Witte dwergen zijn een van de meest intrigerende soorten sterrenresten in het heelal. Ze vormen het stille eindstadium van sterren zoals onze zon – compact, heet en onvoorstelbaar dicht. Voor het brede publiek kun je deze hemelobjecten zien als de “kosmische geraamtes” van sterren: wat overblijft nadat een ster al haar brandstof heeft opgebruikt.
Een witte dwerg is het overblijfsel van een ster die oorspronkelijk niet zwaar genoeg was om in een supernova te eindigen. Dat geldt voor verreweg de meeste sterren in ons melkwegstelsel, inclusief onze zon. Wanneer zo’n ster opraakt, blaast ze haar buitenste lagen weg en vormt een kleurrijke planetaire nevel. Wat achterblijft is de kern: een gloeiendhete bol die niet groter is dan de aarde, maar nog wel tot 200.000 keer zoveel massa heeft als onze planeet.
Eigenschappen van witte dwergen
- Klein maar massief
Een typische witte dwerg heeft ongeveer de massa van de zon, maar is qua grootte vergelijkbaar met de aarde. Dat betekent dat een theelepel materiaal van een witte dwerg op aarde miljoenen kilo zou wegen. - Zeer heet
Kort na hun ontstaan hebben witte dwergen oppervlaktetemperaturen van wel 100.000 graden Celsius. Ze gloeien dan intens wit of blauwachtig. - Geen kernfusie meer
Anders dan gewone sterren wekken witte dwergen geen energie meer op door kernfusie. Ze stralen alleen nog maar warmte uit die ze in hun vroegere leven hebben opgebouwd. Daardoor koelen ze langzaam af, een proces dat miljarden jaren duurt. - Degeneratiedruk
Witte dwergen bestaan uit zogeheten “gedegenereerde materie”: elektronen die zo dicht opeengepakt zijn dat hun onderlinge kwantummechanische druk de zwaartekracht in evenwicht houdt. Dat is de reden dat de ster niet verder instort.
De Chandrasekhar-limiet
Een witte dwerg kan niet zwaarder zijn dan ongeveer 1,4 keer de massa van de zon. Dit maximum, bekend als de Chandrasekhar-limiet, werd in 1930 berekend door de Indiase astrofysicus Subrahmanyan Chandrasekhar. Wordt een witte dwerg zwaarder dan deze grens (bijvoorbeeld door materie aan te trekken van een buurster), dan kan hij instorten en in een supernova-explosie veranderen.
De toekomst van onze zon
Ook onze eigen zon zal over zo’n 5 miljard jaar in een witte dwerg veranderen. Nadat ze door haar brandstof heen is, zal ze eerst opzwellen tot een rode reus, waarbij de aarde mogelijk wordt verzwolgen. Vervolgens stoot ze haar buitenste lagen af en vormt een planetaire nevel. Wat resteert is een kleine, hete kern: een witte dwerg die langzaam uitdooft.
De laatste fase: zwarte dwergen
In theorie zullen witte dwergen uiteindelijk zo ver afkoelen dat ze geen warmte of licht meer uitstralen. Dan veranderen ze in zogenaamde zwarte dwergen: koude, donkere resten van sterren. Omdat het universum nog “maar” 13,8 miljard jaar oud is, heeft nog geen enkele witte dwerg genoeg tijd gehad om volledig af te koelen. Zwarte dwergen bestaan dus (voor zover we weten) nog niet.
Enkele voorbeelden
- Sirius B
Dit is de beroemdste witte dwerg, en een van de eerste die ooit werd ontdekt. Sirius, de helderste ster aan onze nachtelijke hemel, blijkt een dubbelster te zijn: de felle hoofdster Sirius A en de veel kleinere maar extreem dichte witte dwerg Sirius B. Ondanks zijn kleine formaat is Sirius B bijna net zo zwaar als onze zon. - Stein 2051 B
Deze witte dwerg werd beroemd omdat hij in 2017 voor een verre ster langs bewoog. Daarbij boog zijn zwaartekracht het licht van die ster af – een effect dat Einstein’s algemene relativiteitstheorie voorspelde. Het was de eerste keer dat dit effect bij een witte dwerg direct werd gemeten. Van - Maanens Ster
Een van de dichtstbijzijnde witte dwergen, op slechts 14 lichtjaar afstand. Hij werd in 1917 ontdekt door de Nederlandse astronoom Adriaan van Maanen en is daarmee een van de eerste geïdentificeerde witte dwergen in de geschiedenis.
