. В этой атмосфере астрономы обнаруживают различные зна комые химические элементы. Известны белые карлики двух типов - холодные и горячие. В атмосферах более горячих белых карликов содержится некотор ый запас водорода, хотя, вероятно, он не превышает 0,05%. Тем не менее, по линиям в спектрах этих звёзд были обнаружены водород, гелий, кальций, железо, угл ерод и даже окись титана. Атмосферы холодных белых карликов состоят почт и целиком из гелия; на водород, возможно, приходится меньше, чем один атом из миллиона. Температуры поверхности белых карликов меняются от 5000 К у "х олодных" звёзд до 50 000 К у "горячих". Под атмосферой белого карлика лежит об ласть невырожденного вещества, в котором содержится небольшое число св ободных электронов. Толщина этого слоя 160 км, что составляет примерно 1% рад иуса звезды. Слой этот может меняться со временем, но диаметр белого карл ика остаётся постоянным и равным примерно 40 000 км. Как правило, белые карли ки не уменьшаются в размерах после того, как достигли этого состояния. Он и ведут себя подобно пушечному ядру, нагретому до большой температуры; я дро может менять температуру, излучая энергию, но его размеры остаются н еизменными. Чем же определяется окончательный диаметр белого карлика ? О казывается его массой. Чем больше масса белого карлика, тем меньше его ра диус; минимально возможный радиус составляет 10 000 км. Теоретически, если ма сса белого карлика превышает массу Солнца в 1,2 раза, его радиус может быть неограниченно малым. Именно давление вырожденного электронного газа п редохраняет звезду от всяческого дальнейшего сжатия, и, хотя температур а может меняться от миллионов градусов в ядре звезды до нуля на поверхно сти, диаметр её не меняется. Со временем звезда становится тёмным телом с тем же диаметром, который она имела, вступив в стадию белого карлика. Под верхним слоем зв езды вырожденный газ практически изотермичен, то есть температура почт и постоянна вплоть до самого центра звезды; она составляет несколько мил лионов градусов - наиболее реальная цифра 6 млн. К. Теперь, когда мы имее м некоторые представления о строении белого карлика, возникает вопрос: п очему он светится? Очевидно одно: термоядерные реакции иск лючаются. Внутри белого карлика отсутствует водород, который поддержив ал бы этот механизм генерации энергии. Единственный вид энергии, которым располагает белый карлик, - это тепловая энергия. Ядра ат омов находятся в беспорядочном движении, так как они рассеиваются вырож денным электронным газом. Со временем движение ядер замедляется, что экв ивалентно процессу охлаждения. Электронный газ, который не похож не на о дин из известных на Земле газов, отличается исключительной теплопровод ностью, и электроны проводят тепловую энергию к поверхности, где через а тмосферу эта энергия излучается в космическое пространство. Астрономы сравнива ют процесс остывания горячего белого карлика с остыванием железного пр ута, вынутого из огня. Сначала белый карлик охлаждается быстро, но по мере падения температуры внутри него охлаждение замедляется. Согласно оцен кам, за первые сотни миллионов лет светимость белого карлика падает на 1% о т светимости Солнца. В конце концов, белый карлик должен исчезнуть и стат ь чёрным карликом, однако на это могут понадобиться триллионы лет, и, по мн ению многих учёных, представляется весьма сомнительным, чтобы возраст В селенной был достаточно велик для появления в ней чёрных карликов. Другие астрономы сч итают, что и в начальной фазе, когда белый карлик ещё довольно горяч, скоро сть охлаждения невелика. А когда температура его поверхности падает до величины порядка температуры Солнца, скорость охлаждения увеличиваетс я и угасание происходит очень быстро. Когда недра белого карлика достато чно остынут, они затвердеют. Так или иначе, если п ринять, что возраст Вселенной превышает 10 млрд. лет, красных карликов в не й должно быть намного больше, чем белых. Зная это, астрономы предпринимаю т поиски красных карликов. Пока они безуспешны. Массы белых карликов опр еделены недостаточно точно. Надёжно их можно установить для компоненто в двойных систем, как в случае Сириуса. Но лишь немногие белые карлики вхо дят в состав двойных звёзд. В трёх наиболее хорошо изученных случаях мас сы белых карликов, измеренные, с точностью свыше 10% оказались меньше массы Солнца и составляли примерно половину её. Теоретически предельная масс а для полностью вырожденной не вращающейся звезды должна быть в 1,2 раза бо льше массы Солнца. Однако если звёзды вращаются, а по всей вероятности, та к оно и есть, то вполне возможны массы, в несколько раз превышающие солнеч ную. Сила тяжести на пове рхности белых карликов примерно