STRONA GŁÓWNA NA POCZĄTKU... ODPYCHANIE KOSMICZNE SUPER WSZECHŚWIAT EKSPANSJA EWOLUCJA WSZECHŚWIATA PROMIENIOWANIE TŁA

Biały karzeł
NOWA HIPOTEZA EWOLUCJI WSZECHŚWIATA

Gwiazdy poza ciągiem głównym, masa mniejsza od 1/4 masy słońca - powstaje po śmierci gwiazdy której jądro nie osiągnęło temperatury zapłonu węgla na ciągu głównym, elektrony i jądra zostaną stłoczone do tego stopnia że tworzą krańcowo gęsty rodzaj materii.

źródło: NASA and H. Richer (University of British Columbia)

Kompania złożona z trzech nieprawdopodobnych towarzyszy - dwie wypalające się gwiazdy i planeta - orbitują wokół siebie blisko zatłoczonego rdzenia staroświeckiej gromady 100 000 gwiazd . Tylko ta kompania jest jednakże widzialna na zdjęciu po prawej, biała strzałka wskazuje punkt do wypalającego się białego karła. Radioastronomowie wykryli białego karła i inną wypalająca się gwiazdę, szybko rotującą gwiazdę neutronową, nazywaną pulsarem. Identyfikacja trzeciego towarzysza jest tajemnicą. Prawdopodobnie jest to brązowy karzeł lub planeta. Object jest zbyt mały i zbyt ciemny aby go było widać.

Białe karły są to obiekty o bardzo małych promieniach, rzędu jednej setnej promienia Słońca (rozmiary porównywalne z Ziemią) i dużej gęstości, 10 000 razy więcej, niż dla najgęstszej materii spotykanej na Ziemi. Łyżeczka od herbaty tej materii ważyłaby jedną tonę. Jest to końcowe stadium ewolucji gwiazd.

Białe karły wysyłają od 100 tys. do 10 tys. razy mniej energii niż Słońce. Temperatury powierzchniowe białych karłów zawierają się w przedziale między 4000 a 60000 K.

Niektóre białe karły zwłaszcza w układach podwójnych gwiazd są gwiazdami pulsującymi, czyli gwiazdami zmiennymi. Są dwie możliwości powstania tego obiektu. Jeżeli masa gwiazdy ciągu głównego jest mniejsza od 0,4 masy Słońca to po "wypaleniu" wodoru w jądrze nie będzie wystarczająco wysokiej temperatury aby przemiana wodoru w hel następowała w otoczce wokół jądra i gwiazda powoli będzie stygnąc stając się białym karłem (taki obiekt omija stadium czerwonego olbrzyma).

Na diagramie Hertzsprunga-Russella przesuwa się w dół po linii prawie równoległej do ciągu głównego.

Planetarna mgławica NGC 2440 zawiera najgorętszego znanego białego karła, widocznego jako jasna plama blisko środka zdjęcia. Druga możliwość to kurczenie się jądra czerwonego olbrzyma lub nadolbrzyma po wyrzuceniu zewnętrznej atmosfery i ustaniu procesów jądrowych. Hinduski astrofizyk Subrahmanyana Chandrasekhara, który rozwinął teorię białych karłów wyliczył że masa kurczącego się jądra nie może być większa od 1,44 mas Słońca (dla obiektów większych w jądrze będą gwałtowne procesy i zajdzie wybuch supernowej). Liczbę tą nazywamy granicą Chandrasekhara. W przypadku masywnych czerwonych nadolbrzymów więc więcej niż połowa ilości jej pierwotnej materii musi więc zostać wyrzucona na zewnątrz.

Chandrasekhar stwierdził, że gdy gwiazda się kurczy, ciśnienie grawitacyjne w jej wnętrzu rośnie tak znacznie, że materia przechodzi w stan upakowania o wiele gęstszy niż normalnie. Stan ten nazywamy zdegenerowanym. Opisywane jest to przez mechanikę kwantową. Normalnie wszelka materia zbudowana jest z atomów, złożonych z jąder, obieganych przez jeden lub więcej elektronów. Ilość elektronów determinuje chemiczne własności.

credit: Walter Jaffe/Leiden Observatory, Holland Ford/JHU/STScI, and NASA

Mgławica planetarna MyCn18 w kształcie klepsydry (zdjęcie z kosmicznego teleskopu Hubble'a). Widoczne kolorowo świecące pierścienie gazu: czerwony to azot, zielony wodór, niebieski tlen. W środku najprawdopodobniej powstanie biały karzeł atomu.

Zasada zakazu Pauliego stwierdza, że w danym rejonie dwa elektrony nie mogą być w tym samym stanie, tzn. mieć tej samej energii oraz spinu. Elektrony muszą się więc trzymać z daleka od siebie i zajmować różne poziomy energetyczne. Zgodnie z tą zasadą atomy nie mogą się zapaść, toteż gęstość znanej nam materii nie przekracza pewnej maksymalnej wartości, około 90 razy większej od gęstości wody. Wewnątrz gwiazdy wysoka temperatura sprawia, że atomy są całkowicie zjonizowane (jądra atomowe i elektrony są oddzielnie). Materia w tym stanie może ulec jeszcze silniejszemu ściśnięciu, kiedy gwiazda kurczy się z wiekiem. Coraz bardziej ściskane cząstki zmuszane są do szybszego ruchu i wytwarzają przez to ciśnienie, które przeciwdziała miażdżącej sile grawitacji.

Jeśli masa obiektu jest mniejsza od 1,44 to ciśnienie elektronów staje się na tyle duże, że powstrzymuje dalsze kurczenie. Następuje to, gdy gęstość w centrum wynosi około 1 tony na centymetr sześcienny. W tym stadium gwiazda pozbawiona jest otoczki, która została odrzucona w przestrzeń. Jądro gwiazdy jest odsłonięte i tak gorące, że świeci białym światłem. Gwiazda jest białym karłem. Jej wewnętrzna temperatura nie jest wystarczająco wysoka, aby mogły zachodzić dalsze reakcje termojądrowe, a więc świeci ona jedynie wypromieniowując energię wewnętrzną. Biały karzeł stygnie i świeci jeszcze przez około miliard lat. Na skutek tego oziębia się i stopniowo przygasa, stając się później czarnym karłem.

Biały karzeł znajduje się w układzie podwójnym (lub ponoć potrójnym) najjaśniejszej gwiazdy ziemskiego nieba Syriusza. Gołym okiem widzimy jedynie Syriusza A, gwiazdę ciągu głównego dwukrotnie masywniejszej od Słońca. Syriusz B to biały karzeł o masie niemal równej masie Słońca i niewielkich rozmiarach wynoszących zaledwie 90% promienia Ziemi, który normalnie ginie w blasku jasnego składnika. Na powierzchni białego karła w systemie Syriusza panuje temperatura 25 tysięcy stopni, co powoduje, iż w wysyłanym przez niego strumieniu energii większa niż w przypadku Syriusza A część przypada na miękkie promieniowanie rentgenowskie. Obok znajduje się zdjęcie wykonane przez satelitarne obserwatorium rentgenowskie Chandra. Wtedy sytuacja wygląda odwrotnie: dobrze widoczny obiekt to Syriusz B, słaba zaś plamka nad nim to znany nam z nocnego nieba Syriusz A.

Zobacz Białego Karła w Wikipedii

Zobacz życie gwiazd w Przesłance Redukcji Wymiarowej


2002-2017.
Opracował: Romuald Kurjańczyk