- Edistyneet
- Perustiedot
Auringon kaltaisista tähdistä tulee valkoinen kääpiö loppuessaan niiden ydinpolttoaine. Tämäntyyppinen tähti karkottaa melkein ydinpolttoalueen loppupuolella suurimman osan ulkomateriaalistaan ja luo planeettaniemen. Vain tähden kuuma ydin on jäljellä. Tästä ytimestä tulee erittäin kuuma valkoinen kääpiö, jonka lämpötila ylittää 100000 kelviniä. Ellei se ole mateltavaa läheiseltä tähdeltä (katso CataclysmicVariables), valkoinen kääpiö jäähtyy seuraavien noin miljardin vuoden aikana. Monet läheisistä, nuorista valkoisista kääpiöajoista on havaittu pehmeän tai matalamman energian röntgensäteiden lähteinä. Äskettäin pehmeästä röntgensäteestä ja äärimmäisistä ultraviolettivaloista on tullut tehokas työkalu tutkimuksessa näiden tähtien ohuen ilmakehän koostumuksesta ja rakenteesta.
Tyypillinen valkoinen kääpiö on puolet yhtä massiivinen kuin Aurinko, mutta vain hieman isompi kuin Maa. Maan kokoisen valkoisen kääpiön tiheys on 1x 109 kg / m3. keskiarvo on vain 5,4 x 103 kg / m3. Tämä tarkoittaa, että valkoisen kääpiön tiheys on 200 000 kertaa. Tämä tekee valkoisista kääpiöistä yhden tiheimmistä ainekokoelmista, joita vain neutronitähdet ylittävät.
Mitä valkoisen sisällä on kääpiö?
Koska valkoinen kääpiö ei kykene luomaan sisäistä painetta (esim. fuusion energian vapautumisesta, koska fuusio on loppunut), painovoima tiivistää aineen sisäänpäin, kunnes jopa elektroni muodostaa valkoisen kääpiön. Normaaleissa olosuhteissa identtiset elektronit (ne, joiden th saman ”pyörimisen”) ei sallita käyttävän samaa energiatasoa. Koska on vain kaksi tapaa, jolla elektroni voi pyöriä, vain kaksi elektronia voi käyttää yhtä energiatasoa. Tämä tunnetaan fysiikassa Paulin poissulkemisperiaatteena. Normaalissa kaasussa tämä ei ole ongelma, koska siellä ei ole tarpeeksi elektroneja kelluvia noin valkoisen kääpiön tiheys on paljon suurempi, ja kaikki elektronit ovat paljon lähempänä toisiaan. Tätä kutsutaan ”degeneroituneeksi” kaasuksi, mikä tarkoittaa, että kaikki sen energiatasot Atomit ovat täynnä elektroneja. Jotta painovoima puristaa valkoista kääpiötä edelleen, sen on pakotettava elektronit sinne, missä ne eivät voi mennä. Kun tähti on degeneroitunut, painovoima ei voi puristaa sitä enää, koska kvantummekaniikka sanelee, ettei käytettävissä ole enää tilaa Joten valkoinen kääpiömme selviytyy, ei sisäisen fuusion, vaan byquantum-mekaanisten periaatteiden avulla, jotka estävät sen täydellisen romahduksen.
Rappeutuneella aineella on muita epätavallisia ominaisuuksia. Esimerkiksi massiivinen valkoinen kääpiö on s maller se on. Tämä johtuu siitä, että valkoisella kääpiöllä on massa, sitä enemmän sen elektronien on puristuttava yhteen ylläpitääkseen riittävää ulospainetta ylimääräisen massan tukemiseksi. Valkoisen kääpiön massan määrälle on kuitenkin rajoitettu. kertaa Auringon massa. Tämä tunnetaan asianmukaisesti ”Chandrasekhar-rajana”.
Kun pinnan painovoima on 100 000 kertaa maapalloa suurempi, valkoisen kääpiön teatteri on hyvin outo. Sen ilmakehän raskaammat atomit uppoavat ja kevyemmät jäävät pinnalle. Joillakin valkeakääpiöillä on melkein puhdasta vetyä tai heliumia, kevyimmät elementit, ja painovoima vetää ilmakehän lähelle sitä hyvin ohutkerroksisena. Jos näin tapahtuisi maapallolla, ilmakehän yläosa olisi pilvenpiirtäjien yläpuolella.
Tutkijat olettavat, että 50 km paksu kuori on monien valkoisten kääpiöiden ilmakehän alapuolella. hiili- ja happiatomien kiteinen verkko. Koska timantti on juuri kiteytynyttä hiiltä, voidaan verrata viileän hiilen / hapen valkoista kääpiötä ja timanttia.
Muokattu viimeksi: joulukuu 2010