- Advanced
- Basic
En hvid dværg er, hvad stjerner som solen bliver, efter at de er udtømt deres nukleare brændstof. Nær slutningen af dens atombrændende scene uddriver denne type stjerne det meste af sit ydre materiale og skaber en planetarisk tåge. Kun den varme kerne af stjernen er tilbage. Denne kerne bliver gennemsnitlig varm hvid dværg med en temperatur på mere end 100.000 Kelvin, medmindre den akkreterer stof fra en nærliggende stjerne (se CataclysmicVariables), den hvide dværg nedkøles i løbet af de næste milliarder år eller deromkring. Mange nærliggende, unge hvide dværge er blevet opdaget som kilder til bløde eller lavere energirøntgenstråler. For nylig er blød røntgen og ekstreme ultraviolette observationer blevet et kraftfuldt redskab i undersøgelsen af kompositionen og strukturen i disse tynde atmosfære.
En typisk hvid dværg er halvt så massiv som solen, men alligevel kun lidt større end Jorden. En hvid hvid dværg på jorden har en densitet på 1x 109 kg / m3. en gennemsnitlig tæthed på kun 5,4 x 103 kg / m3. Det betyder, at en hvid dværg er 200.000 gange så tæt. Dette gør hvide dværge til en af de tætteste samlinger af materie, kun overgået af neutronstjerner.
Hvad er inde i en hvid dværg?
Fordi en hvid dværg ikke er i stand til at skabe internt tryk (f.eks. fra frigivelse af energi fra fusion, fordi fusion er ophørt), tyngdekraften komprimerer sagen indad, indtil selv de elektroner, der komponerer en hvid dværg atomer knuses sammen. Under normale omstændigheder identiske elektroner (dem med th samme “spin”) må ikke optage det samme energiniveau. Da der kun er to måder, som elektron kan dreje på, kan kun to elektroner optage et enkelt energiniveau. Dette er, hvad der i fysikken er kendt som Pauli-eksklusionsprincippet. I en normal gas er dette ikke et problem, fordi der ikke er nok elektroner, der flyder rundt for at fylde alle energiniveauer fuldstændigt op. Men i en hvid dværg er densiteten meget højere, og alle elektronerne er meget tættere på hinanden. Dette kaldes en “degenereret” gas, hvilket betyder, at alle energiniveauerne i dens atomer er fyldt op med elektroner. For at tyngdekraften komprimerer den hvide dværg yderligere, skal den tvinge elektroner, hvor de ikke kan gå. Når en stjerne er degenereret, kan tyngdekraften ikke komprimere den mere, fordi kvantemekanik dikterer, at der ikke er mere ledig plads at være Så vores hvide dværg overlever ikke ved intern fusion, men ved kvantummekaniske principper, der forhindrer dens fuldstændige sammenbrud.
Degenereret stof har andre usædvanlige egenskaber. For eksempel er de meget massive en hvid dværg, s mindre er det. Dette skyldes, at den større masse, en hvid dværg har, jo mere skal elektronerne klemme sammen for at opretholde nok udadgående tryk til at understøtte den ekstra masse. Der er dog en grænse for, hvor stor en masse en hvid dværg kan have. gange solens masse. Dette er passende kendt som “Chandrasekhar-grænsen.”
Med en overfladegravitation på 100.000 gange den for Jorden er en hvid dværgs teatralsk atmosfære meget mærkelig. De tungere atomer i sin atmosfære synker, og de lettere forbliver på overfladen. Nogle hvide dværge har næsten ren brint- eller heliumatmosfære, den letteste af grundstoffer. Tyngdekraften trækker også atmosfæren tæt rundt i et meget tyndt lag. Hvis dette skete på Jorden, ville toppen af atmosfæren være under toppen af skyskrabere.
Forskere antager, at der er en skorpe, der er 50 km tyk under atmosfæren hos mange hvide dværge. I bunden af denne skorpe er en krystallinsk gitter af kulstof- og iltatomer. Da en diamant er lige krystalliseret kulstof, kan man sammenligne mellem en kølig kulstof / ilt hvid dværg og en diamant.
Sidst ændret: december 2010