Předpokládá se, že bílí trpaslíci představují konečný vývojový stav hvězd, které nejsou dostatečně hmotné na to, aby svůj život ukončily v super- nebo hypernově. Bílí trpaslíci, známí také jako „degenerované hvězdy“, se skládají z elektronově degenerované hmoty, která již neprodukuje fúzní energii. Místo toho bílí trpaslíci vyzařují svou nahromaděnou tepelnou energii ve formě slabé svítivosti, ale tak pomalu, že vesmír neexistuje dostatečně dlouho na to, aby všechny bílé trpasličí hvězdy vyzařovaly všechno své teplo. Níže uvádíme dalších 10 zajímavostí o bílých trpaslících, které jste možná nevěděli.

Bílí trpaslíci jsou poměrně vzácní

Ve 100 hvězdných systémech, které jsou nám nejblíže, je známo pouze 8 bílých trpaslíků, přičemž nejbližší známou bílou trpasličí hvězdou je Sírius B, průvodce hvězdy Sírius A ve dvojhvězdném systému Sírius, který se nachází na 8. místě.6 světelných let v souhvězdí Canis Major.

Přibližně 97 % všech hvězd Mléčné dráhy se stane bílými trpaslíky

Přestože bylo nalezeno pouze asi deset tisíc bílých trpaslíků, více než 97 % hvězd v Mléčné dráze, včetně Slunce, není dostatečně hmotných na to, aby se po skončení svého života staly něčím jiným než bílými trpaslíky. Dovedeno do extrému to znamená, že jakmile se všechny hvězdy v Mléčné dráze vyvinou v bílé trpaslíky a ochladí se natolik, že se stanou černými trpaslíky, Mléčná dráha se pro všechny účely stane neviditelnou, snad s výjimkou několika neutronových hvězd, které mohou přežít jak bílé trpaslíky, tak rozptyl galaxie.

Téměř všichni bílí trpaslíci mají stejnou hmotnost

Ačkoli hmotnost bílých trpaslíků se pohybuje v širokém rozmezí od pouhých 0,17 do 1,3násobku hmotnosti Slunce, většina bílých trpaslíků váží mezi 50 a 70 % hmotnosti Slunce, přičemž průměrná hmotnost se pohybuje kolem 60 %. V praxi to znamená, že zatímco bílí trpaslíci jsou obvykle velcí jako Země, jejich hmotnost je obecně přibližně stejná jako hmotnost Slunce, což znamená, že hustota bílých trpaslíků může být až 1 milionkrát vyšší než hustota Slunce. To zase znamená, že 1 cm krychlový bílého trpaslíka může vážit až jednu metrickou tunu, přičemž hustší jsou pouze černé díry, neutronové hvězdy a případně kvarkové hvězdy.

Bílí trpaslíci nemohou překročit hmotnost 1 metrické tuny.4 hmotnosti Slunce

Vzhledem k povaze degeneračního tlaku, který podporuje bílého trpaslíka proti gravitačnímu zhroucení na neutronovou hvězdu, nemůže bílý trpaslík nikdy překročit hmotnost 1,4 hmotnosti Slunce, což je hranice známá jako „Chandrasekharova hranice“ podle indického astronoma, který tuto hranici poprvé vypočítal v roce 1930. Tento údaj však předpokládá, že hvězda nerotuje, ale pokud ano, limit se mírně zvyšuje. Nicméně v případech, kdy bílý trpaslík rotuje nerovnoměrně a není zohledněna viskozita hvězdy, neexistuje žádná horní hranice hmotnosti, při které by (hypotetický) bílý trpaslík mohl být v hydrostatické rovnováze.

