Biały karzeł
Biały karzeł to zwarta gwiazda. Ich materia jest zgnieciona razem. Grawitacja odciągnęła atomy blisko siebie i zdjęła ich elektrony. Masa białego karła jest podobna do masy Słońca, ale jego objętość jest podobna do masy Ziemi.
Białe karły są ostatecznym stanem ewolucji wszystkich gwiazd, których masa nie jest wystarczająco duża, aby stać się gwiazdą neutronową. Ponad 97% gwiazd w Drodze Mlecznej stanie się białymi karłami. §1 Po zakończeniu okresu życia gwiazdy głównej, która ulega stopieniu z wodorem, rozrośnie się ona do czerwonegoolbrzyma, który stopi hel do węgla i tlenu w swoim jądrze. Jeśli czerwony olbrzym nie będzie miał wystarczającej masy, aby stopić węgiel, w jego centrum zgromadzi się około 1 miliarda K, nieaktywny węgiel i tlen. Po zrzuceniu jego zewnętrznych warstw, aby utworzyć mgławicę planetarną, zostawi za sobą rdzeń, którym jest biały karzeł.
Materiał w białym karle nie podlega już reakcjom fuzji, więc gwiazda nie ma źródła energii. Nie jest wspierana przez ciepło syntezy przeciwko grawitacyjnemu załamaniu.
Gwiazda taka jak nasze Słońce stanie się białym karłem, gdy skończy się jej paliwo. Pod koniec swojego życia przejdzie przez czerwony gigantyczny etap, a następnie straci większość gazu, aż do momentu, gdy to, co zostanie, skurczy się i stanie się młodym białym karłem.
Zdjęcie Syriusza A i Syriusza B wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Syriusz B, który jest białym karłem, może być postrzegany jako słaba plamka światła na dole po lewej stronie znacznie jaśniejszego Syriusza A.
Białe gwiazdy karłowate
Historia
Białe karły zostały odkryte w XVIII wieku. Pierwsza biała gwiazda karłowata, zwana 40 Eridani B, została odkryta 31 stycznia 1783 roku przez Williama Herschela. p73 Jest ona częścią systemu trzech gwiazd zwanego 40 Eridani.
Drugi biały karzeł został odkryty w 1862 roku, ale początkowo uważano go za czerwonego karła. To była mała gwiazda w pobliżu gwiazdy Syriusza. Ta towarzysząca jej gwiazda, zwana Syriuszem B, miała temperaturę powierzchni około 25.000 kelwinów, więc uważano ją za gorącą gwiazdę. Jednak Syriusz B był około 10.000 razy słabszy od pierwotnego, Syriusza A. Naukowcy odkryli, że masa Syriusza B jest prawie taka sama jak masa Słońca. Oznacza to, że Syriusz B był kiedyś gwiazdą podobną do naszego Słońca.
W 1917 roku Adriaan van Maanen odkrył białego karła, który nazywa się Van Maanen 2. Był to trzeci biały karzeł, który został odkryty. Jest to najbliższy biały karzeł na Ziemi, z wyjątkiem Syriusza B. W 1917 roku Adriaan van Maanen odkrył białego karła.
Promieniowanie i temperatura
Biały karzeł ma niską jasność (całkowita ilość oddawanego światła), ale bardzo gorący rdzeń. Rdzeń może mieć 107 K, podczas gdy jego powierzchnia to tylko 104 K.
Biały karzeł jest bardzo gorący, gdy się tworzy, ale ponieważ nie ma źródła energii, będzie stopniowo wypromieniowywać swoją energię i ochładzać. Oznacza to, że jego promieniowanie, które na początku daje mu kolor niebieski lub biały, z czasem maleje. Przez bardzo długi czas biały karzeł ochładza się do temperatur, w których nie będzie już emitował światła. O ile biały karzeł nie otrzyma materii od towarzyszącej mu gwiazdy lub innego źródła, jego promieniowanie pochodzi od zmagazynowanego ciepła. Nie jest ono zastępowane.
Białe karły chłodzą się powoli z dwóch powodów. Mają bardzo małą powierzchnię, z której wypromieniowują to ciepło, więc schładzają się stopniowo, pozostając gorące przez długi czas. Poza tym, są bardzo nieprzezroczyste. Zdegenerowana materia tworząca większość białego karła zatrzymuje światło i inne promieniowanie elektromagnetyczne, więc promieniowanie to nie zabiera wiele energii.
W końcu wszystkie białe karły ochłodzą się do czarnych karłów, tak zwanych, ponieważ brakuje im energii do tworzenia światła. Nie istnieją jeszcze żadne czarne karły, ponieważ ochłodzenie się białego karła trwa dłużej niż obecny wiek wszechświata. Czarny karzeł jest tym, co zostanie z gwiazdy po zużyciu całej swojej energii (ciepła i światła).
Ponowny zapłon
Białe karły mogą ponownie zapalić się i eksplodować jako supernowe, jeśli dostaną więcej materiału. Biały karzeł ma maksymalną masę, aby mógł pozostać stabilny. Jest to tzw. granica Chandrasekharu.
Karzeł może wciągnąć materiał z towarzyszącej mu gwiazdy, na przykład, przynosząc go ponad granicę Chandrasekharu. Dodatkowa masa uruchomiłaby reakcję fuzji węglowej. Astronomowie uważają, że ten ponowny zapłon może być przyczyną supernowów typu Ia.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest biały karzeł?
O: Biały karzeł to zwarta gwiazda, której materia została zgnieciona przez grawitację i pozbawiona elektronów.
P: Jaka jest masa białego karła w porównaniu ze Słońcem?
O: Masa białego karła jest podobna do masy Słońca, ale jego objętość jest podobna do objętości Ziemi.
P: Jakie rodzaje gwiazd stają się białymi karłami?
O: Biały karzeł to końcowy stan ewolucyjny wszystkich gwiazd, których masa nie jest wystarczająco duża, aby stać się gwiazdą neutronową. Ponad 97% gwiazd w Drodze Mlecznej stanie się białymi karłami.
P: Jak powstaje czerwony olbrzym?
O: Po zakończeniu okresu spalania wodoru przez gwiazdę ciągu głównego, rozszerza się ona, tworząc czerwonego olbrzyma, który w swoim jądrze spala hel na węgiel i tlen. Jeżeli nie ma wystarczającej masy do stopienia węgla, w jej centrum gromadzi się nieaktywny węgiel i tlen.
P: Co się dzieje po zrzuceniu zewnętrznych warstw w celu utworzenia mgławicy planetarnej?
O: Po zrzuceniu zewnętrznych warstw w celu utworzenia mgławicy planetarnej, pozostaje po niej jądro, które staje się białym karłem.
P: Czy materiał w białym karle ulega reakcjom syntezy jądrowej?
O: Nie, materiał w białym karle nie ulega już reakcjom termojądrowym, więc nie ma dla niego źródła energii i nie może być podtrzymywany przez ciepło przed zapadnięciem grawitacyjnym.
P: Jak nasze Słońce staje się białym karłem?
O: Nasze Słońce stanie się Białym Karłem, gdy zabraknie mu paliwa pod koniec jego życia; najpierw przechodzi przez fazę czerwonego olbrzyma, następnie traci większość gazu, aż to, co zostanie, kurczy się w młodego Białego Karła.
