Biely trpaslík
Biely trpaslík je kompaktná hviezda. Ich hmota je stlačená dokopy. Gravitácia pritiahla atómy tesne k sebe a odobrala im elektróny. Hmotnosť bieleho trpaslíka je podobná hmotnosti Slnka, ale jeho objem je podobný objemu Zeme.
Bieli trpaslíci sú konečným vývojovým stavom všetkých hviezd, ktorých hmotnosť nie je dostatočne vysoká na to, aby sa stali neutrónovými hviezdami. Viac ako 97 % hviezd v Mliečnej dráhe sa stane bielymi trpaslíkmi. §1 Po skončení životnosti hviezdy hlavnej postupnosti, ktorá spaľuje vodík, sa hviezda rozšíri na červenéhoobra, ktorý vo svojom jadre spája hélium na uhlík a kyslík. Ak červený obor nemá dostatočnú hmotnosť na tavenie uhlíka, okolo 1 miliardy K sa v jeho strede nahromadí neaktívny uhlík a kyslík. Po tom, ako sa zbaví svojich vonkajších vrstiev a vytvorí planetárnu hmlovinu, zanechá za sebou jadro, ktoré je bielym trpaslíkom.
V materiáli bieleho trpaslíka už neprebiehajú termojadrové reakcie, takže hviezda nemá zdroj energie. Proti gravitačnému kolapsu ju nepodporuje teplo z fúzie.
Hviezda ako naše Slnko sa po vyčerpaní paliva stane bielym trpaslíkom. Ku koncu svojho života prejde štádiom červeného obra a potom stratí väčšinu svojho plynu, až sa to, čo zostane, scvrkne a stane sa mladým bielym trpaslíkom.
Obrázok Síria A a Síria B z Hubblovho vesmírneho teleskopu. Sírius B, ktorý je bielym trpaslíkom, je viditeľný ako slabý bod svetla vľavo dole od oveľa jasnejšieho Síria A
Hviezdy bielych trpaslíkov
História
Bielych trpaslíkov objavili v 18. storočí. Prvého bieleho trpaslíka s názvom 40 Eridani B objavil 31. januára 1783 William Herschel. p73 Je súčasťou trojhviezdneho systému s názvom 40 Eridani.
Druhý biely trpaslík bol objavený v roku 1862, ale spočiatku bol považovaný za červeného trpaslíka. Bola to malá hviezda v blízkosti hviezdy Sírius. Táto sprievodná hviezda, nazvaná Sírius B, mala povrchovú teplotu približne 25 000 kelvinov, takže bola považovaná za horúcu hviezdu. Sírius B bol však asi 10 000-krát slabší ako primárna hviezda Sírius A. Vedci zistili, že hmotnosť Síria B je takmer rovnaká ako hmotnosť Slnka. To znamená, že Sírius B bol kedysi hviezdou podobnou nášmu Slnku.
V roku 1917 objavil Adriaan van Maanen bieleho trpaslíka, ktorý dostal názov Van Maanen 2. Bol to tretí objavený biely trpaslík. Okrem Síria B je to najbližší biely trpaslík k Zemi.
Žiarenie a teplota
Biely trpaslík má nízku svietivosť (celkové množstvo vyžiareného svetla), ale veľmi horúce jadro. Jadro môže mať teplotu 107 K, zatiaľ čo povrch len 104 K.
Biely trpaslík je pri svojom vzniku veľmi horúci, ale keďže nemá zdroj energie, postupne vyžaruje svoju energiu a ochladzuje sa. To znamená, že jeho žiarenie, ktoré mu na začiatku dáva modrú alebo bielu farbu, sa časom zmenšuje. Za veľmi dlhý čas biely trpaslík vychladne na teplotu, pri ktorej už nebude vyžarovať svetlo. Pokiaľ biely trpaslík nezískava hmotu z hviezdneho sprievodcu alebo iného zdroja, jeho žiarenie pochádza z jeho akumulovaného tepla. To sa nedá nahradiť.
