National Aeronautics and Space Administration (Dansk)

• Advanced
• Basic

Hvor kommer hvide dværge fra? / h2>

Hvor en stjerne ender i slutningen af sin levetid, afhænger af den masse, den blev født med. Stjerner, der har meget masse, kan ende deres liv som sorte huller eller neutronstjerner. En stjerne med lav eller medium masse (med en masse mindre end ca. 8 gange vores sols masse) bliver en hvid dværg. En typisk hvid dværg er omtrent lige så massiv som Solen, men alligevel kun lidt større end Jorden. Dette gør hvide dværge til en af de tætteste former for stof, kun overgået af neutronstjerner og sorte huller.

Sort hul	Neutronstjerne	Hvid dværg

Medium massestjerner, ligesom vores sol, lever ved at smelte brintet i deres kerner til helium. Dette er hvad vores sol gør nu. Den varme, solen genererer ved sin nukleare fusion af brint til helium, skaber et udadgående tryk. Om yderligere 5 milliarder år vil solen have brugt alt brint i sin kerne op.

Denne situation i en stjerne ligner en trykkoger. Opvarmning af noget i en lukket beholder forårsager ophobning i tryk. Den samme ting sker i solen. Selvom solen måske ikke strengt taget er en forseglet beholder, får tyngdekraften det til at fungere som en og trække stjernen indad, mens trykket skabt af den varme gas i kernen skubber for at komme ud. Balancen mellem tryk og tyngdekraft er meget delikat.

Når solen løber tør for brint for at smelte sammen, tipper balancen i tyngdekraftens favor, og stjernen begynder at kollapse. Men komprimering af en stjerne får den til at varme op igen, og den er i stand til at smelte det lille brint, der er tilbage i en skal, der er viklet rundt om kernen.

(Betelgeuse)
15. januar 1996, Hubble Space Telescope Captures First Direct Image of a Star, A. Dupree (CfA) og NASA.

Denne brændende brintskal udvider stjernens ydre lag. Når dette sker, bliver vores sol en rød kæmpe; det vil være så stort, at kviksølv sluges fuldstændigt!

Når en stjerne bliver større, spreder dens varme sig, hvilket gør dens samlede temperatur køligere. Men kernetemperaturen i vores røde kæmpe Sol stiger, indtil den endelig er varm nok til at smelte heliumet skabt af brintfusion. Til sidst vil det omdanne helium til kulstof og andre tungere grundstoffer. Solen vil kun bruge en milliard år som en rød kæmpe, i modsætning til de næsten 10 milliarder, den brugte travlt med at brænde brint.

Vi ved allerede, at stjerner i mellemstore masser, ligesom vores sol, bliver røde kæmper. Men hvad sker der efter det? Vores røde kæmpe sol vil slår stadig helium op og trækker kulstof ud. Men når det er færdigt med heliumet, er det ikke ret varmt nok til at kunne brænde det kulstof, det skabte. Hvad nu?

Da vores sol vandt ” t være varmt nok til at antænde kulstoffet, det er dets kerne, vil det bukke under for tyngdekraften igen. Når stjernens kerne trækker sig sammen, vil den medføre frigivelse af energi, der får stjernens hylster til at ekspandere. Nu er stjernen blevet en endnu større kæmpe end før! Vores solradius bliver større end jordens bane!

Solen vil ikke være særlig stabil på dette tidspunkt og vil miste masse. Dette fortsætter, indtil stjernen endelig blæser sine ydre lag af. Kernen i stjernen forbliver dog intakt og bliver en hvidkværn. Den hvide dværg vil være omgivet af en ekspanderende skal af gas i en genstand kendt som en planetarisk tåge. De kaldes dette, fordi tidlige observatører troede, de lignede planeterne Uranus og Neptun. Der er nogle planetariske tåger, der kan ses gennem et baggårdsteleskop. I omkring halvdelen af dem kan den centrale hvide dværg ses ved hjælp af et teleskop i moderat størrelse.

Planetnebler ser ud til at markere overgangen til en mellemstor stjerne fra rød kæmpe til hvid dværg. Stjerner, der kan sammenlignes i masse med vores sol, bliver hvide dværge inden for 75.000 år efter at deres konvolutter er blæst af. Til sidst vil de ligesom vores sol køle ned og udstråle varme ud i rummet og falme ned i sorte kulstofklumper. Det kan tage 10 milliarder år, men vores sol vil en dag nå slutningen af linjen og stille og roligt blive en sort dværg.

Hvide dværge kan fortælle os om universets alder. Hvis vi kan estimere den tid, det tager for en hvid dværg at afkøle sig til en sort dværg, vil det give os en lavere grænse for universets alder og vores galakse, men fordi det tager milliarder af år for hvide dværge at køle af, tror ikke universet er gammelt nok endnu til at mange, hvis nogen, hvide dværge er blevet sorte dværge.At finde sorte dværge ville helt sikkert ændre vores forståelse af afkølingsprocessen i hvide dværge.

Observationer af hvide dværge

Pilen peger på hvid dværg, Sirius B, ved siden af den store Sirius A.

Der er flere måder at observere hvide dværgstjerner på. Den første hvide dværg, der blev opdaget, blev fundet, fordi den er en ledsagerstjerne til Sirius, en lys stjerne i konstellationen Canis Major. I 1844 bemærkede astronom Friedrich Bessel, at Sirius havde en svag frem og tilbage bevægelse, som om den kredsede om en uset genstand. I 1863 så optikeren og teleskopproducenten Alvan Clark dette mystiske objekt. Denne ledsagerstjerne blev senere bestemt til at være en hvid dværg. Dette par kaldes nu Sirius A og B, hvor B er den hvide dværg. Omkringstiden for dette system er cirka 50 år.

Da hvide dværge er meget små og dermed meget svære at opdage, er binære systemer en nyttig måde at finde dem på. Som med Sirius-systemet, hvis en stjerne ser ud til at have en eller anden form for uforklarlig bevægelse, kan vi måske finde ud af, at den eneste stjerne virkelig er et multipelt system. Ved nøje inspektion kan vi finde ud af, at den har en hvid dværgkammerat.

Hubble-rumteleskopet, med sit 2,4 meter spejl og avancerede optik, har med succes set hvide dværge med sit brede felt og planetariske kamera. I august 1995 observerede dette kamera mere end 75 hvide dværge i den kugleformede klynge M4 i stjernebilledet Scorpius. Disse hvide dværge var så svage, at den lyseste af dem ikke var mere lysende end en 100 watt pære set ved månens afstand. M4 ligger 7.000 lysår væk, men er den nærmeste kuglehob til Jorden. Den er også cirka 14 milliarder år gammel , hvorfor mange af dets stjerner er nær slutningen af deres liv.

ROSAT-billede af HZ 43

Optiske teleskoper er ikke den eneste måde at se hvide dværge på. Den hvide dværg HZ 43 blev observeret af røntgensatellitten ROSAT. Røntgenstråler kommer indefra den synlige overflade af den hvide dværg. Denne region er meget tæt og kan være så varm som 100.000 grader i en meget ung hvid dværg. En hvid dværg ydre lag indeholder kun helium og brint og er væsentligt svage y gennemsigtig for røntgenstråler, der udsendes af de meget varmere indre lag.

Sidst ændret: December 2006