Nemzeti Repülési és Űrhivatal

• Haladó
• Alapvető

Honnan származnak a fehér törpék?

A csillag élete végén attól függ, milyen tömeggel született. A nagy tömegű csillagok fekete lyukaként vagy neutroncsillagként fejezhetik be életüket. Az alacsony vagy közepes tömegű csillag (amelynek tömege kevesebb, mint Napunk tömegének kb. 8-szorosa) fehér törpévé válik. Egy tipikus fehér törpe nagyjából olyan hatalmas, mint a Nap, de csak kissé nagyobb, mint a Föld. Ezáltal a fehér törpék az anyag egyik legsűrűbb formája, amelyet csak a neutroncsillagok és a fekete lyukak haladnak meg.

Fekete lyuk	Neutroncsillag	Fehér törpe

A közepes tömegű csillagok, akárcsak a Napunk, úgy élnek, hogy magjukban lévő hidrogént héliummá olvasztják. Ezt teszi a Napunk most. Az a hő, amelyet a Nap a hidrogén magfúziója révén héliummá generál, külső nyomást eredményez. További 5 milliárd év múlva a Nap felhasználja a magjában lévő összes hidrogént.

Ez a helyzet egy csillagban hasonló a gyorsfőzőhöz. Ha valamit lezárt tartályban hevítenek, nyomás keletkezik. Ugyanez történik a Napon is. Bár a Nap nem feltétlenül zárt tartály, a gravitáció miatt úgy viselkedik, mint egy, a csillagot befelé húzva, miközben a magban lévő forró gáz által létrehozott nyomás kijut. A nyomás és a gravitáció egyensúlya nagyon kényes.

Amikor a Napban kifogy a hidrogén, hogy összeolvadjon, az egyensúly a gravitáció javára billen, és a csillag összeomlik. A csillagok tömörítése azonban ismét felmelegszik, és képes összeolvadni azt a kis hidrogént, amely a magja köré van tekerve.

(Betelgeuse)
1996. január 15, a Hubble űrtávcső rögzíti a csillag első közvetlen képét, A. Dupree-t (CfA) és a NASA-t.

Ez az égő hidrogénhéj kitágítja a csillag külső rétegeit. Amikor ez megtörténik, a Napunk vörös óriássá válik; akkora lesz, hogy a Merkúr teljesen lenyeli!

Amikor egy csillag nagyobb lesz, hője szétterül, hűvösebbé téve az általános hőmérsékletét. De vörös óriás Napunk maghőmérséklete addig növekszik, míg végül elég meleg lesz ahhoz, hogy beolvasztsa a hidrogénfúzióból keletkező héliumot. Végül a héliumot szénné és más nehezebb elemekké alakítja. A Nap csak egymilliárd évet tölt vörös óriás, szemben a közel 10 milliárddal, amelyet hidrogén égetésével töltött el.

Már tudjuk, hogy a közepes tömegű csillagok, akárcsak a Napunk, vörös óriásokká válnak. De mi történik ezután? Vörös óriás Napunk még mindig felmelegíti a héliumot és feltölti a szenet. De amikor befejezi a héliumot, nem elég forró ahhoz, hogy elégetni tudja a keletkezett szenet. Mi van most?

Mivel a Napunk nyert ne legyen elég forró ahhoz, hogy meggyújtsa a magját, ez újra enged a gravitációnak. Amikor a csillag magja összehúzódik, az energia felszabadulást okoz, amely a csillag burkolatát kitágítja. Most a csillag még nagyobb óriássá vált, mint korábban! Napunk sugara nagyobb lesz, mint a Föld pályája!

A Nap ezen a ponton nem lesz nagyon stabil, és tömegét veszti. Ez mindaddig folytatódik, amíg a csillag végül lefújja külső rétegeit. A csillag magja azonban érintetlen marad, és fehér fehére válik. A fehér törpét egy táguló gázhéj veszi körül egy tárgyban, amelyet bolygóködként ismerünk. Ezt azért hívják, mert a korai megfigyelők úgy gondolták, hogy az Uránusz és a Neptunusz bolygókra hasonlítanak. Van néhány bolygó köd, amelyeket egy háztáji teleszkóp segítségével lehet megtekinteni. Körülbelül felükben a középső fehér törpe közepes méretű távcsővel látható.