Bílé trpasličí hvězdy se s věkem ochlazují pomaleji

Studie ukázaly, že vzhledem k tomu, že bílí trpaslíci nevyrábějí energii, která by nahradila teplo ztracené zářením, rychlost ochlazování těchto hvězd se s jejich věkem zpomaluje. To ilustruje následující příklad: bílému trpaslíkovi s hmotností 0,59násobku hmotnosti Slunce, který má heliovou atmosféru a povrchovou teplotu 8 000 K, bude trvat přibližně 1,5 miliardy let, než se ochladí na 7 140 K. Ochlazení o dalších 500 K bude trvat asi 0,3 miliardy let, zatímco ochlazení na 6 000 K a poté o dalších 500 K bude trvat 0,4 miliardy, resp. 1,1 miliardy let.

Bílí trpaslíci mají atmosféru

Spektroskopické studie odhalily, že velká část svítivosti bílých trpaslíků pochází z jejich atmosféry, která se může skládat buď z vodíku, nebo z helia. Ačkoli jsou v atmosféře bílého trpaslíka obvykle přítomny oba prvky, jeden z nich vždy převažuje nejméně tisícinásobně ve srovnání se všemi ostatními prvky ve hvězdné atmosféře. Většina badatelů se shoduje, že je to výsledek procesu, při kterém gravitace odděluje prvky v atmosféře, přičemž nejhmotnější molekuly se hromadí na povrchu hvězdy nebo v její blízkosti a lehčí prvky se na tuto vrstvu vrství v pořadí podle své hmotnosti. V případě atmosféry bohaté na vodík může být celková hmotnost vodíkové složky až 1/10 000 celkové hmotnosti hvězdy.

Někteří bílí trpaslíci jsou bohatí na kovy

To, že spektra některých bílých trpaslíků vykazují silné čáry kovů, bylo pro astronomy překvapením, protože tyto těžké prvky by měly gravitovat k jádru hvězdy brzy po jejím vzniku. Ačkoli není jisté, jaký je původ kovů v některých spektrech, předpokládá se, že přinejmenším v případě bílého trpaslíka s označením Ton 345 pochází množství kovů v jeho spektru ze zbytků planety, která byla zničena mateřskou hvězdou během fáze její asymptotické větve obrů.

Bílí trpaslíci přežijí své hostitelské galaxie

Ačkoli jsou bílí trpaslíci po svém vzniku považováni za stabilní, nakonec vychladnou a stanou se z nich chladní černí trpaslíci. Odhaduje se však, že vzhledem k neprůhlednosti neboli odolnosti jejich vnějších vrstev vůči záření bude bílým trpaslíkům trvat asi 1034-1035 let, než tohoto stavu dosáhnou. Tato mimořádně dlouhá doba života vychází ze známé doby života protonů, která je mnohem delší, než bude trvat rozptýlení neboli „vypaření“ galaxií, jehož proces by měl být dokončen za pouhých 1019 až 1020 let.

Někteří bílí trpaslíci hostí planety

Přestože se vedou diskuse o tom, jak mohou planety kolem bílých trpaslíků vznikat, kolem mnoha bílých trpaslíků přesto obíhají buď planety, jako v případě dvou cirkumbinárních planet kolem zajímavého binárního systému bílý trpaslík/červený trpaslík s označením NN Serpentis, nebo husté prachové/suťové disky. Většina badatelů se přiklání k teorii, že planety obíhající kolem bílých trpaslíků jsou pozůstatky planet, které byly zničeny při vzniku bílého trpaslíka, jako například při zvětšování našeho Slunce ve fázi červeného obra. V našem případě by Země mohla skončit jako rozpadající se skalnaté těleso obíhající kolem Slunce ve fázi bílého trpaslíka.

Bílí trpaslíci mohou explodovat několikrát, a přesto přežít

Když některé procesy mohou zničit bílého trpaslíka při výbuchu supernovy, mnoho bílých trpaslíků přežije opakované, ale méně kataklyzmatické termonukleární exploze akreovaného materiálu bohatého na vodík na jejich povrchu. Za předpokladu, že jádro hvězdy zůstane neporušené, může bílý trpaslík přežít tolik explozí na svém povrchu, kolik je potřeba k vyčerpání zdroje padajícího materiálu.