Белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры — презентация

АСТРОФИЗИКА / 2026
БЕЛЫЕ КАРЛИКИ,
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ,
ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ
Путешествие в мир компактных космических объектов
22 СЕНТЯБРЯ 2026 Г.
КОСМОС В ДЕТАЛЯХ
«Вселенная полна удивительных объектов —
от обычных звёзд до загадочных компактных тел»
02 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Жизненный цикл звезды
01 РОЖДЕНИЕ
Гравитация собирает вещество
трансформацию.
03 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
02 ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
03 КОНЕЦ ЖИЗНИ
→ термоядерный синтез удерживает равновесие → исчерпание топлива запускает финальную
Масса определяет судьбу
Начальная масса звезды задаёт температуру
ядра, скорость эволюции и сценарий
финального коллапса.
☉
<8M
БЕЛЫЙ КАРЛИК
☉
8–20 M
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА
☉
> 20 M
ЧЁРНАЯ ДЫРА
04 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
БЕЛЫЕ КАРЛИКИ
Маленький размер.
Колоссальная плотность.
ДИАМЕТР ≈ ЗЕМЛЯ
☉
Остаток звезды с начальной массой до 8 M
Не производит энергию: медленно остывает и светится
остаточным теплом.
05 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Что останавливает коллапс?
1,4 M
☉
ПРЕДЕЛ ЧАНДРАСЕКАРА
Давление вырожденного электронного газа
противостоит гравитации. Выше предела
равновесие невозможно — начинается
дальнейший коллапс.
06 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
НЕЙТРОННЫЕ ЗВЁЗДЫ
Город, сжатый
до шара в 12 км
8–20 M
исходная масса звезды
☉
Вещество сжато до плотности атомного ядра. Быстрое
вращение и магнитное поле превращают некоторые
объекты в пульсары.
07 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Внутри нейтронной звезды
01 КОРА
Ионы + вырожденные электроны
02 СВЕРХТЕКУЧИЙ СЛОЙ
Нейтроны движутся почти без
трения
03 ЭКЗОТИЧЕСКОЕ ЯДРО?
Возможны кварки и неизвестные фазы
материи
08 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ
Врата
в неизвестность
Рождаются при коллапсе самых массивных
звёзд. За горизонтом событий гравитация не
оставляет свету пути наружу.
☉
> 20 M
09 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Анатомия чёрной дыры
СИНГУЛЯРНОСТЬ
Предел применимости известных
законов физики
ГОРИЗОНТ СОБЫТИЙ
Граница, из-за которой не возвращается
свет
ДИСК + ДЖЕТЫ
Нагретое вещество выдаёт присутствие
невидимого объекта
10 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Три финала звёздной эволюции
БЕЛЫЙ КАРЛИК
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА
ЧЁРНАЯ ДЫРА
МАССА
≤ 1,4 M
☉
МАССА
1,1–2,3 M
МАССА
>3M
РАДИУС
≈ 6 000 км
РАДИУС
10–15 км
РАДИУС
горизонт: км–а.е.
ПЛОТНОСТЬ
≈ 10⁹ кг/м³
ПЛОТНОСТЬ
≈ 10¹⁷ кг/м³
ПЛОТНОСТЬ
не определена
ОПОРА
электронное давление
ОПОРА
нейтронное давление
ОПОРА
нет устойчивой опоры
НАБЛЮДЕНИЕ
тепловое свечение
НАБЛЮДЕНИЕ
пульсы, рентген
НАБЛЮДЕНИЕ
диск, джеты, волны
11 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
☉
☉
Соседи по Галактике
СИРИУС B
ПУЛЬСАР КРАБА
СТРЕЛЕЦ A*
Белый карлик · 8,6 св. лет
Нейтронная звезда · 6 500 св. лет
Чёрная дыра · центр Млечного Пути
12 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Мы научились
слышать Вселенную
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
Слияния чёрных дыр и нейтронных звёзд проверяют
общую теорию относительности.
ТЕЛЕСКОП ГОРИЗОНТА СОБЫТИЙ
Сеть радиотелескопов превращает Землю в единую
обсерваторию.
13 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Следующий горизонт
Новые инструменты превратят компактные
объекты в лаборатории фундаментальной
физики.
01 ТОЧНЕЕ
Телескопы нового поколения увидят слабее и
дальше.
02 ГЛУБЖЕ
Гравитационные волны раскроют экзотическую
материю.
03 ШИРЕ
Новые данные уточнят картину эволюции Вселенной.
14 / КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
ФИНАЛЬНАЯ ОРБИТА
СПАСИБО!
Готов ответить на ваши вопросы.
Что скрывается за пределами известной физики?
КОМПАКТНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Белые карлики,
нейтронные звёзды,
чёрные дыры
Путешествие в мир компактных космических объектов
22 сентября 2026 г.
КОСМОС В ДЕТАЛЯХ
Вселенная полна удивительных объектов — от обычных
звёзд до загадочных компактных тел
ЭВОЛЮЦИЯ
03
Жизненный цикл звезды
РОЖДЕНИЕ
газопылевое облако
ГЛАВНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
стабильное горение водорода
ФИНАЛ
компактный остаток
ОБРАЗОВАНИЕ КОМПАКТНЫХ ОБЪЕКТОВ
04
Масса определяет финал
до 8 M
☉
БЕЛЫЙ КАРЛИК
Сбрасывает оболочку; остаётся горячее
плотное ядро
8–20 M
☉
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА
Коллапс ядра после вспышки
сверхновой
> 20 M
☉
ЧЁРНАЯ ДЫРА
Гравитационный коллапс преодолевает
все барьеры
ЧТО ЭТО?
05
Белые карлики: звёздный пепел
≈ Земля
радиус — планетарный,
масса — звёздная
Материя сжата до экстремальной плотности. Термоядерные
реакции уже прекратились — объект светится только за счёт
остаточного тепла.
СИРИУС B · КЛАССИЧЕСКИЙ ПРИМЕР
РАВНОВЕСИЕ МАТЕРИИ
06
Физика белых карликов
☉
Давление резко растёт при приближении к пределу
1,4 M
100 усл. ед.
80 усл. ед.
Электронное вырожденное давление
противостоит гравитации. Но выше критической
массы оно уже не способно удержать звезду от
дальнейшего коллапса.
Давление вырождения
предел Чандрасекара
60 усл. ед.
40 усл. ед.
20 усл. ед.
0 усл. ед.
0.4
0.7
1.0
1.2
Масса, M☉
1.35
1.4
САМЫЕ ПЛОТНЫЕ ЗВЁЗДЫ
Нейтронные звёзды
10–15 км
радиус города
Почти вся масса звезды упакована в шар размером
с мегаполис. Вещество состоит преимущественно
из нейтронов; магнитное поле направляет
излучение в узкие лучи.
07
МАТЕРИЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Внутри нейтронной звезды
01 КОРА
кристаллические ядра и электроны
02 СВЕРХТЕКУЧЕЕ ЯДРО
нейтроны движутся почти без трения
03 ЭКЗОТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР?
возможны кварки и новые фазы материи
08
09 · ГРАВИТАЦИОННЫЙ КОЛЛАПС
Чёрные дыры:
врата в неизвестность
У самых массивных звёзд коллапс создаёт область,
откуда не может уйти даже свет. Граница невозврата —
горизонт событий.
☉
> 20 M
СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА
Анатомия чёрной дыры
ГОРИЗОНТ СОБЫТИЙ
граница невозврата
АККРЕЦИОННЫЙ ДИСК
горячая падающая материя
ДЖЕТЫ
потоки частиц вдоль оси
ЗВЁЗДНЫЕ · ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ · СВЕРХМАССИВНЫЕ
10
СРАВНЕНИЕ
11
Три финала звёздной эволюции
БЕЛЫЙ КАРЛИК
☉
НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА
≈ 1,1–2,3 M
☉
ЧЁРНАЯ ДЫРА
от ≈ 3 M
☉
МАССА
до 1,4 M
РАДИУС
≈ 6 000 км
10–15 км
горизонт событий
ОПОРА
электронное давление
нейтронное давление
никакой стабилизации
НАБЛЮДЕНИЕ
тусклое тепловое свечение
пульсы, рентген, радиоволны
диск, джеты, гравитация
ИЗВЕСТНЫЕ ПРИМЕРЫ
12
Соседи по Галактике
СИРИУС B
ПУЛЬСАР КРАБА
СТРЕЛЕЦ A*
белый карлик
нейтронная звезда
сверхмассивная чёрная дыра
СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
13
Мы учимся видеть невидимое
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
ТЕЛЕСКОП ПЛАНЕТАРНОГО МАСШТАБА
Слияния превращают Вселенную в лабораторию сильной гравитации
Синхронные наблюдения позволяют восстановить тень горизонта
БУДУЩЕЕ ИЗУЧЕНИЯ
Следующий горизонт
01
Новые телескопы
02
Экзотическая материя
03
Новая космология
Каждое наблюдение проверяет физику там, где земные
лаборатории бессильны.
14
15 · ФИНАЛ
Спасибо!
Готов ответить на ваши вопросы.
От звёздного пепла — к горизонту событий