Vita dvärgstjärnor tros representera det sista utvecklingsstadiet för stjärnor som inte är tillräckligt massiva för att avsluta sina liv i super- eller hypernovor. Vita dvärgar, även kallade ”degenererade stjärnor”, består av elektrondegenererad materia som inte längre producerar fusionsenergi. I stället utstrålar vita dvärgar sin lagrade värmeenergi som en svag ljusstyrka, men så långsamt att universum inte har funnits tillräckligt länge för att några vita dvärgstjärnor ska ha avgivit all sin värme. Nedan finns ytterligare 10 intressanta fakta om vita dvärgstjärnor som du kanske inte kände till.

Vita dvärgstjärnor är relativt sällsynta

Det finns endast åtta kända vita dvärgstjärnor i de 100 stjärnsystem som ligger närmast oss, där den närmaste kända vita dvärgstjärnan är Sirius B, följeslagerstjärnan till Sirius A i det binära Sirius-systemet, som ligger 8.6 ljusår bort i stjärnbilden Canis Major.

Omkring 97 % av alla Vintergatans stjärnor kommer att bli vita dvärgar

Och även om endast tiotusen eller så vita dvärgar har hittats är mer än 97 % av stjärnorna i Vintergatan, inklusive solen, inte tillräckligt massiva för att bli något annat än vita dvärgstjärnor när de slutar sitt liv. I extrema fall innebär detta att när alla stjärnor i Vintergatan har utvecklats till vita dvärgar och svalnat tillräckligt för att bli svarta dvärgar, kommer Vintergatan i praktiken att bli osynlig, med undantag kanske för de få neutronstjärnor som kan överleva både de vita dvärgarna och galaxens utspridning.

Nästan alla vita dvärgstjärnor har samma massa

Och även om vita dvärgstjärnor har en stor variation i massa, från så lite som 0,17 till så mycket som 1,3 gånger solens massa, så väger de flesta vita dvärgar mellan 50 % och 70 % av solens massa, med ett genomsnitt på omkring 60 %. I praktiken innebär detta att vita dvärgstjärnor vanligtvis är ungefär lika stora som jorden, men att de i allmänhet är ungefär lika massiva som solen, vilket innebär att tätheten hos vita dvärgar kan vara så mycket som 1 miljon gånger högre än solens täthet. Detta innebär i sin tur att 1 kubikcentimeter av en vit dvärg kan väga lika mycket som ett metriskt ton, där endast svarta hål, neutronstjärnor och möjligen kvarkstjärnor är tätare.

Vita dvärgstjärnor kan inte överstiga 1.4 solmassor

På grund av degenerationstrycket, som är det som stöder en vit dvärg mot gravitationskollaps till en neutronstjärna, kan en vit dvärg aldrig överstiga 1,4 solmassor, en gräns som är känd som ”Chandrasekhar-gränsen”, efter den indiske astronomen som först beräknade denna gräns 1930. Denna siffra förutsätter dock att stjärnan inte roterar, men om den gör det ökar gränsen något. I fall där en vit dvärg roterar på ett ojämnt sätt och stjärnans viskositet inte beaktas finns det ändå ingen övre massegräns vid vilken en (hypotetisk) vit dvärg kan befinna sig i hydrostatisk jämvikt.

Vita dvärgstjärnor svalnar långsammare när de åldras

Studier har visat att eftersom vita dvärgstjärnor inte genererar någon energi som ersätter den värme som går förlorad genom strålning, så saktas den hastighet med vilken dessa stjärnor svalnar när de åldras. Följande exempel illustrerar detta: en vit dvärg med en massa som är 0,59 gånger större än solens och som har en heliumatmosfär och en yttemperatur på 8 000 K kommer att ta ungefär 1,5 miljarder år för att svalna till 7 140 K. Att kyla ner ytterligare 500 K tar ungefär 0,3 miljarder år, medan nedkylning till 6 000 K och sedan ytterligare 500 K tar 0,4 miljarder respektive 1,1 miljarder år.

Vita dvärgstjärnor har atmosfärer

Spektroskopiska studier har avslöjat att en stor del av en vit dvärgstjärnas ljusstyrka härrör från dess atmosfär, som kan bestå av antingen väte eller helium. Även om båda grundämnena vanligtvis förekommer i atmosfären hos en vit dvärg, dominerar alltid det ena grundämnet med en faktor på minst 1 000 jämfört med alla andra grundämnen i stjärnans atmosfär. De flesta forskare är överens om att detta är resultatet av en process där gravitationen separerar grundämnena i atmosfären, där de mest massiva molekylerna ansamlas vid eller nära stjärnans yta, medan de lättare grundämnena staplas på detta skikt i ordning efter sin massa. I fallet med väterika atmosfärer kan vätekomponentens totala massa vara så massiv som 1/10 000 av stjärnans totala massa.

Vissa vita dvärgstjärnor är metallrika

Det faktum att vissa vita dvärgstjärnors spektrum uppvisar starka metallinjer kom som en överraskning för astronomer, eftersom dessa tunga grundämnen borde ha graviterat mot stjärnans kärna strax efter dess bildning. Även om det inte finns någon säkerhet om ursprunget till metallerna i vissa spektrum, tror man att i fallet med den vita dvärgen med beteckningen Ton 345 åtminstone, härrör metallrikedomen i dess spektrum från resterna av en planet som förstördes av stamstjärnan under dess asymptotiska jättegrenfas.

Vita dvärgstjärnor kommer att överleva sina värdgalaxer

Och även om vita dvärgstjärnor anses vara stabila efter sin bildning, kommer de så småningom att svalna och bli kalla svarta dvärgar. På grund av deras yttre skikts opacitet, eller motståndskraft mot strålning, uppskattar man dock att vita dvärgar kommer att ta ungefär 1034-1035 år på sig för att nå detta tillstånd. Denna extremt långa livstid baseras på den kända livstiden för protoner, som är mycket längre än vad det kommer att ta för galaxer att skingras eller ”avdunsta”, en process som förväntas slutföras på endast 1019-1020 år.

Vissa vita dvärgstjärnor är värd för planeter

Och även om det finns en viss debatt om hur planeter kan bildas runt vita dvärgar, kretsar många vita dvärgar ändå runt antingen planeter, som i fallet med två cirkumbinära planeter runt ett märkligt binärt system av en vit dvärg/röd dvärg med beteckningen NN Serpentis, eller runt täta stoft- och skräpskivor. De flesta forskare ansluter sig till teorin att planeter som kretsar kring vita dvärgar är resterna av planeter som förstördes när den vita dvärgen skapades, vilket skulle hända när vår sol sväller upp under sin röda jättefas. I vårt fall skulle jorden kunna sluta som en sönderfallande stenkropp som kretsar kring solen i dess vita dvärgfas.

Vita dvärgstjärnor kan explodera flera gånger och ändå överleva

Men medan vissa processer kan förstöra en vit dvärgstjärna i en supernovaexplosion, överlever många vita dvärgstjärnor upprepade, men mindre kataklysmiska termonukleära explosioner av ackumulerat väterikt material på sina ytor. Förutsatt att stjärnans kärna förblir intakt kan en vit dvärg överleva så många explosioner på sin yta som det krävs för att tömma källan av nedfallande material.