De sterren aan de hemel lijken misschien tijdloos en onveranderlijk, maar uiteindelijk zullen de meeste in witte dwergen veranderen, het laatste waarneembare stadium van evolutie voor laag- en medium -massa sterren. Deze vage stellaire lijken zijn verspreid over de melkweg, overblijfselen van sterren die ooit helder brandden.
Vorming
Hoofdreekssterren, inclusief de zon, worden gevormd uit wolken van stof en gas dat door de zwaartekracht wordt samengetrokken. Hoe de sterren tijdens hun leven evolueren, hangt af van hun massa. De zwaarste sterren, met acht keer de massa van de zon of meer, zullen nooit witte dwergen worden. In plaats daarvan zullen ze aan het einde van hun leven exploderen in een gewelddadige supernova en een neutronenster of zwart gat achterlaten.
Kleinere sterren zullen echter een iets rustiger pad inslaan. Sterren met een lage tot gemiddelde massa, zoals de zon, zullen uiteindelijk opzwellen tot rode reuzen. Daarna werpen de sterren hun buitenste lagen af in een ring die bekend staat als een planetaire nevel (vroege waarnemers dachten dat de nevels op planeten zoals Neptunus en Uranus leken). De kern die achterblijft is een witte dwerg, een kaf van een ster waarin geen waterstoffusie plaatsvindt.
Kleinere sterren, zoals rode dwergen, halen de rode reuzentoestand niet. Ze verbranden simpelweg al hun waterstof en eindigen het proces als een vage witte dwerg. Rode dwergen doen er echter triljoenen jaren over om hun brandstof te verbruiken, veel langer dan de 13,8 miljard jaar oude leeftijd van het universum, dus geen rood dwergen zijn nog witte dwergen geworden.
Kenmerken
Wanneer een ster geen brandstof meer heeft, ervaart hij niet langer een naar buiten gerichte duw van het fusieproces en stort hij naar binnen toe in elkaar. dwergen bevatten ongeveer de massa van de zon, maar hebben ongeveer de straal van de aarde, volgens Cosmos, de astronomie-encyclopedie van de Swinburne University in Australië.Daarmee behoren ze tot de dichtste objecten in de ruimte, alleen verslagen door neutronensterren en zwarte gaten. volgens NASA is de zwaartekracht op het oppervlak van een witte dwerg 350.000 keer die van de zwaartekracht op Ea rth. Dat betekent dat een persoon op aarde van 68 kilo 50 miljoen pond (22,7 miljoen kg) zou wegen op het oppervlak van een witte dwerg.
Witte dwergen bereiken dit ongelooflijke dichtheid omdat ze zo dicht ineengestort zijn dat hun elektronen tegen elkaar worden geslagen, wat de zogenaamde “gedegenereerde materie” vormt. De voormalige sterren zullen blijven instorten totdat de elektronen zelf voldoende naar buiten drukkende kracht leveren om het knelpunt te stoppen. Hoe meer massa, hoe groter de aantrekkingskracht naar binnen, dus een massievere witte dwerg heeft een kleinere straal dan zijn minder massieve tegenhanger. Die omstandigheden betekenen dat, nadat een groot deel van zijn massa is afgestoten tijdens de fase van de rode reus, geen enkele witte dwerg meer dan 1,4 keer de massa van de zon kan overschrijden.
Wanneer een ster opzwelt tot een rode reus, wordt hij overspoeld. de dichtstbijzijnde planeten. Maar sommigen kunnen nog steeds overleven. NASA’s Spitzer-ruimtevaartuig onthulde dat ten minste 1 tot 3 procent van de witte dwergsterren atmosferen heeft verontreinigd, wat suggereert dat er rotsachtig materiaal in is gevallen.
“In de zoektocht naar aardachtige planeten hebben we nu talloze systemen geïdentificeerd. die uitstekende kandidaten zijn om ze te huisvesten, “vertelde Jay Farihi, een witte dwergonderzoeker aan de Universiteit van Leicester in Engeland, aan Space.com. “Waar ze blijven bestaan als witte dwergen, zullen alle aardse planeten niet bewoonbaar zijn, maar het kunnen plaatsen zijn geweest waar het leven zich in een eerder tijdperk heeft ontwikkeld.”
In een opwindend geval hebben onderzoekers het rotsachtige materiaal waargenomen zoals het valt in de witte dwerg.
“Het is opwindend en onverwacht dat we dit soort dramatische veranderingen op menselijke tijdschalen kunnen zien”, vertelde Boris Gänsicke, een astronoom aan de Universiteit van Warwick in Engeland, aan Space. com.
Een laatste trap
Veel witte dwergen vervagen tot relatieve obscuriteit en stralen uiteindelijk al hun energie uit en worden zogenaamde zwarte dwergen, maar degenen die een systeem delen met begeleidende sterren kunnen een ander lot ondergaan.
dwerg maakt deel uit van een binair systeem, het kan mogelijk materiaal van zijn metgezel op zijn oppervlak trekken. Het vergroten van de massa van de witte dwerg kan een aantal interessante resultaten hebben.
Een mogelijkheid is dat de toegevoegde massa ervoor kan zorgen dat deze ineenstort tot een veel dichtere neutronenster.
Een veel explosievere resultaat is de Type 1a supernova.Terwijl de witte dwerg materiaal van een begeleidende ster trekt, stijgt de temperatuur, wat uiteindelijk een op hol geslagen reactie veroorzaakt die ontploft in een gewelddadige supernova die de witte dwerg vernietigt. Dit proces staat bekend als een “enkelvoudig gedegenereerd model” van een Type 1a-supernova.
In 2012 waren onderzoekers in staat om de complexe gasomhulsels rond een Type 1a supernova tot in detail te observeren.
“We zagen echt, voor het eerst, gedetailleerd bewijs van de voorloper van een Type 1a-supernova, “Benjamin Dilday, de hoofdauteur van de studie en een astronoom van Las Cumbres Observatory Global Telescope Network in Californië, vertelde SPACE.com.
Of de metgezel in plaats daarvan een andere witte dwerg is van een actieve ster, fuseren de twee stellaire lijken om het vuurwerk af te trappen. Dit proces staat bekend als een ‘dubbel gedegenereerd model’ van een Type 1a supernova.
Op andere momenten kan de witte dwerg net genoeg materiaal uit zijn metgezel trekken om kort te ontsteken in een nova, een veel kleinere explosie. Omdat de witte dwerg intact blijft, kan hij het proces verschillende keren herhalen wanneer hij dat kritieke punt bereikt, waarbij hij steeds weer leven in de stervende ster blaast opnieuw.
“Dit zijn de helderste en meest frequente stellaire uitbarstingen in de melkweg, en ze “zijn vaak zichtbaar met het blote oog”, vertelde Przemek Mróz, een astronoom aan de Poolse Universiteit van Warschau, aan Space.com.
Dit artikel is op 11 oktober 2018 bijgewerkt door Space.com Associate Editor , Sarah Lewin.