- Geavanceerd
- Basis
Een witte dwerg is wat sterren als de zon worden nadat ze uitgeput zijn hun nucleaire brandstof. Tegen het einde van zijn nucleaire brandfase stoot dit type ster het grootste deel van zijn buitenste materiaal uit, waardoor een planetaire nevel ontstaat. Alleen de hete kern van de ster blijft over. Deze kern wordt een zeer hete witte dwerg, met een temperatuur van meer dan 100.000 Kelvin.Tenzij het aangroeit van een nabije ster (zie CataclysmicVariables), koelt de witte dwerg in de komende miljard jaar of zo af. Veel jonge witte dwergen in de buurt zijn gedetecteerd als bronnen van zachte röntgenstraling of lagere energie. Onlangs zijn zachte röntgenstraling en extreme ultraviolette waarnemingen een krachtig hulpmiddel geworden bij de studie van de samenstelling en structuur van de dunne atmosfeer van deze sterren.
Een typische witte dwerg is half zo zwaar als de zon, maar slechts iets groter dan de aarde. Een witte dwerg ter grootte van de aarde heeft een dichtheid van 1x 109 kg / m3. De aarde zelf heeft een gemiddelde dichtheid van slechts 5,4 x 103 kg / m3. Dat betekent dat een witte dwerg 200.000 keer zo dicht is. Dit maakt van witte dwergen een van de dichtste verzamelingen materie, alleen overtroffen door neutronensterren.
Wat zit er in een witte dwerg?
Omdat een witte dwerg geen interne druk kan creëren (bijv. door het vrijkomen van energie uit fusie, omdat fusie is gestopt), verdicht de zwaartekracht de materie naar binnen totdat zelfs de elektronen waaruit een witte dwerg bestaat atomen worden tegen elkaar geslagen Onder normale omstandigheden worden identieke elektronen (die met th Dezelfde “spin”) mogen niet hetzelfde energieniveau innemen. Aangezien er maar twee manieren zijn waarop een elektron kan draaien, kunnen slechts twee elektronen één energieniveau innemen. Dit is wat in de natuurkunde bekend staat als het Pauli Exclusion Principle. In een normaal gas is dit geen probleem omdat er niet genoeg elektronen zweven. rond om alle energieniveaus volledig op te vullen. Maar in een witte dwerg is de dichtheid veel hoger en zijn alle elektronen veel dichter bij elkaar. Dit wordt een gedegenereerd gas genoemd, wat betekent dat alle energieniveaus in zijn atomen zijn gevuld met elektronen. Om de witte dwerg verder te comprimeren, moet de zwaartekracht elektronen dwingen waar ze niet kunnen komen. Als een ster eenmaal gedegenereerd is, kan de zwaartekracht hem niet meer comprimeren, omdat de kwantummechanica dicteert dat er geen ruimte meer is om te zijn. Dus onze witte dwerg overleeft, niet door interne fusie, maar door kwantummechanische principes die de volledige ineenstorting ervan voorkomen.
Gedegenereerde materie heeft andere ongebruikelijke eigenschappen. De zwaardere witte dwerg is bijvoorbeeld de s maller is het. Dit komt doordat de grotere massa van een witte dwerg, hoe meer zijn elektronen samen moeten worden gedrukt om voldoende naar buiten gerichte druk te behouden om de extra massa te ondersteunen. Er is echter een limiet aan de hoeveelheid massa die een witte dwerg kan hebben. maal de massa van de zon. Dit staat toepasselijk bekend als de “Chandrasekhar-limiet”.
Met een zwaartekracht van 100.000 keer die van de aarde is de atmosfeer van een witte dwerg heel vreemd. De zwaardere atomen in zijn atmosfeer zinken, en de lichtere blijven aan de oppervlakte. Sommige witte dwergen hebben een bijna zuivere waterstof- of heliumatmosfeer, de lichtste van de elementen. Ook trekt de zwaartekracht de atmosfeer er in een heel dunne laag omheen. Als dit op aarde zou gebeuren, zou de bovenkant van de atmosfeer zich onder de toppen van wolkenkrabbers bevinden.
Wetenschappers veronderstellen dat er een korst is die 50 km dik is onder de atmosfeer van veel witte dwergen. kristallijne structuur van koolstof- en zuurstofatomen. Omdat een diamant gewoon gekristalliseerde koolstof is, zou men de vergelijking kunnen maken tussen een witte koolwaterstof / zuurstof-dwerg en een diamant.
Laatst gewijzigd: december 2010