witte dwerg

Linde stelde deze vraag op 22 januari 2025 om 22:34.

Hoi mensen, wat gebeurt er als een witte dwerg ster alsmaar gas verzamelt uit de omgeving zonder dat de Chandrasekar limiet word bereikt? Het is multiple choice en je moet ook uitleggen

A Het volume van de witte dwerg neemt af

B Het volume van de witte dwerg blijft constant

C Het volume van de witte dwerg neemt toe

D De witte dwerg splitst in twee witte dwergen

Goed geen supernova dus. Is het C of D ? of wat?

Groetjes, Linde

 

Reacties

Theo de Klerk op 22 januari 2025 om 23:06

Aannemend dat de massa in de witte dwerg wordt opgenomen en niet in een soort accretie-schijf eromheen gaat draaien, wordt de witte dwerg zwaarder.Er stapelt zich waterstof op aan het oppervlak van de witte dwerg. Door de hoge zwaartekracht en de toenemende druk en temperatuur kan het waterstof fuseren tot helium in een thermonucleaire uitbarsting. Dit wordt waargenomen als een nova. De explosie blaast een deel van de verzamelde materie weg, maar de witte dwerg blijft intact en kan doorgaan met het verzamelen van nieuw gas. Dit proces van nova-uitbarstingen kan zich herhaaldelijk voordoen.

Antwoord C lijkt het goede - A en B kunnen niet en door de nova uitbarstingen zal het niet tot twee dwergen splitsen. Het eet, spuugt, eet verder.

Linde op 23 januari 2025 om 00:21

 Goedenavond Theo

Een nucleaire uitbarsting (quantum zei mn docent) is toch heel erg heftig als een soort waterstofbom?  Kan hij dan niet in 2 stukken splitsen?

Als A en B ook niet goed zijn blijft c over

Dankjewel en groet van Linde

 

Theo de Klerk op 23 januari 2025 om 00:45

Het zijn de nieuwe buitenlagen die zo zwaar worden dat ze, net als in een gewone sterkern, tot waterstof-fusie overgaan.

Die buitenlagen zwellen op en worden weggeblazen. Hier gebeurt waterstofverbranding aan de buitenkant, niet, zoals bij gewone sterren, in het centrum (bij hoge temperatuur).

De witte dwerg kern is gedegenereerd  (kan niet verder samendrukken ondanks toenemende druk) en blijft min of min onaangetast.

Misschien is er een omstandigheid waarin een splitsing mogelijk is, maar van wat ik begrepen heb uit colloquia is dat niet waargenomen en is dat voor de huidige theorie ook niet nodig.

Nick Leijten op 23 januari 2025 om 10:18

Beste Linde,

Het gangbare theoretische model dat het verband tussen de straal (en dus volume) en de massa van een witte dwerg beschrijft, voorspelt dat de witte dwerg krimpt als de massa toeneemt. De dichtheid neemt dus toe. Antwoord A lijkt mij het correcte antwoord.

Dit is overigens in 2017 experimenteel bevestigd door Parsons et. al. Zie ook hun artikel, gratis te downloaden: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017MNRAS.470.4473P/abstract

En hier ook een grafiek waar de onafhankelijk van elkaar gemeten straal en massa van 16 witte dwergen is uitgezet tegen elkaar (ook Parsons et. al. 2017)

Het ziet er naar uit dat de elektronen nog dichter op elkaar moeten zitten om genoeg tegendruk te genereren tegenover de zwaartekracht. Dat zorgt ervoor dat de straal en het volume afnemen.

Nick

Theo de Klerk op 23 januari 2025 om 11:01

Da's interessant...ik meende dat de gedegenereerde kern niet nog dichter opeen geperst kon worden maar je genoemde artikel lijkt A dan als goed antwoord te geven. De buitenlagen zijn niet gedegenereerd en kunnen nog wel samenpersen bij nieuwe voorraad. Dat maakt de nova uitbarstingen nog steeds mogelijk... Weer wat geleerd!

Linde op 24 januari 2025 om 00:50

 Goedenavond Nick

Dus het is toch optie A. Als de witte dwerg materie opneemt gaat hij krimpen ondanks gedegenereerde druk als hij maar niet de Chandrasekar limiet bereikt en supernova gaat.

Nou moet ik A ook nog uitleggen meer dan onder uw grafiek.

En dat een neutron ster niet door zwaartekracht instort komt dat dan ook door gedegenereerde druk van neutronen? Net als witte dwerg door gedegenereerde druk van elektronen?

Groet van Linde

 

Ibtihal op 27 januari 2025 om 23:39

Beste Linde,

Als de witte dwerg materie opneemt gaat hij krimpen ondanks gedegenereerde druk. Hoe zit dat ?

Een witte dwerg dreigt in te storten door zijn eigen gravitatiekracht. Instorting wordt tegen gegaan door de gasdruk (eigenlijk: drukgradiënt, hoeveel de druk van binnen naar buiten verandert). Bij een witte dwerg zijn het vooral de elektronen die de gasdruk leveren, niet de atoomkernen.

Massa opnemen betekent dat de centrale druk toeneemt door extra gravitatie. De witte dwerg moet zorgen voor extra tegendruk van de elektronen. Extra druk vereist hogere snelheid en impuls p=m*v van de elektronen. Dat gaat samen met een grotere onbepaaldheid van de snelheid (en impuls). Volgens de relatie van Heisenberg krijg je een kleinere onbepaaldheid van de plaats delta x, de elektronen nemen minder ruimte in, de witte dwerg krimpt.

Andere uitleg: extra druk, snelheid en kinetische energie van elektronen gaat samen met een kleinere De Broglie golflengte van de elektronen. Kleinere golflengte betekent losjes gezegd dat ze beperkt zijn tot een kleiner doosje, dus de witte dwerg krimpt.

In een witte dwerg die nog massa kan opnemen zonder supernova te gaan, heb je gedeeltelijk gedegenereerde elektronen die langzamer dan de lichtsnelheid gaan. Er is wel gedegenereerde druk, maar die kan nog toenemen terwijl de ster krimpt en de elektronen de lichtsnelheid meer benaderen.

De neutronen ster waar je naar vraagt: er is wel gedegenereerde neutronen druk maar de ster wordt vooral voor instorting behoed door de afstotende (residuele) "sterke kernkracht" tussen de neutronen.

mvg, Ibtihal

 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft vijftien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)