Vilka stjärnor blir vita dvärgar

En vit dvärg existerar enstaka himlakropp liksom varit normalstor dock kollapsat mot ett dvärgstjärna tillsammans med många små storlek efter för att den gjort slut vid sitt bränsle för kärnkraft. ett typisk ljus dvärg äger ett radie likt existerar 1 andel från solens, dock den äger grovt räknat identisk massa.

Detta motsvarar enstaka täthet vid cirka 1 ton per kubikcentimeter.

Den höga tätheten hos vita dvärgar förklaras från för att dem består från degenererad ämne. Mer särskilt äger elektronerna inom den vita dvärgens ämne blivit degenererade från den höga tätheten.

Forskare i Tyskland kan nu visa att ljusexplosioner, som lyser starkare än hel

enstaka ljus dvärgs största massa bestäms från chandrasekhargränsen, liksom existerar ungefär 1,4 solmassor. ovan den storleken förmå degenerationstrycket ej stå emot gravitationen ifrån den vita dvärgens massa samt himlakroppen störtar samman mot ett neutronstjärna alternativt en mörk hål. beneath chandrasekhargränsen hålls materien upp från degenerationstrycket. Solen kommer för att avsluta vilket ett ljus dvärg, eftersom dess massa ligger beneath chandrasekhargränsen.

En ljus dvärg kommer efter miljardtals kalenderår för att äga kylts ner sålunda många för att den ej längre avger något synligt ljus samt antas slutligen bli ett mörk dvärg.

En typisk vit dvärg har en radie som är 1 procent av solens, men den har grovt räknat samma massa

eftersom universum uppskattas mot 13,8 miljarder kalenderår, avger även dem äldsta vita dvärgarna strålning ifrån temperaturer vid några tusen grader.

Upptäcktshistorik

[redigera | redigera wikitext]

Den inledande vita dvärgen upptäcktes inom trippelstjärnesystemet 40 Eridani, vilket innehåller den relativt ljusa huvudseriestjärnan 40 Eridani A, liksom vid behörigt avstånd omkretsas från detta tätare binära systemet bestående från den vita dvärgen 40 Eridani B samt den röda huvudserie dvärgen40 Eridani C.

Denna dubbelstjärna upptäcktes från William Herschel den 31 januari 1783,^[1] Den sågs återigen från Friedrich Georg Wilhelm Struve 1825 samt från Otto Wilhelm von Struve 1851.^[2][3] tid 1910 uppdagade Henry Norris Russell, Edward Charles Pickering samt Williamina Fleming för att trots för att den existerar enstaka svag himlakropp, därför plats 40 Eridani B från spektraltyp A, alternativt vit.^[4]

Nästa upptäckt blev Sirius kompanjon Sirius B kalenderår 1862.

Sammansättning samt struktur

[redigera | redigera wikitext]

Fastän vita dvärgar existerar kända tillsammans med uppskattade massor således låga vilket 0,17 ^[5] samt således höga såsom 1,33 ^[6]solmassor når massfördelningen ett kraftig höjdpunkt nära 0,6 solmassor samt dem flesta ligger mellan 0,5 samt 0,7 solmassor.^[6] Beräknade radier hos observerade vita dvärgar ligger dock vanligtvis vid mellan 0,008 samt 0,02 gånger solradien.^[7] Detta är kapabel jämföras tillsammans jordens radie vid cirka 0,009 solradier.

enstaka ljus dvärg packar således massa jämförbar tillsammans med solens mot enstaka volym vilket typiskt existerar ett miljon gånger mindre än solens.

Den genomsnittliga tätheten hos materien inom enstaka ljus dvärg måste därför många grovt existera ett miljon gånger större än solens genomsnittliga täthet alternativt ungefär 1 ton per kubikcentimeter.^[8] Vita dvärgar består från ett från dem tätaste formerna från känd ämne, bara överträffad från andra kompakta objekt såsom neutronstjärnor, svarta hål samt hypotetiska kvarkstjärnor.^[9]

Massa-radie-förhållande samt massgräns

[redigera | redigera wikitext]

Det existerar förhållandevis enkelt för att härleda en grovt samband mellan massa samt radie hos vita dvärgar genom för att nyttja en energiminimerande argument.^[10]

En ljus dvärgs energi förmå vilket inledande approximation existera summan från dess gravitationellapotentiella energi samt dess kinetisk energi.

Den gravitationella potenziell energin inom ett massenhet ljus dvärg kommer för att existera inom storleksordningen -GM / R, var G existerar gravitationskonstanten, M existerar den vita dvärgens massa samt R existerar dess radie. Massenhetens kinetiska energi, , kommer främst ifrån elektronernas rörelse, således den blir ungefär , var p existerar elektronens genomsnittliga rörelsemängd, existerar elektronens massa, samt N existerar antalet elektroner per massenhet.

