Pitică albă
O pitică albă este o stea compactă. Materia lor este strivită. Gravitația a strâns atomii unul lângă altul și le-a luat electronii. Masa unei pitice albe este similară cu masa Soarelui, dar volumul său este similar cu cel al Pământului.
Piticele albe reprezintă starea evolutivă finală a tuturor stelelor a căror masă nu este suficient de mare pentru a deveni o stea neutronică. Peste 97% dintre stelele din Calea Lactee vor deveni stele pitice albe.§1 După ce durata de viață a unei stele din secvența principală se termină, aceasta se va extinde până la o gigantăroșie, care fuzionează heliul în carbon și oxigen în miezul său. Dacă o gigantă roșie nu are suficientă masă pentru a fuziona carbonul, în jurul valorii de 1 miliard de K, carbonul și oxigenul inactiv se vor acumula în centrul său. După ce își va pierde straturile exterioare pentru a forma o nebuloasă planetară, va lăsa în urmă miezul, care este pitica albă.
Materialul dintr-o pitică albă nu mai suferă reacții de fuziune, astfel încât steaua nu mai are nicio sursă de energie. Ea nu este susținută de căldura fuziunii împotriva colapsului gravitațional.
O stea precum Soarele nostru va deveni o pitică albă atunci când nu mai are combustibil. Aproape de sfârșitul vieții sale, va trece printr-un stadiu de gigantă roșie, apoi își va pierde cea mai mare parte a gazului, până când ceea ce a rămas se va contracta și va deveni o tânără pitică albă.
Imagine cu Sirius A și Sirius B realizată de telescopul spațial Hubble. Sirius B, care este o pitică albă, poate fi văzută ca o picătură de lumină slabă în stânga jos a mult mai strălucitoarei Sirius A.
Stele pitice albe
Istoric
Piticele albe au fost descoperite în secolul al XVIII-lea. Prima stea pitică albă, numită 40 Eridani B, a fost descoperită la 31 ianuarie 1783 de William Herschel.p73 Aceasta face parte dintr-un sistem de trei stele numit 40 Eridani.
Cea de-a doua pitică albă a fost descoperită în 1862, dar la început s-a crezut că este o pitică roșie. Era o stea mică, aflată în apropierea stelei Sirius. Această stea însoțitoare, numită Sirius B, avea o temperatură la suprafață de aproximativ 25.000 kelvin, astfel încât a fost considerată o stea fierbinte. Cu toate acestea, Sirius B era de aproximativ 10.000 de ori mai slabă decât steaua primară, Sirius A. Oamenii de știință au descoperit că masa lui Sirius B este aproape la fel ca cea a Soarelui. Acest lucru înseamnă că, odată, Sirius B a fost o stea asemănătoare cu Soarele nostru.
În 1917, Adriaan van Maanen a descoperit o pitică albă, numită Van Maanen 2. Aceasta a fost a treia pitică albă descoperită. Este cea mai apropiată pitică albă de Pământ, cu excepția lui Sirius B.
Radiație și temperatură
O pitică albă are o luminozitate scăzută (cantitatea totală de lumină emisă), dar un miez foarte fierbinte. Miezul ar putea avea o temperatură de 107timp ce suprafața are doar 10 4K.
O pitică albă este foarte fierbinte atunci când se formează, dar, deoarece nu are nicio sursă de energie, își va radia treptat energia și se va răci. Acest lucru înseamnă că radiația sa, care îi conferă o culoare albastră sau albă la început, se diminuează în timp. Pe parcursul unei perioade foarte lungi de timp, o pitică albă se va răci până la temperaturi la care nu va mai emite lumină. Cu excepția cazului în care pitica albă primește materie de la o stea parteneră sau de la o altă sursă, radiația sa provine din căldura acumulată. Aceasta nu este înlocuită.
Piticele albe se răcesc încet din două motive. Ele au o suprafață extrem de mică de pe care să radieze această căldură, astfel încât se răcesc treptat, rămânând fierbinți pentru o perioadă lungă de timp. De asemenea, ele sunt foarte opace. Materia degenerată care constituie cea mai mare parte a unei pitice albe oprește lumina și alte radiații electromagnetice, astfel încât radiația nu transportă prea multă energie.
În cele din urmă, toate piticele albe se vor răci și se vor transforma în pitice negre, așa numite pentru că nu au energia necesară pentru a crea lumină. Nu există încă pitice negre, deoarece este nevoie de mai mult timp decât vârsta actuală a universului pentru ca o pitică albă să se răcească. O pitică neagră este ceea ce va rămâne din stea după ce toată energia sa (căldură și lumină) va fi consumată.
Reaprindere
Piticele albe se pot reaprinde și pot exploda sub formă de supernove dacă primesc mai mult material. Există o masă maximă pentru ca o pitică albă să rămână stabilă. Aceasta este cunoscută sub numele de limita Chandrasekhar.
De exemplu, o pitică ar putea atrage material de la o stea însoțitoare, ceea ce ar duce la depășirea limitei Chandrasekhar. Masa suplimentară ar putea declanșa o reacție de fuziune a carbonului. Astronomii cred că această reaprindere ar putea fi cauza supernovelor de tip Ia.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este o pitică albă?
R: O pitică albă este o stea compactă a cărei materie a fost strivită de gravitație și căreia i s-au desprins electronii.
Î: Cum se compară masa unei pitice albe cu cea a Soarelui?
R: Masa unei pitice albe este similară cu cea a Soarelui, dar volumul său este similar cu cel al Pământului.
Î: Ce tip de stele devin pitice albe?
R: Piticele albe reprezintă starea finală de evoluție a tuturor stelelor a căror masă nu este suficient de mare pentru a deveni o stea neutronică. Peste 97% dintre stelele din Calea Lactee vor deveni stele pitice albe.
Î: Cum se formează o gigantă roșie?
R: După ce durata de viață a unei stele din secvența principală se termină, aceasta se va extinde pentru a forma o gigantă roșie care fuzionează heliul în carbon și oxigen în miezul său. Dacă nu are suficientă masă pentru a fuziona carbonul, carbonul și oxigenul inactiv se vor acumula în centrul său.
Î: Ce se întâmplă după ce își desprinde straturile exterioare pentru a forma o nebuloasă planetară?
R: După ce își pierde straturile exterioare pentru a forma o nebuloasă planetară, ceea ce rămâne în urmă este nucleul, care devine pitica albă.
Î: Materialul dintr-o pitică albă suferă reacții de fuziune?
R: Nu, materialul dintr-o pitică albă nu mai suferă reacții de fuziune, astfel încât nu mai are nicio sursă de energie și nu mai poate fi susținut de căldură împotriva colapsului gravitațional.
Î: Cum devine Soarele nostru o pitică albă?
R: Soarele nostru va deveni o pitică albă atunci când va rămâne fără combustibil, aproape de sfârșitul vieții sale; mai întâi va trece prin stadiul de gigantă roșie, apoi va pierde cea mai mare parte a gazului până când ceea ce a rămas se va contracta într-o tânără pitică albă.