Úgy tűnik, hogy a bolygó ködei egy közepes tömegű csillag átmenetét jelzik a vörös óriásról a fehér törpére. A Napunkhoz hasonló tömegű csillagok 75 000 éven belül fehér törpévé válnak, miután lefújják borítékukat. Végül ők, mint a mi Napunk, lehűlnek, hőt sugároznak az űrbe, és fekete széndarabokká válnak. 10 milliárd évbe telhet, de a Napunk egyszer eléri a sor végét, és csendesen fekete törpévé válik.

A fehér törpék elmondhatják nekünk az Univerzum korát. Ha megbecsülhetjük, mennyi idő alatt egy fehér törpe fekete törpévé hűl, az alacsonyabb korlátot jelentene számunkra az Univerzum és a galaxisunk életkorára. De mivel a fehér törpék lehűléséhez milliárd évekre van szükség, ezért ne gondolja, hogy az univerzum elég idős ahhoz, hogy sok fehér törpe fekete törpévé váljon, ha van ilyen.A fekete törpék megtalálása biztosan megváltoztatja a fehér törpék hűtési folyamatának megértését.

A fehér törpék megfigyelései

A nyíl a fehér törpére, a Sirius B-re mutat, a nagy Sirius A mellett.

A fehér törpe csillagok megfigyelésére többféle lehetőség is van. Az első felfedezett fehér törpét azért találták meg, mert a Sirius társcsillaga, egy fényes csillag a Canis Major csillagképben. 1844-ben Friedrich Bessel csillagász észrevette, hogy Siriusnak enyhe oda-vissza mozgása van, mintha egy láthatatlan tárgy körül keringene. 1863-ban Alvan Clark optikus és távcsőgyártó észrevette ezt a titokzatos tárgyat. Ezt a kísérő csillagot később fehér törpének határozták meg. Ezt a párost ma Sirius A-nak és B-nek nevezik, B pedig a fehér törpe. Ennek a rendszernek a keringési periódusa körülbelül 50 év.

Mivel a fehér törpék nagyon kicsiek, és ezért nagyon nehéz őket felismerni, a bináris rendszerek hasznos módja azok megtalálásának. A Sirius rendszerhez hasonlóan, ha úgy tűnik, hogy egy csillagnak valamiféle megmagyarázhatatlan mozgása van, akkor azt tapasztalhatjuk, hogy az egyetlen csillag többszörös rendszer. Alapos vizsgálat után kiderülhet, hogy van egy fehér törpe társa.

A 2,4 méteres tükörrel és fejlett optikával rendelkező Hubble Űrtávcső széles látószögű és bolygó kamerájával sikeresen megtekintette a fehér törpéket. 1995 augusztusában ez a kamera több mint 75 fehér törpét figyelt meg a Scorpius csillagkép M4 gömbhalmazában. Ezek a fehér törpék annyira halványak voltak, hogy a legfényesebbek nem világítottak jobban, mint egy 100 wattos izzó, amelyet a hold távolságánál láttak. Az M4 7000 fényévnyire található, de a Földhöz legközelebbi gömbhalmaz. Ez szintén körülbelül 14 milliárd éves , ezért olyan sok csillaga életének végéhez közeledik.

HOS 43 ROSAT képe

Az optikai távcsövek nem az egyetlen módja a fehér törpék megtekintésének. A fehér törpe HZ A 43-at a ROSAT röntgen műhold figyelte meg. A röntgensugarak a fehér törpe látható felületének belsejéből érkeznek. Ez a régió nagyon sűrű, és nagyon fiatal fehér törpében akár 100 000 fok is meleg lehet. Egy fehér törpe “s a külső rétegek csak héliumot és hidrogént tartalmaznak, és nélkülözhetetlenek y átlátszó a sokkal melegebb belső rétegek által kibocsátott röntgensugarakhoz.

Utolsó módosítás: 2006. december