Межа Чандрасекара

Предел Чандрасекара

Белый карлик може бути массивнее Сонця більш ніж 1,4 раза.

Как і у Всесвіті, зірки народжуються, живуть і тихо вмирають на свій термін (див. Еволюція зірок). Залежно від безлічі зірки, вона закінчує свій життєвий шлях чи вогненної спалахом наднової чи тихим згасанням як білого карлика.

Вся життя зірки — суть безперервна боротьба проти центробіжних гравітаційних сил. Прямо зараз, наприклад, в ядрі за наше Сонце відбуваються термоядерні реакції, у ході вивільняється енергія, що порушує температуру речовини, з якого складається Сонце, до високого рівня, що його починає поводитися, як ідеальний газ. Відповідно до Закону стану ідеального газу, зростання температури в незмінному обсязі призводить до пропорційному зростанню тиску, у результаті в ядрі Сонця постійно нагнітається тиск, протидіюче силі тяжкості і утримує зовнішні верстви Сонця від гравітаційного колапсу — стрімкого падіння до центра звезды.

Наступит час (орієнтовно через 6,5 мільярдів років), як у надрах Сонця вичерпаються запаси пального щодо його термоядерної топки, і сили гравітаційного тяжіння після 11 мільярдів років боротьби переможуть. Сонце почне стрімко стискатися, поки сили гравітації не наштовхнуться наступного року (після переможеного термоядерного) кордон оборони, який знову дасть силам стискування гідну відсіч тиском. Для зірок категорії Сонця таким бар'єром стають вільні електрони всередині зірки. Електрони підпорядковуються принципу заборони Паулі, за яким і однієї орбіті що неспроможні перебувати два електрона в однаковому стані. Це становище передбачає, будь-якому електрону необхідно «життєве простір», і зближуватися вони лише до певного предела.

При гравітаційному колапс зірки з безліччю, близька до сонячної, вона стискається до розмірів порядку Землі, після чого колапс припиняється силу протидії електронів, яким «нікуди» зближуватися далі. Генерувати енергію зірка в цій стадії не може (немає палива), проте світитися, вихолодаючи, він продовжує ще чимало довго. Такі зірки й дістали назву білі карлики, серед видимих зірок в нічному небі їх чимало. Власне, білий карлик утримується від повного колапсу рівновагою двох сил — гравітаційного притягування й свого роду тиску електронів зсередини. У астрофізиці останнє прийнято називати тиском вырожденного електронного газу. (Більше масивні зірки продовжують стискатися, доки вибухають спалахом наднової — див. Еволюція звезд.).

В початку тридцятих років молодий індійський фізик-теоретик Субрахманьян Чандрасекар (Subrahmanyan Chandrasekhar), працюючи над теорією білі карлики, сформулював важливе слідство з заборони Паулі, саме: при перевищенні масою зірки певної межі, що дорівнює приблизно 1,4 маси Сонця, гравітаційні сили виявляються сильніше сил тиску вырожденного газу, і колапс триває. Саме ця маса M = 1,4Mс й одержала назву «межа Чандрасекара».

***

Субрахманьян ЧАНДРАСЕКАР.

Subrahmanyan Chandrasekhar, 1910−95.

Американский астрофізик індійського коріння. Народився Лахорі (тоді Індія, тепер Пакистан) у ній великого чиновника британської колоніальної адміністрації. Навчався у університеті р. Мадрас (Індія), потім у Кембриджському університеті (Великобританія). У 1937 року ввійшов у викладацький склад Чиказького університету (США), що й працював на все життя. Вніс значний внесок у теоретичну фізику і астрофізику, як відкриття краю, названого іменем Тараса Шевченка, 1983 року удостоївся Нобелівської премії із фізики. Чандрасекар вирізнявся вишуканими манерами, незмінно одягався в суворий чорний костюм, чимало часу провів у колу молодих фізиків-теоретиків, щедро ділячись із нею своїми ідеями. Звати його тепер носить нова орбітальна обсерваторія NASA.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.