Czym jest gwiazda?

Gwiazdy są to samoświecące ciała niebieskie będące skupiskiem związanej grawitacyjnie materii, w której zachodzą reakcje syntezy jądrowej. Wyzwolona w nich energia jest emitowana w postaci promieniowania elektromagnetycznego, a w szczególności pod postacią światła widzialnego. Gwiazdy mają kształt zbliżony do kuli, zbudowane są głównie z wodoru i helu.

Biały Karzeł• Niewielki (rzędu rozmiarów Ziemi) obiekt astronomiczny składający się ze

zdegenerowanej materii, emitujący m.in. promieniowanie widzialne. Powstaje po ustaniu reakcji jądrowych w gwieździe o małej lub średniej masie.

EwolucjaBiały karzeł następuje w ewolucii gwiazdy po stadium czerwonego olbrzyma. Gdy gwiazda wypali cały wodór ze swojej powierzchni, zewnętrzne warstwy oddzielają się, stając się mgławicą planetarną. Pozostaje gorące jądro, które nie kontynuuje reakcji. Z tego powodu spada ciśnienie promieniowania i całość zapada się, tworząc niezwykle gęsty obiekt utrzymywany przez ciśnienie materii (inaczej zapadłby się jeszcze bardziej). Obiekt ten, czyli biały karzeł, nie produkuje już energii w reakcjach termojądrowych, w związku z czym powoli się ochładza i ciemnieje. Po ochłodzeniu do temperatury otoczenia, gwiazda staje się czarnym karłem. Proces ten trwa tak długo, że z powodu młodego wieku Wszechświata prawdopodobnie nie powstały jeszcze żadne czarne karły.

WłaściwościBiałe karły są obiektami o średniej gęstości wynoszącej ok. 10⁸ g/cm³. Oznacza to, że karzeł o masie Słońca miałby rozmiar Ziemi. Ponieważ większa masa oznacza większą siłę grawitacji, promień białego karła zmniejsza się wraz ze wzrostem masy. Dla 1,44 masy Słońca ciśnienie nie jest już w stanie utrzymać gwiazdy, w związku z czym karzeł zapada się, tworząc supernową. Masa ta jest nazywana masą Chandrasekhara – od nazwiska fizyka, który ją wyliczył. Temperatura na powierzchni najgorętszych białych karłów wynosi ok. 150000 K.

Typy białych karłów

Wyróżnia się trzy typy białych karłów:

• biały karzeł helowy (0,08 – 0,4 masy Słońca we wcześniejszych stadiach ewolucji) – podczas swojej ewolucji nie potrafił wytworzyć warunków koniecznych do spalania helu w reakcjach termojądrowych.

• biały karzeł węglowo-tlenowy lub węglowy (0,4 – 4 masy Słońca) – spalił hel we wcześniejszych stadiach ewolucji.

• biały karzeł tlenowo-neonowo-magnezowy (4 – 8 mas Słońca) – spalił hel i węgiel we wcześniejszych stadiach ewolucji.

Białe karły w układach podwójnych

Biały karzeł w układzie podwójnym gwiazd akreuje masę z towarzysza. Na jego powierzchni może wówczas dochodzić do eksplozji termojądrowych wskutek syntezy wodoru – pojaśnienie takiej gwiazdy obserwujemy jako nową. Słabsze, cykliczne pojaśnienia białego karła są znane jako zjawisko nowej karłowatej. Dochodzi do nich wskutek niestabilności w dysku akrecyjnym.

Mgławica Ślimak, pozostałość po eksplozji białego karła

Nowa Tychona, pozostałość po eksplozji białego karła

Syriusz A i Syriusz B

Układ dwóch białych karłów

Gwiazda Supernowa