Hvad er hvide dværgstjerner? | Astronomi Essentials

Hvide dværge er de varme, tætte rester af langt døde stjerner. De er de stjernekerner, der er efterladt, efter at en stjerne har opbrugt sin brændstoftilførsel og blæst sin hovedpart af gas og støv ud i rummet. Disse eksotiske genstande markerer den sidste fase af evolutionen for de fleste stjerner i universet – inklusive vores sol – og lyser vejen til en dybere forståelse af den kosmiske historie.

En enkelt hvid dværg indeholder nogenlunde massen af vores sol i et volumen, der ikke er større end vores planet. Deres lille størrelse gør hvide dværge vanskelige at finde. Ingen hvide dværge kan ses med det blotte øje.

Det lys, de genererer, kommer fra den langsomme, stabile frigivelse af store mængder energi, der er lagret efter milliarder af år brugt som en stjernes atomkraftværk.

Hvide dværge fødes, når en stjerne lukker ned. En stjerne tilbringer det meste af sit liv i en usikker balance mellem tyngdekraften og det udadgående gastryk. Vægten af et par ton ton gas, der presser ned på stjernekernen, driver densiteter og temperaturer, der er høje nok til at antænde kernefusion: sammensmeltning af brintkerner til dannelse af helium. Den konstante frigivelse af termonuklear energi forhindrer stjernen i at kollapse på sig selv.

Når stjernen løber tør for brint i centrum, skifter stjernen til at smelte helium i kulstof og ilt. Brintfusion bevæger sig til en skal, der omgiver kernen. Stjernen pustes op og bliver en rød kæmpe. For de fleste stjerner – inklusive vores sol – er dette begyndelsen på slutningen. Efterhånden som stjernen udvides, og stjernevindene blæser i en stadig mere voldsom hastighed, undgår stjernens ydre lag det ubarmhjertige træk ved tyngdekraften.

Når den røde kæmpestjerne fordamper, efterlader den sin kerne. Den eksponerede kerne er en nyfødt hvid dværg.

Den hvide dværg består af en eksotisk gryderet af helium-, kulstof- og iltkerner, der svømmer i et hav af meget energiske elektroner. Elektronernes kombinerede tryk holder den hvide dværg op og forhindrer yderligere sammenbrud mod en endnu fremmed enhed som en neutronstjerne eller et sort hul.

Den hvide spædbarn til spædbarnet er utroligt varmt og bader det omgivende rum i en glød af ultraviolet lys og røntgenstråler. Noget af denne stråling opfanges af gasstrømmene, der har forladt den nu døde stjerne. Gassen reagerer ved at fluorescere med en regnbue af farver kaldet en planetarisk tåge. Disse tåger – ligesom Ringtågen i stjernebilledet Harpen Lyra – giver os et kig ind i vores sols fremtid.

Den hvide dværg har nu en lang, stille fremtid foran sig. Når den fangede varme drypper ud, køler den langsomt ned og dæmpes. Til sidst bliver det en inaktiv klump af kulstof og ilt, der svæver usynligt i rummet: en sort dværg. Men universet er ikke gammelt nok til, at der er dannet sorte dværge. De første hvide dværge født i de tidligste generationer af stjerner er stadig 14 milliarder år senere afkølet. De fedeste hvide dværge, vi kender til, med en temperatur på omkring 4.000 grader Celsius (7.000 grader Fahrenheit), er muligvis også nogle af de ældste levn i Kosmos.

Men ikke alle hvide dværge går stille ind om natten. Hvide dværge, der kredser om andre stjerner, fører til meget eksplosive fænomener. Den hvide dværg starter tingene ved at suge gas ud af sin ledsager. Brint overføres over en gasformig bro og spildes på den hvide dværgs overflade. Når brintet akkumuleres, når dets temperatur og densitet et flammepunkt, hvor hele skallen af nyindhentet brændstof voldsomt smelter sammen og frigiver en enorm mængde energi. Denne flash, kaldet en nova, får den hvide dværg til at blusse kortvarigt med 50.000 sols glans og derefter langsomt falme tilbage til uklarhed.

Hvis gassen opsamles hurtigt nok, kan den dog skubbe hele den hvide dværg forbi et kritisk punkt. I stedet for en tynd skal af fusion kan hele stjernen pludselig komme tilbage til livet. Ureguleret sprænger den voldelige frigivelse af energi den hvide dværg.Hele stjernekernen udslettes i en af de mest energiske begivenheder i universet: en type 1a supernova. På et sekund frigiver den hvide dværg lige så meget energi som solen gør i hele sin levetid på 10 milliarder år. I uger eller måneder kan det endda overstråle en hel galakse.

En sådan glans gør Type 1a-supernovaer synlige fra hele universet. Astronomer bruger dem som “standardlys” til at måle afstande til kosmos fjerneste rækkevidde. Observationer af detonerende hvide dværge i fjerne galakser førte til en opdagelse, der nettede Nobelprisen i fysik i 2011: udvidelsen af universet accelererer. Døde stjerner har pustet liv ind i vores mest grundlæggende antagelser om karakteren af tid og rum.

Hvide dværge – de kerner, der er efterladt efter at en stjerne har opbrugt sin brændstoftilførsel – drysses overalt i enhver galakse. Som en stjernekirkegård, de er gravstenene til næsten enhver stjerne, der levede og døde. Når først stederne for stjerneovne, hvor nye atomer blev smedet, er disse gamle stjerner blevet genbrugt som et astronomens værktøj, der har hævet vores forståelse af universets udvikling.

Bundlinie: Hvide dværge er resterne af døde stjerner. De er de tætte stjernekerner, der er efterladt, efter at en stjerne har opbrugt sin brændstoftilførsel og blæst sine gasser ud i rummet.