Biele trpaslíky sa ochladzujú pomaly z dvoch dôvodov. Majú extrémne malý povrch, z ktorého vyžarujú teplo, takže chladnú postupne a zostávajú horúce po dlhú dobu. Okrem toho sú veľmi nepriehľadné. Degenerovaná hmota, ktorá tvorí väčšinu bieleho trpaslíka, zastavuje svetlo a iné elektromagnetické žiarenie, takže žiarenie neodvádza veľa energie.
Nakoniec sa všetky biele trpaslíky ochladia na čierne trpaslíky, ktoré sa tak nazývajú preto, lebo nemajú energiu na vytváranie svetla. Žiadni čierni trpaslíci zatiaľ neexistujú, pretože ochladenie bieleho trpaslíka trvá dlhšie, ako je súčasný vek vesmíru. Čierny trpaslík je to, čo zostane z hviezdy po spotrebovaní všetkej jej energie (tepla a svetla).
Opätovné zapaľovanie
Bieli trpaslíci sa môžu znovu zapáliť a vybuchnúť ako supernovy, ak získajú viac materiálu. Existuje maximálna hmotnosť bieleho trpaslíka, aby zostal stabilný. Táto hranica je známa ako Chandrasekharova hranica.
Trpaslík môže napríklad priťahovať materiál zo sprievodnej hviezdy, čím prekročí Chandrasekharovu hranicu. Dodatočná hmotnosť by spustila reakciu uhlíkovej fúzie. Astronómovia sa domnievajú, že toto opätovné vznietenie môže byť príčinou supernov typu Ia.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to biely trpaslík?
Odpoveď: Biely trpaslík je kompaktná hviezda, ktorej hmota bola gravitáciou stlačená a boli jej odobraté elektróny.
Otázka: Aká je hmotnosť bieleho trpaslíka v porovnaní so Slnkom?
Odpoveď: Hmotnosť bieleho trpaslíka je podobná hmotnosti Slnka, ale jeho objem je podobný objemu Zeme.
Otázka: Aké typy hviezd sa stávajú bielymi trpaslíkmi?
Odpoveď: Bieli trpaslíci sú konečným vývojovým stavom všetkých hviezd, ktorých hmotnosť nie je dostatočne vysoká na to, aby sa stali neutrónovými hviezdami. Viac ako 97 % hviezd v Mliečnej dráhe sa stane bielymi trpaslíkmi.
Otázka: Ako vzniká červený obor?
Odpoveď: Po skončení života hviezdy hlavnej postupnosti, ktorá spaľuje vodík, sa hviezda rozšíri a vytvorí červeného obra, ktorý vo svojom jadre spája hélium na uhlík a kyslík. Ak nemá dostatočnú hmotnosť na tavenie uhlíka, v jej strede sa nahromadí neaktívny uhlík a kyslík.
Otázka: Čo sa stane po tom, ako sa zbaví svojich vonkajších vrstiev a vytvorí planetárnu hmlovinu?
Odpoveď: Po rozpade vonkajších vrstiev a vytvorení planetárnej hmloviny zostane jadro, ktoré sa stane bielym trpaslíkom.
Otázka: Prebieha v materiáli bieleho trpaslíka termojadrová reakcia?
Odpoveď: Nie, materiál v bielom trpaslíkovi už nepodlieha termojadrovým reakciám, takže preň neexistuje zdroj energie a nemôže byť podporovaný teplom proti gravitačnému kolapsu.
Otázka: Ako sa z nášho Slnka stane biely trpaslík?
Odpoveď: Naše Slnko sa stane bielym trpaslíkom, keď mu ku koncu života dôjde palivo; najprv prejde štádiom červeného obra, potom stratí väčšinu plynu, až sa to, čo zostane, zmrští na mladého bieleho trpaslíka.
