A fehér törpecsillagok a feltételezések szerint azon csillagok végső fejlődési állapotát képviselik, amelyek nem elég nagy tömegűek ahhoz, hogy életük szuper- vagy hipernóvaeseményekben érjen véget. A “degenerált csillagoknak” is nevezett fehér törpék elektron-degenerált anyagból állnak, amely már nem termel fúziós energiát. Ehelyett a fehér törpék a tárolt hőenergiájukat halvány fényesség formájában sugározzák ki, de olyan lassan, hogy az Univerzum még nem létezett elég régóta ahhoz, hogy egyetlen fehér törpecsillag sem bocsátotta volna ki az összes hőt. Az alábbiakban 10 további érdekes tényt olvashatsz a fehér törpecsillagokról, amit talán még nem tudtál.

A fehér törpecsillagok viszonylag ritkák

A 100 hozzánk legközelebbi csillagrendszerben mindössze nyolc ismert fehér törpecsillag van, a hozzánk legközelebbi ismert fehér törpecsillag a Szíriusz B, a Szíriusz A kísérőcsillaga a Szíriusz kettős csillagrendszerben, amely 8.6 fényévre található a Canis Major csillagképben.

A Tejútrendszer csillagainak mintegy 97%-a fehér törpévé válik

Míg eddig csak mintegy tízezer fehér törpét találtak, a Tejútrendszer csillagainak több mint 97%-a, beleértve a Napot is, nem elég masszív ahhoz, hogy életük végén mássá váljanak, mint fehér törpecsillagokká. Szélsőséges esetben ez azt jelenti, hogy ha egyszer a Tejútrendszer összes csillaga fehér törpévé fejlődik és eléggé lehűl ahhoz, hogy fekete törpévé váljon, a Tejútrendszer minden szempontból láthatatlanná válik, kivéve talán azt a néhány neutroncsillagot, amelyek túlélhetik mind a fehér törpéket, mind a galaxis szétszóródását.

Majdnem minden fehér törpecsillagnak azonos a tömege

Míg a fehér törpecsillagok tömege széles skálán mozog, a Nap tömegének 0,17-szeresétől egészen a Nap tömegének 1,3-szorosáig, a legtöbb fehér törpe tömege a Nap tömegének 50-70%-a, átlagosan 60% körül van. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy bár a fehér törpecsillagok jellemzően körülbelül akkorák, mint a Föld, de általában véve körülbelül akkora tömegűek, mint a Nap, ami azt jelenti, hogy a fehér törpék sűrűsége akár 1 milliószor nagyobb is lehet, mint a Napé. Ez viszont azt jelenti, hogy egy fehér törpe 1 köbcentimétere akár egy tonnát is nyomhat, ennél csak a fekete lyukak, a neutroncsillagok és esetleg a kvarkcsillagok sűrűbbek.

A fehér törpecsillagok nem haladhatják meg az 1.4 naptömeget

A degenerációs nyomás természetéből adódóan, ami a fehér törpét támogatja a neutroncsillaggá való gravitációs összeomlás ellen, egy fehér törpe soha nem haladhatja meg az 1,4 naptömeget, ez a határérték a “Chandrasekhar-határérték” néven ismert, az indiai csillagász után, aki 1930-ban először kiszámította ezt a határt. Ez a szám azonban azt feltételezi, hogy a csillag nem forog, de ha igen, akkor a határ kissé megnő. Mindazonáltal olyan esetekben, amikor a fehér törpe nem egyenletesen forog, és a csillag viszkozitását nem veszik figyelembe, nincs olyan felső tömeghatár, amelynél egy (feltételezett) fehér törpe hidrosztatikus egyensúlyban lehet.

A fehér törpecsillagok öregedésükkel lassabban hűlnek

A vizsgálatok kimutatták, hogy mivel a fehér törpecsillagok nem termelnek energiát a sugárzással elveszített hő pótlására, e csillagok öregedésével lassul a lehűlésük sebessége. A következő példa jól szemlélteti ezt: egy fehér törpe, amelynek tömege a Nap tömegének 0,59-szerese, hélium légkörrel és 8000 K felszíni hőmérséklettel rendelkezik, körülbelül 1,5 milliárd év alatt hűl le 7140 K-ra. További 500 K lehűléséhez körülbelül 0,3 milliárd évre van szükség, míg a 6000 K-re való lehűléshez 0,4 milliárd, majd további 500 K lehűléséhez 0,4 milliárd, illetve 1,1 milliárd évre van szükség.

A fehér törpecsillagoknak van légköre

A spektroszkópiai vizsgálatok kimutatták, hogy a fehér törpecsillagok fényerejének nagy része a légkörükből származik, amely állhat hidrogénből vagy héliumból. Bár általában mindkét elem jelen van a fehér törpe légkörében, az egyik mindig legalább 1000-szeres túlsúlyban van a csillag légkörében lévő összes többi elemhez képest. A legtöbb kutató egyetért abban, hogy ez egy olyan folyamat eredménye, amelyben a gravitáció szétválasztja a légkörben lévő elemeket: a legnagyobb tömegű molekulák a csillag felszínén vagy annak közelében halmozódnak fel, a könnyebb elemek pedig tömegük sorrendjében halmozódnak erre a rétegre. A hidrogénben gazdag légkörök esetében a hidrogénkomponens össztömege a csillagok össztömegének akár 1/10 000-ed része is lehet.

Egyes fehér törpecsillagok fémekben gazdagok

A csillagászokat meglepte az a tény, hogy egyes fehér törpecsillagok színképében erős fémvonalak láthatók, hiszen ezeknek a nehéz elemeknek a csillag keletkezése után hamarosan a csillag magja felé kellett volna gravitálnia. Bár nincs bizonyosság az egyes színképekben megjelenő fémek eredetét illetően, úgy gondolják, hogy legalábbis a Ton 345 jelű fehér törpe esetében a színképében megjelenő fémbőség egy olyan bolygó maradványaiból származik, amelyet az őscsillag aszimptotikus óriás ág fázisában elpusztított.

A fehér törpecsillagok túlélik a gazdagalaxisukat

Bár a fehér törpecsillagok keletkezésük után stabilnak számítanak, végül lehűlnek, és hideg fekete törpékké válnak. A fehér törpéknek azonban – külső rétegeik átlátszatlansága, vagyis a sugárzásnak való ellenállása miatt – becslések szerint körülbelül 1034-1035 évbe telik, mire elérik ezt az állapotot. Ez a rendkívül hosszú élettartam a protonok ismert élettartamán alapul, ami jóval hosszabb, mint ameddig a galaxisok szétoszlanak, vagy “elpárolognak”, amely folyamat várhatóan mindössze 1019-1020 év alatt fejeződik be.

Néhány fehér törpecsillag bolygóknak ad otthont

Míg van némi vita arról, hogyan alakulhatnak ki bolygók fehér törpék körül, sok fehér törpe körül mégis bolygók keringenek, mint például az NN Serpentis nevű különös fehér törpe/vörös törpe kettős rendszer körüli két cirkumbináris bolygó esetében, vagy sűrű por/törmelék korongok. A legtöbb kutató azt az elméletet vallja, hogy a fehér törpék körül keringő bolygók olyan bolygók maradványai, amelyek a fehér törpe keletkezésekor elpusztultak, mint például a mi Napunk vörös óriás fázisában történő felduzzadásakor. A mi esetünkben a Föld egy széteső kőzettestként kerülhet a Nap körül a fehér törpe fázisában.

A fehér törpecsillagok többször is felrobbanhatnak, és mégis túlélhetik

Míg bizonyos folyamatok egy szupernóva-robbanásban elpusztíthatnak egy fehér törpecsillagot, sok fehér törpecsillag túléli az ismételt, de kevésbé kataklizmikus termonukleáris robbanásokat a felszínükön felhalmozódott hidrogénben gazdag anyag miatt. Feltéve, hogy a csillagok magja sértetlen marad, egy fehér törpe annyi robbanást élhet túl a felszínén, amennyi a beeső anyag forrásának kimerüléséhez szükséges.