Zwarte dwerg

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een zwarte dwerg is een hypothetische ster die ontstaat wanneer een witte dwerg zo ver afkoelt dat er geen warmte en licht meer wordt uitgezonden. Men kan berekenen dat de benodigde tijd om deze toestand te bereiken langer is dan de huidige leeftijd van het heelal. Daarom is het zeer onwaarschijnlijk dat er op dit moment zwarte dwergen in het universum bestaan. De temperatuur van de koelste witte dwergen geeft een minimale waarde voor de leeftijd van het heelal.

De term 'zwarte dwerg' is in het verleden ook wel gebruikt om objecten aan te duiden van ongeveer 0,08 zonsmassa die net niet zwaar genoeg zijn om kernfusie van waterstof te laten plaatsvinden.[1] Deze planeetachtige objecten worden sinds de jaren '70 over het algemeen bruine dwergen genoemd.[2] Zwarte dwergen moeten ook niet verward worden met zwarte gaten of neutronensterren.

Oorsprong[bewerken]

Een witte dwerg is het restant van een lichte of middelzware hoofdreeksster (tot 9 à 10 zonsmassa's) dat overblijft als er geen kernfusie meer mogelijk is in de kern van zo'n ster.[3] Wat overblijft is een zeer compacte bol ontaarde materie die langzaam afkoelt door warmtestraling, wat uiteindelijk resulteert in een zwarte dwerg.[4][5] Zelfs als ze bestonden, zou het waarnemen van zwarte dwergen extreem moeilijk zijn, aangezien ze per definitie zeer lichtzwak zijn. Eén mogelijkheid om ze te vinden is via hun zwaartekrachtsinvloed.[6]

De evolutie van witte dwergen in de verre toekomst is afhankelijk van verschillende open fysische vraagstukken, zoals de aard van donkere materie en het al dan niet bestaan van protonverval. Deze onopgeloste problemen maken dat de precieze duur van het afkoelen niet bekend is.[7] De minimale tijdsduur om een witte dwerg af te koelen tot 5 K wordt geschat op 1015 jaar.[8] Als donkere materie bestaat uit weakly interacting massive particles, worden witte dwergen hierdoor waarschijnlijk tot wel 1025 jaar warm gehouden.[7] Bij een hypothetische levensduur voor protonen van 1037 jaar is de effectieve oppervlaktetemperatuur van een oude witte dwerg van een zonsmassa na die tijd ongeveer 0,06 K hoger. Dit is misschien koud, maar nog altijd warmer dan de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling over 1037 jaar.[7]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. R.F. Jameson, M.R. Sherrington, A.R. Giles. A failed search for black dwarfs as companions to nearby stars pp 39-41 (October 1983)
  2. David Darling. The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight Geraadpleegd op 2007-05-24
  3. A. Heger, C.L. Fryer, S.E. Woosley, N. Langer, D.H. Hartmann. How Massive Single Stars End Their Life 288–300 (2003) Geraadpleegd op 2007-08-14, §3
  4. J. Johnson. Extreme Stars: White Dwarfs & Neutron Stars (PDF). Ohio State University Geraadpleegd op 2007-05-03
  5. M. Richmond. Late stages of evolution for low-mass stars. Rochester Institute of Technology Geraadpleegd op 2006-08-04,
  6. C. Alcock, R.A. Allsman, D. Alves, T.S. Axelrod, A.C. Becker, D. Bennett, K.H. Cook, A.J. Drake, K.C. Freeman, K. Griest, M. Lehner, S. Marshall, D. Minniti, B. Peterson, M. Pratt, P. Quinn, A. Rodgers, C. Stubbs, W. Sutherland, A. Tomaney, T. Vandehei, D.L. Welch. Baryonic Dark Matter: The Results from Microlensing Surveys (1999)
  7. a b c Fred C. Adams; Gregory Laughlin. A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects Geraadpleegd op 2008-12-08, §III.E, §IV.A
  8. J.D. Barrow, F.J. Tipler, The Anthropic Cosmological Principle, Oxford University Press, 1986 ISBN 0-19-282147-4., Tabel 10.2