Hva er hvite dvergstjerner? | Essentials for astronomi

Hvite dverger er de varme, tette restene av langdøde stjerner. De er stjernekjernene som er etterlatt etter at en stjerne har brukt opp drivstofftilførselen og blåst sin mengde gass og støv ut i rommet. Disse eksotiske objektene markerer den siste fasen av evolusjonen for de fleste stjerner i universet – inkludert solen vår – og lyser veien til en dypere forståelse av den kosmiske historien.

En enkelt hvit dverg inneholder omtrent massen av solen vår i et volum som ikke er større enn planeten vår. Den lille størrelsen gjør det vanskelig å finne hvite dverger. Ingen hvite dverger kan sees med det blotte øye.

Lyset de genererer kommer fra den langsomme, jevne frigjøringen av store mengder energi lagret etter milliarder av år brukt som en stjernes atomkraftverk.

Hvite dverger blir født når en stjerne slås av. En stjerne tilbringer mesteparten av livet i en prekær balanse mellom tyngdekraften og det ytre gasstrykket. Vekten av et par tonn tonn gass som presser ned på stjernekjernen, driver tettheter og temperaturer som er høye nok til å antenne kjernefusjon: smelting av hydrogenkerner for å danne helium. Den jevne frigjøringen av termonukleær energi forhindrer at stjernen kollapser på seg selv.

Når stjernen går tom for hydrogen i sentrum, skifter stjernen til å smelte helium inn i karbon og oksygen. Hydrogenfusjon beveger seg til et skall som omgir kjernen. Stjernen blåses opp og blir en rød gigant. For de fleste stjerner – inkludert solen – er dette begynnelsen på slutten. Når stjernen utvides og stjernevindene blåser i en stadig mer voldsom hastighet, unnslipper stjernens ytre lag tyngdekraftens nådeløse trekk.

Når den røde kjempestjernen fordamper, etterlater den kjernen. Den eksponerte kjernen er en nyfødt hvit dverg.

Den hvite dvergen består av en eksotisk lapskaus av helium-, karbon- og oksygenkjerner som svømmer i et hav av svært energiske elektroner. Elektronenes kombinerte trykk holder den hvite dvergen oppe, og forhindrer ytterligere kollaps mot en enda fremmed enhet som en nøytronstjerne eller et svart hull.

Den hvite spedbarnet til babyen er utrolig varm og bader det omkringliggende rommet i en glød. av ultrafiolett lys og røntgenstråler. Noe av denne strålingen blir snappet opp av strømmen av gass som har forlatt rammen til den nå døde stjernen. Gassen reagerer ved å fluorescere med en regnbue med farger som kalles en planetarisk tåke. Disse tåken – som Ringtåken i konstellasjonen Lyra Harp – gir oss et innblikk i solens fremtid.

Den hvite dvergen har nå en lang, stille fremtid før seg. Når den fangede varmen siver ut, avkjøles den og dempes sakte. Til slutt vil det bli en inert klump av karbon og oksygen som flyter usynlig i rommet: en svart dverg. Men universet er ikke gammelt nok til at noen svarte dverger har dannet seg. De første hvite dvergene som ble født i de tidligste generasjonene av stjerner, er fortsatt, 14 milliarder år senere, avkjøling. De kuleste hvite dvergene vi kjenner til, med temperatur rundt 4.000 grader Celsius (7.000 grader Fahrenheit), kan også være noen av de eldste relikviene i kosmos.

Men ikke alle hvite dverger går stille om natten. Hvite dverger som kretser rundt andre stjerner, fører til svært eksplosive fenomener. Den hvite dvergen starter ting med å suge bort gass fra ledsageren. Hydrogen overføres over en gassformet bro og søl på overflaten av den hvite dvergen. Når hydrogenet akkumuleres, når temperaturen og tettheten et flammepunkt der hele skallet av nyinnhentet drivstoff smelter voldsomt og frigjør en enorm mengde energi. Denne blitsen, kalt en nova, får den hvite dvergen til å blusse kort med glansen av 50 000 soler og deretter sakte forsvinne tilbake til uklarhet. «>

En kunstners gjengivelse av en hvit dverg som slipper ut gass fra en binær følgesvenn til en materialskive. Den stjålne gassen spiral gjennom skiven og krasjer til slutt på den hvite dvergoverflaten. Bilde via STScI.

Hvis gassen samler seg raskt nok, kan den imidlertid skyve hele den hvite dvergen forbi et kritisk punkt. I stedet for et tynt skall av fusjon, kan hele stjernen plutselig komme tilbake til livet. Uregulert detonerer den voldelige frigjøringen av energi den hvite dvergen.Hele stjernekjernen er utslettet i en av de mest energiske hendelsene i universet: en type 1a supernova. I løpet av ett sekund frigjør den hvite dvergen like mye energi som solen gjør i løpet av hele 10 milliarder år. I flere uker eller måneder kan det til og med overstråle en hel galakse.

Slik glans gjør supernovaer av type 1a synlige fra hele universet. Astronomer bruker dem som «standardlys» for å måle avstander til kosmos ytterste del. Observasjoner av detonerende hvite dverger i fjerne galakser førte til en oppdagelse som nettet Nobelprisen i fysikk 2011. Utvidelsen av universet akselererer. Døde stjerner har pustet liv i våre mest grunnleggende antagelser om naturen til tid og rom.

Hvite dverger – kjernene som er igjen etter at en stjerne har brukt opp drivstofftilførselen – er strødd over hele galaksen. Som en fantastisk kirkegård, de er gravstenene til nesten hver stjerne som levde og døde. Når stedene til stjernovner der nye atomer ble smidd, har disse eldgamle stjernene blitt brukt som et astronomverktøy som har økt vår forståelse av evolusjonen i universet.

Bunnlinjen: Hvite dverger er restene av døde stjerner. De er de tette stjernekjernene som er igjen etter at en stjerne har brukt opp drivstofftilførselen og blåst gassene i verdensrommet.