Weiße Zwerge

Geschrieben am 13.11.2006 von Conni Kreißl

Weiße Zwerge bzw. White Dwarfs sind außergewöhnlich kompakte, kleine, extrem gewaltig komprimierte Himmelskörper bzw. Sonnen, die das letzte Entwicklungsstadium von Sternen bzw. Roten Riesen verkörpern. Welche am Ende ihres Lebens ihre äußere Gashülle gerade zu explosionsartig abstoßen um dann in einem darauffolgendem Kollaps zu schließlich zu sterben, nachdem sie ihren gesamten Brennstoff aufgebraucht haben. Wodurch letztendlich nur der außergewöhnlich glühend heiße Kern zurückbleibt. Allerdings sind diesbezüglich nur Sterne betroffen, die wenn sie äußerlich ausgebrannt sind, weniger als 1,44 Sonnenmassen auf die Waage bringen. Wobei diese meist durch eine einfache Nova dahinscheiden, welche bei weitem nicht so überragend gewaltig wie eine Super- oder Hypernova abläuft und einen Rest zurücklässt, der sich nur ausgesprochen langsam abkühlt, da keine Kernfusion mehr in ihm stattfindet. Diesen Überrest bzw. diese sogenannte Sternenleiche bezeichnet man dann als Weißen Zwerg.
Liegt die Masse des sterbenden Stern allerdings zwischen etwa 1,44 und 3 Sonnenmassen entwickelt sich daraus kein Weißer Zwerg sondern stattdessen ein Neutronenstern. Wiegt er jedoch mehr als 3 Sonnenmassen entsteht ein Schwarzes Loch.
Die meisten Weißen Zwerge sind größenmäßig durchaus mit der Erde vergleichbar, da sie vorwiegend nur einen Durchmesser von einigen tausend bis etwa zehntausend Kilometern aufweisen. Ihre Oberflächentemperatur liegt am Anfang ihrer Entwicklung durchschnittlich zwischen 10.000 und 100.000° Celsius, wodurch sie grell weiß Leuchten, was ihnen auch ihren Namen einbrachte. Da sie allerdings über keine eigene Energiequelle mehr verfügen, kühlen sie mit der Zeit langsam und allmählich immer weiter ab, bis sie überwiegend eines Tages nach vielen Milliarden Jahren als Schwarzer Zwerg enden.
Weißen Zwerge bestehen in ihrem inneren größtenteils aus stark komprimierten Kohlenstoff und Sauerstoff, die sich in ihnen durch die einstige Kernfusion ablagerten. Hierbei entstand eine derart hochgradige Dichte bzw. ein so gigantischer Druck, welcher schätzungsweise mindestens eine Tonne pro Kubikzentimeter beträgt, so das sich das Gas in ihnen dadurch in einem Zustand befindet, das Experten entartet nennen.
Ein solcher Weißer Zwerg wird durch Kräfte stabilisiert bzw. im Gleichgewicht gehalten, die ein Ergebnis dieser entarteten Materie sind und normalerweise als Pauli-Prinzip bezeichnet werden. Nach diesem Prinzip können nur höchstens zwei Elektronen des Sternplasmas den selben energetischen Zustand haben, wodurch die möglichen Energiezustände als Folge der Quantenmechanik eine Art Leiter erzeugen, deren Sprossenabstand bei einer Verringerung des Sternvolumens wächst. Weil die Zustände am dem unteren Ende dieser Leiter indessen alle besetzt sind, muss den Elektronen am oberen Ende dieser Leiter bei einer Kompression Energie zugeführt werden. Was wiederum dazu führt, das sich ein Gegendruck aufbaut, der dem gewaltigen Gravitationsdruck standhalten kann. Damit diese Kräfte aber wirken können, darf der Vorläuferstern nicht mehr als etwa 1,44 Sonnenmassen wiegen, weil ansonsten kein Gleichgewicht mehr möglich ist, weshalb größere Sterne erfahrungsgemäß weiter zu einem Neutronenstern oder Schwarzen Loch kollabieren.
Auffallend Bemerkenswert und entsprechend interessant ist dabei, das der normale typische durchschnittliche Durchmesser eines solchen Weißen Zwerges anscheinend unmittelbar mit der Masse der Elektronen zusammenhängt. Welche demzufolge logischerweise eine direkte Funktion einer mikrokosmischen Naturkonstante bzw. eine astronomische Größe ist. Daher enden Weiße Zwerge, welche Teil eines Doppelsternsystems sind, dadurch das Materie des benachbarten Sterns zum Weißen Zwerg überfließt, gelegentlich auch in einer Supernova, anstatt als erkalteter, komprimierter, schwarzer Klumpen bzw. Zwerg.
Andererseits sind nicht alle Weißen Zwerge in ihrer Zusammensetzung gleich, weshalb man sie in die zwei Typen CO-Weiße Zwerge und Fe-Weiße Zwerge unterteilt. Wobei die letzten die von massereichen Sterne abstammen sogar noch kleiner sind als die CO- Zwerge, die meist aus massearmen Sternen hervorgehen.
Während die Gruppe der Weißen Riesensterne, die eine vielfach größere Masse als unsere Sonne besitzen, sogar über eine breite Ökosphäre verfügen, die sich aber in relativ großem Abstand von der Sternoberfläche befindet. Weshalb sie zwar Planeten besitzen können, die jedoch nur etwa 1 Milliarde Jahre Zeit für die Entwicklung von Leben haben, was definitiv zu kurz ist.