- Advanced
- Basic
En vit dvärg är vad stjärnor som solen blir efter att de har uttömt deras kärnbränsle. Nära slutet av sin nukleära brinnande scen utvisar denna typ av stjärna det mesta av sitt yttre material och skapar en planetnebula. Endast stjärnans heta kärna finns kvar. Den här kärnan blir en varm vit dvärg med en temperatur som överstiger 100.000 Kelvin, såvida den inte tillkommer materia från en närliggande stjärna (se CataclysmicVariables), den vita dvärgens nedkylning under de närmaste miljarder åren. Många närliggande unga vita dvärgar har upptäckts som källor till mjuka eller lägre energiröntgenstrålar. Nyligen har mjuk röntgen och extrema ultravioletta observationer blivit ett kraftfullt verktyg i studien av kompositionen och strukturen för den tunna atmosfären hos dessa stjärnor.
En typisk vit dvärg är hälften så massiv som solen, men ändå bara lite större än jorden. En vit vit dvärg på jorden har en densitet på 1x 109 kg / m3. Jorden själv har en genomsnittlig densitet på endast 5,4 x 103 kg / m3. Det betyder att en vit dvärg är 200 000 gånger så tät. Detta gör vita dvärgar till en av de tätaste materiensamlingarna, bara överträffade av neutronstjärnor.
Vad finns i en vit dvärg?
Eftersom en vit dvärg inte kan skapa inre tryck (t.ex. från frigöring av energi från fusion, eftersom fusion har upphört), sammanpressar tyngdkraften saken inåt tills även elektronerna som komponerar en vit dvärg Atomer krossas ihop. Under normala omständigheter är identiska elektroner (de med th samma ”snurr”) får inte uppta samma energinivå. Eftersom det bara finns två sätt som elektronen kan snurra på, kan bara två elektroner uppta en enda energinivå. Detta är vad som i fysiken kallas Pauli-uteslutningsprincipen. I en normal gas är detta inte ett problem eftersom det inte är tillräckligt många elektroner som flyter runt för att fylla upp alla energinivåer helt. Men i en vit dvärg är densiteten mycket högre och alla elektroner är mycket närmare varandra. Detta kallas en ”degenererad” gas, vilket innebär att alla energinivåer i dess för att tyngdkraften ska komprimera den vita dvärgen ytterligare, måste den tvinga elektroner dit de inte kan gå. När en stjärna är degenererad kan tyngdkraften inte komprimera den längre, eftersom kvantmekanik dikterar att det inte finns mer tillgängligt utrymme att Så vår vita dvärg överlever, inte genom inre fusion, utan mekaniska principer för att förhindra dess fullständiga kollaps.
Degenererad materia har andra ovanliga egenskaper. Till exempel är den massiva en vit dvärg, större är det. Detta beror på att den större massan en vit dvärg har, desto mer måste elektronerna klämma ihop för att bibehålla tillräckligt yttre tryck för att stödja den extra massan. Det finns dock en gräns för hur mycket massa en vit dvärg kan ha. gånger solens massa. Detta är lämpligt känt som ”Chandrasekhar-gränsen.”
Med en ytvikt på 100 000 gånger den för jorden är en vit dvärgs teatmosfär väldigt konstig. De tyngre atomerna i atmosfären sjunker och de lättare förblir på ytan. Vissa vitkvargar har nästan ren väte- eller heliumatmosfär, den lättaste av grundämnen. Gravitationen drar också atmosfären nära sig i ett mycket tunt lager. Om detta inträffade på jorden skulle toppen av atmosfären ligga ovanför skyskrapornas toppar.
Forskare antar att det finns en skorpa 50 km tjock under atmosfären hos många vita dvärgar. På botten av denna skorpa är en kristallintillstånd av kol- och syreatomer. Eftersom en diamant är justkristalliserat kol kan man göra en jämförelse mellan en vitkolv / syrevit dvärg och en diamant.
Senast ändrad: december 2010