Es wird angenommen, dass Weiße Zwerge den letzten Entwicklungszustand von Sternen darstellen, die nicht massereich genug sind, um ihr Leben in Super- oder Hypernovae zu beenden. Weiße Zwerge werden auch als „entartete Sterne“ bezeichnet und bestehen aus elektronenentarteter Materie, die keine Fusionsenergie mehr erzeugt. Stattdessen strahlen Weiße Zwerge ihre gespeicherte Wärmeenergie in Form einer schwachen Leuchtkraft ab, allerdings so langsam, dass das Universum noch nicht lange genug existiert, als dass ein Weißer Zwergstern seine gesamte Wärme abgegeben hätte. Im Folgenden finden Sie 10 weitere interessante Fakten über Weiße Zwergsterne, die Sie vielleicht noch nicht kannten.

Weiße Zwergsterne sind relativ selten

In den 100 uns am nächsten gelegenen Sternensystemen sind nur acht Weiße Zwergsterne bekannt, wobei der uns am nächsten gelegene Weiße Zwergstern Sirius B ist, der Begleitstern von Sirius A im Sirius-Doppelsternsystem, der sich 8.

Ungefähr 97% aller Milchstraßensterne werden zu Weißen Zwergen

Während nur etwa zehntausend Weiße Zwerge gefunden wurden, sind mehr als 97% der Sterne in der Milchstraße, einschließlich der Sonne, nicht massereich genug, um am Ende ihres Lebens etwas anderes als Weiße Zwerge zu werden. Auf die Spitze getrieben bedeutet dies, dass die Milchstraße, sobald sich alle Sterne in der Milchstraße zu Weißen Zwergen entwickelt haben und ausreichend abgekühlt sind, um zu Schwarzen Zwergen zu werden, in jeder Hinsicht unsichtbar wird, außer vielleicht für die wenigen Neutronensterne, die sowohl die Weißen Zwerge als auch die Zerstreuung der Galaxie überdauern können.

Nahezu alle Weißen Zwerge haben die gleiche Masse

Während Weiße Zwerge eine große Bandbreite an Massen aufweisen, die von 0,17 bis zum 1,3-fachen der Sonnenmasse reicht, wiegen die meisten Weißen Zwerge zwischen 50 und 70 % der Sonnenmasse, mit einem Durchschnitt von etwa 60 %. In der Praxis bedeutet dies, dass Weiße Zwerge zwar in der Regel etwa so groß sind wie die Erde, aber im Allgemeinen etwa so massiv wie die Sonne, was bedeutet, dass die Dichte von Weißen Zwergen bis zu einer Million Mal höher sein kann als die der Sonne. Das wiederum bedeutet, dass 1 Kubikzentimeter eines Weißen Zwerges so viel wiegen kann wie eine Tonne, wobei nur Schwarze Löcher, Neutronensterne und möglicherweise Quarksterne dichter sind.

Weiße Zwergsterne können nicht mehr als 1.4 Sonnenmassen

Aufgrund des Entartungsdrucks, der einen Weißen Zwerg vor dem gravitativen Kollaps zu einem Neutronenstern bewahrt, kann ein Weißer Zwerg niemals mehr als 1,4 Sonnenmassen haben, eine Grenze, die nach dem indischen Astronomen, der diese Grenze 1930 erstmals berechnete, als „Chandrasekhar-Grenze“ bekannt ist. Bei dieser Zahl wird jedoch davon ausgegangen, dass der Stern nicht rotiert; wenn dies der Fall ist, erhöht sich der Grenzwert leicht. In Fällen, in denen ein Weißer Zwerg nicht gleichmäßig rotiert und die Viskosität des Sterns nicht berücksichtigt wird, gibt es jedoch keine obere Massengrenze, bei der sich ein (hypothetischer) Weißer Zwerg im hydrostatischen Gleichgewicht befinden kann.

Weiße Zwergsterne kühlen mit zunehmendem Alter langsamer ab

Studien haben gezeigt, dass sich die Abkühlung dieser Sterne mit zunehmendem Alter verlangsamt, da Weiße Zwergsterne keine Energie erzeugen, um die durch Strahlung verlorene Wärme zu ersetzen. Das folgende Beispiel veranschaulicht dies: Ein Weißer Zwerg mit der 0,59-fachen Masse der Sonne, der eine Heliumatmosphäre und eine Oberflächentemperatur von 8.000 K hat, braucht etwa 1,5 Milliarden Jahre, um auf 7.140 K abzukühlen. Die Abkühlung um weitere 500 K dauert etwa 0,3 Milliarden Jahre, während die Abkühlung auf 6.000 K und dann um weitere 500 K 0,4 Milliarden bzw. 1,1 Milliarden Jahre dauert.

Weiße Zwergsterne haben eine Atmosphäre

Spektroskopische Untersuchungen haben ergeben, dass ein Großteil der Leuchtkraft eines Weißen Zwergsterns von seiner Atmosphäre herrührt, die entweder aus Wasserstoff oder Helium bestehen kann. Zwar sind in der Atmosphäre eines Weißen Zwerges in der Regel beide Elemente vorhanden, doch überwiegt eines der beiden Elemente im Vergleich zu allen anderen Elementen in der Sternatmosphäre immer um mindestens den Faktor 1.000. Die meisten Forscher sind sich einig, dass dies das Ergebnis eines Prozesses ist, bei dem die Schwerkraft die Elemente in der Atmosphäre trennt, wobei sich die massereichsten Moleküle an oder nahe der Oberfläche des Sterns ansammeln und die leichteren Elemente in der Reihenfolge ihrer Masse auf diese Schicht aufgeschichtet werden. Bei wasserstoffreichen Atmosphären kann die Gesamtmasse der Wasserstoffkomponente bis zu einem Zehntausendstel der Gesamtmasse des Sterns betragen.

Einige Weiße-Zwerge-Sterne sind metallreich

Die Tatsache, dass die Spektren einiger Weißer-Zwerge-Sterne starke Metalllinien aufweisen, kam für die Astronomen überraschend, da diese schweren Elemente schon bald nach der Entstehung des Sterns in Richtung seines Kerns gezogen worden sein sollten. Während es keine Gewissheit über den Ursprung der Metalle in einigen Spektren gibt, wird vermutet, dass zumindest im Fall des Weißen Zwergs mit der Bezeichnung Ton 345 die Metallhäufigkeit in seinem Spektrum von den Überresten eines Planeten herrührt, der vom Vorgängerstern während seiner asymptotischen Riesenastphase zerstört wurde.

Weiße Zwergsterne werden ihre Wirtsgalaxien überleben

Obwohl Weiße Zwergsterne nach ihrer Entstehung als stabil gelten, kühlen sie schließlich ab und werden zu kalten Schwarzen Zwergen. Aufgrund der Undurchsichtigkeit bzw. der Strahlungsresistenz ihrer äußeren Schichten wird jedoch geschätzt, dass Weiße Zwerge etwa 1034-1035 Jahre brauchen, um diesen Zustand zu erreichen. Diese außerordentlich lange Lebenszeit beruht auf der bekannten Lebensdauer von Protonen, die weitaus länger ist als die Zeit, die Galaxien brauchen, um sich aufzulösen oder zu „verdampfen“, ein Prozess, der in nur 1019 bis 1020 Jahren abgeschlossen sein dürfte.

Einige Weiße Zwergsterne beherbergen Planeten

Es ist zwar umstritten, wie sich Planeten um Weiße Zwerge bilden können, aber viele Weiße Zwerge werden entweder von Planeten umkreist, wie im Fall von zwei zirkumbinären Planeten um ein merkwürdiges Binärsystem aus Weißem Zwerg und Rotem Zwerg mit der Bezeichnung NN Serpentis, oder von dichten Staub- und Trümmerscheiben. Die meisten Forscher vertreten die Theorie, dass Planeten, die Weiße Zwerge umkreisen, die Überreste von Planeten sind, die bei der Entstehung des Weißen Zwerges zerstört wurden, so wie es beim Aufblähen unserer Sonne während ihrer Phase als Roter Riese der Fall wäre. In unserem Fall könnte die Erde als sich auflösender Gesteinskörper enden, der die Sonne in ihrer Weiße-Zwerge-Phase umkreist.

Weiße Zwergsterne können mehrmals explodieren und dennoch überleben

Während einige Prozesse einen Weißen-Zwerg-Stern in einer Supernova-Explosion zerstören können, überleben viele Weiße-Zwerg-Sterne wiederholte, aber weniger katastrophale thermonukleare Explosionen von akkretiertem wasserstoffreichem Material auf ihrer Oberfläche. Vorausgesetzt, der Kern des Sterns bleibt intakt, kann ein Weißer Zwerg so viele Explosionen auf seiner Oberfläche überleben, wie nötig sind, um die Quelle des herabfallenden Materials zu erschöpfen.