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Letzte Änderung: 18.06.2003
Weiße Zwerge - End- oder Zwischenstadium leichter Sterne
Wir haben gesehen, daß in den roten Riesensternen das während der Hauptreihenphase des Sterns gebildete Helium im Kern des Sterns als Haupt-Brennstoff dient, während ein weiterer Teil der ausgestrahlten Energie in den tiefen Bereichen der Sternhülle durch Wasserstofffusion entsteht - dem sogenannten Schalenbrennen. Durch diese beiden Prozesse wurde die Sternhülle gigantisch ausgedehnt, es entstanden starke Sternwinde, die einen guten Teil der äußeren Sternmaterie entfernt haben - der Sternrest wurde leichter und besteht jetzt aus einer dünnen Wasserstoffschicht, einer tiefergelegenen Heliumschale (dort, wo zuletzt das Schalenbrennen stattfand) und einem Kern aus schwereren Elementen, die bei der Heliumfusion gebildet wurden: Kohlenstoff, Sauerstoff, Neon.Ein relativ massearmer Stern wie z.B. unsere Sonne kann im Kern nicht die Drucke und Temperaturen erzeugen, die zur effektiven Fusion dieser Atomkerne nötig sind - der Druck auf Kern und Heliumschale ist sogar durch das "Abblasen" seiner äußeren Sternhülle noch geringer geworden: Die Fusionsreaktionen kommen völlig zum Erliegen, der Stern ist tot. Trotzdem leuchtet er noch und hat eine enorme Oberflächentemperatur, die durch die Kontraktion des Sternrestes entsteht: Ein typischer Weißer Zwerg hat eine Effektivtemperatur von bis zu 25.000 Grad.
Weiße Zwerge sind also die Reste der Sternkerne, jegliche Kernreaktion ist in ihrem Inneren zum Erliegen gekommen. Ihre Kerne haben noch Temperaturen bis zu 1 Million Grad, an ihrer Oberfläche sind sie anfangs noch sehr heiß; der Zwerg 40 Eridani B beispielsweise hat eine Oberflächentemperatur von 17.000 Grad. In Ermangelung einer inneren Energiequelle kühlen diese "Sternleichen" langsam aus und werden zu Schwarzen Zwergen, die gar kein Licht mehr aussenden - dieser Prozess dauert jedoch viele hunderttausend Jahre!
Strahlungsdruck zum Ausgleich des nach innen gerichteten Gravitationsdruckes ist nicht mehr vorhanden: Die Dichte ist enorm hoch - die Gesamtmasse des Sternrestes, die bis zu 1,4 Sonnenmassen betragen kann, verteilt sich auf einen Körper mit nur wenigen 1000 km Durchmesser. Bei diesem gigantischen Druck hat die Materie andere Eigenschaften als unter gewohnten Umständen; das bei diesen Temperaturen unweigerlich vorliegende Plasma besteht aus zwei Phasen - dem "Rumpfgas", in dem die Atomkerne sich wie ein ideales Gas verhalten, und dem entarteten Elektronengas - das ganz und gar nicht "ideal" ist. Grob gesagt ist die Bewegungsfreiheit der "entarteten" Elektronen stark eingeschränkt, da die Elektronen auf bestimmte energetische Niveaus "gepreßt" wurden. Je höher dieser Druck nach innen ist, desto "eingeschränkter" werden die Elektronen. Das hat die bizarre Folge, daß ein weißer Zwerg einen kleineren Durchmesser hat, je größer seine Masse ist.
Es sind bislang ungefähr 1000 Weiße Zwerge entdeckt worden, man darf aber davon ausgehen, daß es enorm viele davon gibt: Erstens weil alles dafür spricht, daß die meisten Sterne mit unter 8 Sonnenmassen sich zu Weißen Zwergen entwickeln; zweitens läßt sich die geringe Zahl bekannter Weißer Zwerge plausibel mit ihrer geringen Leuchtkraft erklären. Mit dem bloßen Auge ist kein einziger weißer Zwerg sichtbar (außer Danny de Vito natürlich).
Die prominentesten Weißen Zwerge sind http://www.spechteln.de/vhs/sterne/beispiel.php#sirius">Sirius B und Procyon B - jeweils Begleiter heller Sterne vom Spektraltyp A und um 10 Magnituden dunkler als ihre Hauptsterne.
Sirius B umrundet Sirius, den hellsten Stern am Himmel, in fürnfzig Jahren einmal. Vor langer Zeit hat es also dort eine zweite leuchtende Komponente gegeben - ein enger Doppelstern in nur 2,7 Parsec Entfernung.
Sirius B hat ungefähr die gleiche Masse wie unsere Sonne, jedoch nur etwa doppelten Erddurchmesser. Seine Leuchtkraft ist 10.000 mal geringer als die von Sirius A.
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