Nana bianca
Una nana bianca è una stella compatta. La loro materia è schiacciata insieme. La gravitazione ha avvicinato gli atomi e ha tolto loro gli elettroni. La massa di una nana bianca è simile alla massa del Sole, ma il suo volume è simile a quello della Terra.
Le nane bianche sono lo stato evolutivo finale di tutte le stelle la cui massa non è abbastanza alta da diventare una stella di neutroni. Oltre il 97% delle stelle della Via Lattea diventeranno nane bianche. §1 Dopo la fine della vita di una stella di sequenza principale che fonde idrogeno, si espanderà fino a diventare una giganterossa che fonde elio con carbonio e ossigeno nel suo nucleo. Se una gigante rossa non ha abbastanza massa per fondere il carbonio, circa 1 miliardo di K, il carbonio inattivo e l'ossigeno si accumuleranno al suo centro. Dopo aver sparso i suoi strati esterni per formare una nebulosa planetaria, lascerà dietro di sé il nucleo, che è la nana bianca.
Il materiale in una nana bianca non subisce più reazioni di fusione, quindi la stella non ha alcuna fonte di energia. Non è sostenuta dal calore della fusione contro il collasso gravitazionale.
Una stella come il nostro Sole diventerà una nana bianca quando avrà finito il carburante. Verso la fine della sua vita, passerà attraverso uno stadio di gigante rossa, per poi perdere gran parte del suo gas, fino a quando ciò che resta si contrae e diventa una giovane nana bianca.
Immagine di Sirius A e Sirius B scattata dal telescopio spaziale Hubble. Sirius B, che è una nana bianca, può essere visto come una debole puntura di luce in basso a sinistra del molto più luminoso Sirius A
Stelle nane bianche
Storia
Le nane bianche sono state scoperte nel XVIII secolo. La prima stella nana bianca, chiamata 40 Eridani B, fu scoperta il 31 gennaio 1783 da William Herschel. p73 Fa parte di un sistema a tre stelle chiamato 40 Eridani.
La seconda nana bianca fu scoperta nel 1862, ma all'inizio si pensava fosse una nana rossa. Era una piccola stella vicino alla stella Sirio. Questa stella compagna, chiamata Sirio B, aveva una temperatura superficiale di circa 25.000 kelvin, quindi fu considerata una stella calda. Tuttavia, Sirio B era circa 10.000 volte più debole della primaria, Sirio A. Gli scienziati hanno scoperto che la massa di Sirio B è quasi uguale a quella del Sole. Ciò significa che un tempo Sirio B era una stella simile al nostro Sole.
Nel 1917, Adriaan van Maanen scoprì una nana bianca che si chiama Van Maanen 2. Era la terza nana bianca ad essere scoperta. È la nana bianca più vicina alla Terra, ad eccezione di Sirius B.
Radiazioni e temperatura
Una nana bianca ha una bassa luminosità (quantità totale di luce emessa) ma un nucleo molto caldo. Il nucleo potrebbe essere di 107 K, mentre la superficie è di soli 104 K.
Una nana bianca è molto calda quando si forma, ma poiché non ha alcuna fonte di energia, gradualmente irradierà via la sua energia e si raffredderà. Ciò significa che la sua radiazione, che gli conferisce un colore blu o bianco all'inizio, diminuisce nel tempo. Per un tempo molto lungo, una nana bianca si raffredderà a temperature alle quali non emetterà più luce. A meno che la nana bianca non riceva materia da una stella compagna o da qualche altra fonte, la sua radiazione proviene dal suo calore immagazzinato. Questo non viene sostituito.
Le nane bianche si raffreddano lentamente per due motivi. Hanno una superficie estremamente piccola da cui irradiare questo calore, quindi si raffreddano gradualmente, rimanendo calde per lungo tempo. Inoltre, sono molto opache. La materia degenerata che costituisce il grosso di una nana bianca ferma la luce e le altre radiazioni elettromagnetiche, quindi la radiazione non porta via molta energia.
Alla fine, tutte le nane bianche si raffredderanno in nane nere, così chiamate perché non hanno l'energia per creare la luce. Non esistono ancora nane nere perché ci vuole più tempo dell'attuale età dell'universo perché una nana bianca si raffreddi. Una nana nera è ciò che rimarrà della stella dopo che tutta la sua energia (calore e luce) sarà esaurita.
Riaccensione
Le nane bianche possono riaccendersi ed esplodere come supernove se ottengono più materiale. C'è una massa massima per una nana bianca per rimanere stabile. Questo è conosciuto come il limite di Chandrasekhar.
Un nano potrebbe estrarre del materiale da una stella compagna, per esempio, portandolo oltre il limite di Chandrasekhar. La massa in più inizierebbe una reazione di fusione del carbonio. Gli astronomi pensano che questa riaccensione potrebbe essere la causa delle supernove di tipo Ia.
Domande e risposte
D: Che cos'è una nana bianca?
R: Una nana bianca è una stella compatta la cui materia è stata schiacciata dalla gravitazione e a cui sono stati tolti gli elettroni.
D: Come si colloca la massa di una nana bianca rispetto al Sole?
R: La massa di una nana bianca è simile a quella del Sole, ma il suo volume è simile a quello della Terra.
D: Che tipo di stelle diventano nane bianche?
R: Le nane bianche sono lo stato evolutivo finale di tutte le stelle la cui massa non è abbastanza elevata per diventare una stella di neutroni. Oltre il 97% delle stelle della Via Lattea diventeranno nane bianche.
D: Come si forma una gigante rossa?
R: Dopo la fine della vita di fusione dell'idrogeno di una stella di sequenza principale, questa si espanderà per formare una gigante rossa che fonde l'elio in carbonio e ossigeno nel suo nucleo. Se non ha massa sufficiente per fondere il carbonio, il carbonio e l'ossigeno inattivi si accumuleranno nel suo centro.
D: Cosa succede dopo aver liberato i suoi strati esterni per formare una nebulosa planetaria?
R: Dopo aver liberato i suoi strati esterni per formare una nebulosa planetaria, ciò che rimane è il nucleo che diventa la nana bianca.
D: Il materiale in una nana bianca subisce reazioni di fusione?
R: No, il materiale in una nana bianca non subisce più reazioni di fusione, quindi non c'è alcuna fonte di energia e non può essere sostenuto dal calore contro il collasso gravitazionale.
D: Come fa il nostro Sole a diventare una nana bianca?
R: Il nostro Sole diventerà una nana bianca quando avrà esaurito il carburante verso la fine della sua vita; prima passa attraverso la fase di gigante rossa, poi perde la maggior parte del gas fino a quando ciò che rimane si contrae in una giovane nana bianca.