Detta motsvarar en täthet på cirka 1 ton per kubikcentimeter

Eftersom elektronerna existerar degenererade, är kapabel man uppskatta mot för att existera från identisk storleksordning vilket osäkerheten inom rörelsemängd, , samt ges från osäkerhetsrelationen. Denna säger för att existerar från identisk storleksordning vilket den reducerade Plancks konstant, h-streck ħ. får storleksordningen detta genomsnittliga avståndet mellan elektronerna, liksom kommer för att existera ungefär , dvs detta inverterade värdet från kuben ur antalsdensiteten, , från elektroner per volymenhet.

eftersom detta finns elektroner inom den vita dvärgen samt dess volym existerar från storleksordningen , således kommer för att artikel från storleksordningen .^[11]

Om man löser detta på grund av kinetiska energin per massenhet, , blir resultatet:

Den vita dvärgen kommer för att nå balans då dess totala energi, E_g + E_k , når sitt minimivärde.

nära denna punkt bör dem kinetiska samt gravitationella denkbar energierna artikel jämförbara, således detta går för att härleda en ungefärligt mass-radie samband genom för att sätta deras absolutvärden lika:

Lös ut radien, R, sålunda erhålles^[11]

Om man bortser ifrån dem universella konstanterna samt N, såsom enbart beror vid den vita dvärgens sammansättning, återstår nästa samband mellan massan samt radien:

,

det önskar yttra för att enstaka ljus dvärgs radie existerar omvänt proportionell mot kubikroten ur dess massa.

Vita dvärgar är en typ av stjärnor som en gång i tiden varit normalstora men som sedan kollapsat efter att ha gjort slut på sitt kärnbränsle

Den denna plats analysen besitter utgått ifrån enstaka icke-relativistisk formel på grund av den kinetiska energin. ett fullständigare utvärdering kräver relativistiska beräkningar, likt utvärderar förhållanden då elektronens hastighet inom enstaka ljus dvärg närmar sig ljushastigheten c. Då måste man ersätta tillsammans den rent relativistiska approximationen p c till den kinetiska energin.

tillsammans med den substitutionen gäller

Om man sätter detta formulering lika tillsammans absolutbeloppet från E_g, sålunda faller R ut samt ger massan M som^[11]

För för att tolka detta konsekvens noterar man för att då den vita dvärgen tar åt sig massa, sålunda kommer dess radie för att minska.

Därför måste dess elektroners rörelsemängdsmoment samt därmed deras hastighet öka inom enlighet tillsammans med osäkerhetsrelationen. Då denna hastighet närmar sig ljushastigheten c, blir den extrema relativistiska beräkningen allt mer noggrant, samt säger för att den vita dvärgens massa M närmar sig M_gräns. vid sålunda sätt sluter oss oss mot för att ingen ljus dvärg förmå existera tyngre än gränsmassan M_gräns.

För för att mer precist beräkna mass-radie-förhållandet samt ett ljus dvärgs begränsande massa, sålunda måste man ta hänsyn mot tillståndsekvationen vilket beskriver förhållandet mellan densitet samt tryck inom ljus dvärg-materia.

Vita dvärgar är en typ av stjärnor som en gång i tiden varit normalstora men som sedan kollapsat efter att ha gjort slut på sitt kärnbränsle

angående täthet samt tryck båda sätts lika tillsammans med funktioner från radien ifrån stjärnans mitt, är kapabel ekvationssystemet, vilket består från den hydrostatiska ekvationen tillsammans tillsammans med tillståndsekvationen, sedan lösning till för att hitta strukturen hos ett ljus dvärg nära balans.

I detta icke-relativistiska fallet existerar radien kvar omvänt proportionell mot kubikroten ur massan.

Relativistisk korrigeringar förändrar resultatet sålunda för att radien blir noll nära en ändligt värde vid massan. Detta existerar detta massagränsvärde likt kallas Chandrasekhargränsen, nära vilken enstaka ljus dvärg ej längre är kapabel behållas uppe genom elektronernas degenerationstryck. Diagrammet ovan mot motsats till vänster visar resultatet från ett sådan kalkyl.

var syns hur radien varierar tillsammans massan dels på grund av enstaka icke-relativistisk (blå kurva), dels ett relativistisk (grön kurva) modell från enstaka ljus dvärg. Båda modellerna behandlar den vita dvärgen likt enstaka kall Fermi-gas inom hydrostatisk balans.

Vit dvärghud är sluttillståndet för stjärnutvecklingen för 97 % av kända stjärnor

Den genomsnittliga molekylvikten per elektron, μ_e, äger satts lika tillsammans 2. Radien existerar angiven inom standard-solradier samt massan inom standard-solmassor.^[12] Dessa beräkningar förutsätter samtliga för att den vita dvärgen ej roterar.

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]