- Advanced
- Basic
Biały karzeł jest tym, czym gwiazdy takie jak Słońce stają się po wyczerpaniu ich paliwo jądrowe. Pod koniec fazy jądrowego spalania gwiazdy tego typu wyrzucają większość swojej zewnętrznej materii, tworząc neurobulę planetarną. Pozostaje tylko gorące jądro gwiazdy. Jądro to staje się bardzo gorącym białym karłem, którego temperatura przekracza 100 000 kelwinów. O ile nie akreuje materii z pobliskiej gwiazdy (patrz CataclysmicVariables), biały karzeł stygnie w ciągu następnych miliardów lat. Wiele pobliskich młodych białych karłów zostało wykrytych jako źródła miękkich lub o niższej energii promieni rentgenowskich. Ostatnio miękkie promieniowanie rentgenowskie i obserwacje w ekstremalnym ultrafiolecie stały się potężnym narzędziem w badaniu składu i struktury cienkiej atmosfery tych gwiazd.
Typowy biały karzeł jest o połowę mniejszy od Słońca, ale tylko trochę większy od Ziemi. Biały karzeł wielkości Ziemi ma gęstość 1x 109 kg / m3. Sama Ziemia ma średnia gęstość tylko 5,4 x 103 kg / m3. Oznacza to, że biały karzeł jest 200 000 razy gęstszy. To sprawia, że białe karły są jednym z najgęstszych zbiorów materii, przewyższającym je jedynie gwiazdami neutronowymi.
Co znajduje się wewnątrz białego karzeł?
Ponieważ biały karzeł nie jest w stanie wytworzyć wewnętrznego ciśnienia (np. z uwolnienia energii z fuzji, ponieważ fuzja się skończyła), grawitacja zagęszcza materię do wewnątrz, aż nawet elektrony tworzące białego karła atomy są zderzane ze sobą, w normalnych warunkach identyczne elektrony (te z gr Ten sam „spin”) nie może zajmować tego samego poziomu energii. Ponieważ elektrony mogą się obracać tylko na dwa sposoby, tylko dwa elektrony mogą zajmować jeden poziom energii. To właśnie jest znane w fizyce jako zasada wykluczenia Pauliego. W normalnym gazie nie jest to problem, ponieważ nie ma tam zbyt wielu elektronów pływających dookoła, aby całkowicie wypełnić wszystkie poziomy energii. Ale w przypadku białego karła gęstość jest znacznie wyższa, a wszystkie elektrony są znacznie bliżej siebie. Jest to określane jako gaz „zdegenerowany”, co oznacza, że wszystkie poziomy energii w jego atomy są wypełnione elektronami. Aby grawitacja mogła bardziej skompresować białego karła, musi zmusić elektrony tam, gdzie nie mogą się udać. Gdy gwiazda zdegeneruje się, grawitacja nie może jej już skompresować, ponieważ mechanika kwantowa nakazuje, że nie ma już dostępnej przestrzeni Tak więc nasz biały karzeł przetrwa nie dzięki wewnętrznej fuzji, ale mechanicznym zasadom kwantowym, które zapobiegają jego całkowitemu rozpadowi.
Zdegenerowana materia ma inne niezwykłe właściwości. Na przykład, bardziej masywny jest biały karzeł. Maller to jest. Wynika to z faktu, że im więcej masy ma biały karzeł, tym bardziej jego elektrony muszą się ścisnąć razem, aby utrzymać wystarczające ciśnienie zewnętrzne, aby utrzymać dodatkową masę, jednak istnieje ograniczenie ilości masy, jaką może mieć biały karzeł. Subrahmanyan Chandrasekhar odkrył, że ten limit wynosi 1,4 razy masa Słońca. Nazywa się to „granicą Chandrasekhara”.
Przy powierzchniowej grawitacji 100 000 razy większej niż ziemska atmosfera białego karła jest bardzo dziwna. Cięższe atomy w swojej atmosferze opadają, a lżejsze pozostają na powierzchni. Niektóre białe krasnoludki mają atmosferę prawie czystego wodoru lub helu, najlżejszego z pierwiastków, a także grawitacja w bardzo cienkiej warstwie przyciąga atmosferę do siebie. Gdyby zdarzyło się to na Ziemi, górna część atmosfery znajdowałaby się poniżej szczytów drapaczy chmur.
Naukowcy przypuszczają, że pod atmosferą wielu białych karłów znajduje się skorupa o grubości 50 km. sieć krystaliczna atomów węgla i tlenu. Ponieważ diament jest właśnie skrystalizowanym węglem, można porównać białego karła chłodnego węgla / tlenu z diamentem.
Ostatnia modyfikacja: grudzień 2010