STRUKE:

bijeli patuljci

ilustracija
BIJELI PATULJCI, unutarnja građa zvijezde

bijeli patuljci, male zvijezde visoke površinske temperature (do 150 000 K) i velike gustoće (približno Zemljina volumena, a Sunčeve mase).

Kada se potroši nuklearno gorivo zvijezde mase između 0,07 i 10 Sunčevih masa (nakon stadija crvenoga diva i planetarne maglice), gravitacijska sila sažima jezgru zvijezde do gustoće pri kojoj odbojna sila među česticama tvari (tlak degeneriranoga plina) postane dovoljno velika da zaustavi sažimanje. Što je bijeli patuljak veće mase, djeluje veća gravitacijska sila, veći je hidrostatski tlak, veća gustoća i manji njegov volumen. Najveća je moguća masa bijeloga patuljka 1,4 Sunčeve mase, naziva se Chandrasekharova granica (→ chandrasekhar, subrahmanian), a dosad pronađeni patuljak najmanje mase pet puta je manje mase od Sunčeve, a volumen mu je poput Saturnova.

Kemijski sastav jezgre bijeloga patuljka ovisi o masi zvijezde od koje je patuljak preostao. Ako je masa zvijezde bila manja od polovice Sunčeve mase, u jezgri te zvijezde nije moglo biti drugih nuklearnih reakcija osim pretvaranja vodika u helij, tako da se jezgra bijeloga patuljka nastalog od takve zvijezde sastoji samo od helija. Ako je masa početne zvijezde bila između 0,5 i 8 Sunčevih masa, u jezgri se vodik pretvorio u helij, a potom helij u ugljik i kisik pa se jezgra bijeloga patuljka sastoji od ugljika i kisika. Ako je pak masa početne zvijezde bila između 8 i 10 Sunčevih masa i ako se njezin ostatak zbog velikoga gubitka tvari nije pretvorio u neutronsku zvijezdu, mogla je nastati rijetka vrsta bijeloga patuljka s jezgrom od neona i magnezija.

Površinu bijeloga patuljka prekriva tanak sloj (debljine nekoliko kilometara) uglavnom vodika i helija, koji je u početku procesa hlađenja usijan do temperature od 150 000 K. Temperatura središta bijeloga patuljka u početku je najmanje dvadeset milijuna kelvina. Zbog male površine, bijeli patuljak hladi se dulje od 10 milijardi godina. Budući da je starost svemira konačna (13,7 milijardi godina), pretpostavlja se da se nijedan bijeli patuljak do sada nije stigao potpuno ohladiti i postati tamna kugla.

Kako bijeli patuljci ne emitiraju puno svjetlosti, teško ih je opaziti. Lakše se uočavaju u dvojnim ili višestrukim zvjezdanim sustavima jer uzrokuju poremećaje gibanja sjajnijih zvijezda. Prvoga bijeloga patuljka, Sirius B, otkrili su Alvan Clark i njegov sin Alvan Graham Clark (1862). Dosad ih je otkriveno više stotina. Astronomi procjenjuju da bi čak svaka deseta zvijezda u Mliječnoj stazi mogla biti bijeli patuljak.

Ako se bijeli patuljak nalazi u dvojnom sustavu, i ako od zvijezde pratiteljice dobije masu (uglavnom vodik i helij), može doći do eksplozije na njegovoj površini koja neće narušiti ravnotežu njegove jezgre (→ nova) ili do eksplozije koja će ga razoriti (→ supernova).

bijeli patuljci. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 21.11.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=7581>.