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Uma anã branca é o que estrelas como o Sol se tornam depois de se esgotarem seu combustível nuclear. Perto do fim de seu estágio de combustão nuclear, esse tipo de estrela expele a maior parte de seu material externo, criando uma nebulosa planetária. Apenas o núcleo quente da estrela permanece. Este núcleo torna-se uma anã branca muito quente, com uma temperatura superior a 100.000 Kelvin. A menos que esteja acumulando matéria de uma estrela próxima (veja Variáveis Cataclísmicas), a anã branca esfria durante o próximo bilhão de anos ou mais. Muitas anãs brancas jovens próximas foram detectadas como fontes de raios X suaves ou de baixa energia. Recentemente, as observações de raios X suaves e ultravioleta extremas tornaram-se uma ferramenta poderosa no estudo da composição e estrutura da atmosfera delgada dessas estrelas.
Uma anã branca típica tem metade da massa do Sol, mas apenas ligeiramente maior que a Terra. Uma anã branca do tamanho da Terra tem uma densidade de 1x 109 kg / m3. A própria Terra tem uma densidade média de apenas 5,4 x 103 kg / m3. Isso significa que uma anã branca é 200.000 vezes mais densa. Isso torna as anãs brancas uma das mais densas coleções de matéria, superada apenas pelas estrelas de nêutron.
O que há dentro de uma branca anã?
Como uma anã branca não é capaz de criar pressão interna (por exemplo, da liberação de energia da fusão, porque a fusão cessou), a gravidade compacta a matéria para dentro até mesmo os elétrons que compõem uma anã branca. átomos são esmagados juntos. Em circunstâncias normais, elétrons idênticos (aqueles com th O mesmo “spin”) não é permitido ocupar o mesmo nível de energia. Uma vez que existem apenas duas maneiras de um elétron girar, apenas dois elétrons podem ocupar um único nível de energia. Isso é conhecido na física como o Princípio de Exclusão de Pauli. Em um gás normal, isso não é um problema porque não há elétrons suficientes flutuando ao redor para preencher todos os níveis de energia completamente. Mas em uma anã branca, a densidade é muito mais alta e todos os elétrons estão muito mais próximos. Isso é conhecido como um gás “degenerado”, o que significa que todos os níveis de energia em seu átomos estão cheios de elétrons. Para que a gravidade comprima ainda mais a anã branca, ela deve forçar os elétrons onde eles não podem ir. Depois que uma estrela se degenera, a gravidade não pode mais comprimi-la, porque a mecânica quântica determina que não há mais espaço disponível para ser retomada. Portanto, nossa anã branca sobrevive, não por fusão interna, mas por princípios mecânicos quânticos que impedem seu colapso completo.
A matéria degenerada tem outras propriedades incomuns. Por exemplo, o tamanho de uma anã branca é o s mais largo que seja. Isso ocorre porque quanto mais massa uma anã branca tem, mais seus elétrons devem se espremer para manter pressão externa suficiente para suportar a massa extra. No entanto, há um limite para a quantidade de massa que uma anã branca pode ter. EspubrahmanyanChandrasekhar descobriu que esse limite é 1,4 vezes a massa do Sol. Isso é apropriadamente conhecido como “limite de Chandrasekhar”.
Com uma gravidade superficial de 100.000 vezes a da Terra, a atmosfera de uma anã branca é muito estranha. Os átomos mais pesados em sua atmosfera afundam e os mais leves permanecem na superfície. Algumas anãs brancas têm atmosferas quase puras de hidrogênio ou hélio, os mais leves dos elementos. Além disso, a gravidade puxa a atmosfera ao seu redor em uma camada muito fina. Se isso ocorresse na Terra, o topo da atmosfera ficaria abaixo do topo dos arranha-céus.
Os cientistas supõem que há uma crosta com 50 km de espessura abaixo da atmosfera de muitas anãs brancas. Na parte inferior dessa crosta há um cristalinelattice de átomos de carbono e oxigênio. Já que um diamante é apenas carbono cristalizado, pode-se fazer a comparação entre um carbono frio / anã branca de oxigênio e um diamante.
Última modificação: dezembro de 2010