в 60-70 раз больше, чем на Солнце. Если челове к весит на Земле 75 кг, то на Солнце он весил бы 2тонны, а на поверхности белог о карлика его вес составлял бы 120-140 тонн. С учётом того, что радиусы белых кар ликов мало отличаются и их массы почти совпадают, можно заключить, что си ла тяжести на поверхности любого белого карлика приблизительно одна и т а же. Во Вселенной много белых карликов. Одно время они считались редкост ью, но внимательное изучение фотопластинок, полученных в обсерваторииМ аунт-Паломар, показало, что их количество превышает 1500. Астрономы полагаю т, что частота возникновения белых карликов постоянна, по крайней мере, в течение последних 5 млрд. лет. Возможно, белые карлики составляют наиболе е многочисленный класс объектов на небе. Удалось оценить пространствен ную плотность белых карликов: оказывается, в сфере с радиусом в 30 световых лет должно находиться около 100 таких звёзд. Возникает вопрос: все ли звёзд ы становятся белыми карликами в конце своего эволюционного пути? Если не т, то какая часть звёзд переходит в стадию белого карлика? Важнейший шаг в реше нии проблемы был сделан, когда астрономы нанесли положение центральных звёзд планетарных туманностей на диаграмму температура - светимость. Чт обы разобраться в свойствах звёзд, расположенных в центре планетарных т уманностей, рассмотрим эти небесные тела. На фотографиях план етарная туманность выглядит как протяжённая масса газов эллипсоидной формы со слабой, но горячей звездой в центре. В действительности эта масс а представляет собой сложную турбулентную, концентрическую оболочку, к оторая расширяется со скоростями 15-50 км/с. Хотя эти образования выглядят к ак кольца, на деле они являются оболочками, и скорость турбулентного дви жения газа в них достигает примерно 120 км/с. Оказалось, что диаметры нескол ьких планетарных туманностей, до которых удалось измерить расстояние, с оставляют порядка 1 светового года, или около 10 триллионов километров. Рас ширяясь с указанными выше скоростями, газ в оболочках становится очень р азряженным и не может возбуждаться, а следовательно, его нельзя увидеть спустя 100 000 лет. Многие планетарные туманности, наблюдаемые нами сегодня, родились в последние 50000 лет, а типич ный их возраст близок к 20 000 лет. Центральные звёзды таких туманностей - наи более горячие объекты среди известных в природе. Температура их поверхн ости меняется от 50 000 до 1млн. К. Из-за необычайно высоких температур большая часть излучения звезды приходится на далёкую ультрафиолетовую область электромагнит иного спектра. Это ультрафиолетовое излучение поглощае тся, преобразуется и переизлучается газом оболочки в видимой области с пектра, что и позволяет нам наблюдать оболочку. Это означает, что оболочк и значительно ярче, нежели центральные звёзды, - которые на самом деле явл яются источником энергии, - так как огромное количество излучения звезды приходится на невидимую часть спектра. Из анализа характер истик центральных звёзд планетарных туманностей следует, что типичное значение их массы заключено в интервале 0,6-1 масса Солнца. А для синтеза тяж ёлых элементов в недрах звезды необходимы большие массы. Количество вод орода в этих звёздах незначительно. Однако газовые оболочки богаты водо родом и гелием. Некоторые астроном ы считают, что 50-95 % всех белых карликов возникли не из планетарных туманнос тей. Таким образом, хотя часть белых карликов целиком связана с планетар ными туманностями, по крайней мере, половина или более из них произошли о т нормальных звёзд главной последовательности, не проходящих через ста дию планетарной туманности. Полная картина обра зования белых карликов туманна и неопределенна. Отсутствует так много д еталей, что в лучшем случае описание эволюционного процесса можно строи ть лишь путём логических умозаключений. И, тем не менее, общий вывод таков : многие звёзды теряют часть вещества на пути к своему финалу, подобному с тадии белого карлика, и затем скрываются на небесных «кладбищах» в виде чёрных, невидимых карликов.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Почему вы сначала выставили России счёт на 185 млрд евро за "оккупацию Латвии Советским Союзом", а через два дня увеличили его уже до 300 млрд?
- Простааа мы чуууть не заппыли про огроомные паттееери от вааарварской электрификааации Прибааалтики, которую провелааа Россииия в теее гоооды.
- Но ведь электрификация - это же хорошо?!!
- Нииичччего хорооошего. Знааали бы выыы, как моего праадеееда, наппример, однааажды тооокком йёппнуло...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по астрономии, авиации, космонавтике "Белые карлики", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru