Witte dwergsterren worden verondersteld de laatste evolutietoestand te vertegenwoordigen van sterren die niet massief genoeg zijn om hun leven te beëindigen in super- of hypernovae-gebeurtenissen. Witte dwergen worden ook wel “gedegenereerde sterren” genoemd. Witte dwergen bestaan uit elektronen-gedegenereerde materie die geen fusie-energie meer produceert. In plaats daarvan stralen witte dwergen hun opgeslagen thermische energie uit als een zwakke lichtkracht, maar zo langzaam dat het heelal nog niet lang genoeg bestaat om alle warmte van witte dwergsterren te hebben uitgestraald. Hieronder staan nog 10 interessante feiten over witte dwergsterren die u misschien nog niet wist.

Witte dwergsterren zijn relatief zeldzaam

Er zijn slechts acht witte dwergsterren bekend in de 100 stersystemen die het dichtst bij ons in de buurt staan, met als dichtstbijzijnde bekende witte dwergster Sirius B, de begeleider van Sirius A in het Sirius dubbelstersysteem, die 8.6 lichtjaar van ons vandaan in het sterrenbeeld Canis Major.

Bijna 97% van alle Melkwegsterren zal een witte dwerg worden

Weliswaar zijn er slechts zo’n tienduizend witte dwergen gevonden, maar meer dan 97% van de sterren in de Melkweg, inclusief de Zon, is niet massief genoeg om aan het eind van hun leven iets anders te worden dan een witte dwergster. In het uiterste geval betekent dit dat wanneer alle sterren in de Melkweg tot witte dwergen zijn geëvolueerd en voldoende zijn afgekoeld om zwarte dwergen te worden, de Melkweg in alle opzichten onzichtbaar zal worden, behalve misschien voor de paar neutronensterren die zowel de witte dwergen als de verspreiding van het melkwegstelsel kunnen overleven.

Alle witte dwergen hebben dezelfde massa

Terwijl witte dwergsterren in een breed scala van massa’s vallen, van zo weinig als 0,17 tot zo veel als 1,3 keer de massa van de zon, wegen de meeste witte dwergen tussen de 50% en 70% van de massa van de zon, met een gemiddelde van ongeveer 60%. In de praktijk betekent dit dat witte dwergsterren ongeveer even groot zijn als de aarde, maar in het algemeen ongeveer even zwaar als de zon, wat betekent dat de dichtheid van witte dwergen wel 1 miljoen keer groter kan zijn dan die van de zon. Dit betekent weer dat 1 kubieke cm van een witte dwerg evenveel kan wegen als een metrische ton, waarbij alleen zwarte gaten, neutronensterren, en mogelijk quarksterren dichter zijn.

Witte dwergsterren kunnen niet zwaarder zijn dan 1.4 zonsmassa’s

Door de aard van de ontaardingsdruk, die een witte dwerg ondersteunt tegen gravitationele instorting tot een neutronenster, kan een witte dwerg nooit groter zijn dan 1,4 zonsmassa’s, een limiet die bekend staat als de “Chandrasekhar Limiet”, naar de Indiase astronoom die deze limiet in 1930 voor het eerst berekende. Dit cijfer gaat er echter van uit dat de ster niet roteert, maar als dat wel het geval is, wordt de limiet iets hoger. Niettemin, in gevallen waarin een witte dwerg op een niet-uniforme manier roteert en er geen rekening wordt gehouden met de viscositeit van de ster, is er geen bovengrens voor de massa waarbij een (hypothetische) witte dwerg in hydrostatisch evenwicht kan zijn.

Witte dwergsterren koelen langzamer af naarmate ze ouder worden

Studies hebben aangetoond dat, aangezien witte dwergsterren geen energie produceren om de warmte te vervangen die door straling verloren gaat, de snelheid waarmee deze sterren afkoelen langzamer wordt naarmate ze ouder worden. Het volgende voorbeeld illustreert dit: een witte dwerg met een massa van 0,59 maal die van de zon, een heliumatmosfeer en een oppervlaktetemperatuur van 8.000 K, doet er ongeveer 1,5 miljard jaar over om af te koelen tot 7.140 K. Nog eens 500 K afkoelen duurt ongeveer 0,3 miljard jaar, terwijl afkoelen tot 6.000 K, en dan nog eens 500 K respectievelijk 0,4 miljard en 1,1 miljard jaar duurt.

Witte dwergsterren hebben een atmosfeer

Spectroscopisch onderzoek heeft uitgewezen dat een groot deel van de lichtkracht van een witte dwergster afkomstig is van zijn atmosfeer, die zowel uit waterstof als helium kan bestaan. Hoewel beide elementen meestal aanwezig zijn in de atmosfeer van een witte dwerg, overheerst het ene element altijd met een factor van minstens 1.000 ten opzichte van alle andere elementen in de stellaire atmosfeer. De meeste onderzoekers zijn het erover eens dat dit het resultaat is van een proces waarbij de zwaartekracht de elementen in de atmosfeer scheidt, waarbij de meest massieve moleculen zich aan of nabij het oppervlak van de ster ophopen, en de lichtere elementen in volgorde van hun massa op deze laag worden gestapeld. In het geval van waterstofrijke atmosferen kan de totale massa van de waterstofcomponent zo massief zijn als 1/10.000ste van de totale massa van de ster.

Enkele witte dwergsterren zijn metaalrijk

Het feit dat de spectra van sommige witte dwergsterren sterke metaallijnen vertonen, kwam voor astronomen als een verrassing, omdat deze zware elementen snel na de vorming van de ster naar de kern van de ster zouden moeten zijn gegrepen. Hoewel er geen zekerheid bestaat over de oorsprong van de metalen in sommige spectra, denkt men dat in het geval van de witte dwerg Ton 345 de metaalrijkdom in zijn spectrum afkomstig is van de overblijfselen van een planeet die door de moederster tijdens haar asymptotische reuzentakfase is vernietigd.

Witte dwergsterren zullen hun gaststelsels overleven

Hoewel witte dwergsterren na hun vorming als stabiel worden beschouwd, zullen zij uiteindelijk afkoelen en koude zwarte dwergen worden. Maar door de ondoorzichtigheid, of de weerstand van hun buitenste lagen tegen straling, duurt het naar schatting 1034-1035 jaar voordat witte dwergen deze toestand bereiken. Deze extreem lange levensduur is gebaseerd op de bekende levensduur van protonen, die veel langer is dan het duurt voor sterrenstelsels om te dispergeren, of “verdampen”, welk proces naar verwachting zal worden voltooid in slechts 1019 tot 1020 jaar.

Sommige witte dwergsterren herbergen planeten

Hoewel er discussie is over hoe planeten rond witte dwergen kunnen ontstaan, worden veel witte dwergen toch omcirkeld door ofwel planeten, zoals in het geval van twee circumbinaire planeten rond een merkwaardig wit dwerg/rode dwerg binair systeem dat NN Serpentis wordt genoemd, ofwel door dichte stof/puin schijven. De meeste onderzoekers onderschrijven de theorie dat planeten die rond witte dwergen draaien de overblijfselen zijn van planeten die vernietigd werden door het ontstaan van de witte dwerg, zoals zou gebeuren wanneer onze zon opzwelt tijdens zijn fase van rode reus. In ons geval zou de Aarde kunnen eindigen als een desintegrerend rotsachtig lichaam dat in een baan om de Zon draait in zijn witte-dwergfase.

Witte-dwergsterren kunnen meerdere keren exploderen en toch overleven

Terwijl sommige processen een witte-dwergster kunnen vernietigen in een supernova-explosie, overleven veel witte-dwergsterren herhaalde, maar minder cataclysmische thermonucleaire explosies van aangeslibd waterstofrijk materiaal aan hun oppervlak. Als de kern van de ster intact blijft, kan een witte dwerg net zoveel explosies aan zijn oppervlak overleven als er nodig zijn om de bron van binnenvallend materiaal uit te putten.