Witte dwergen, Neutronensterren en Zwarte Gaten

Presentatie over: "Witte dwergen, Neutronensterren en Zwarte Gaten"— Transcript van de presentatie:

1 Witte dwergen, Neutronensterren en Zwarte Gaten
Hovo 2009, Gijs Nelemans Radboud Universiteit Nijmegen

2 Opzet Ma 16/3 (GN): Sterevolutie Ma 23/3 (GN):
Structuur van WD en de Chandrasekhar massa Ma 30/3 (GN): WD in dubbelsterren en type Ia Supernovae Ma 6/4 (PG): Supernovae, de vorming van NS, ZG Ma 20/4 (PG): Structuur NS en Pulsars Ma 27/4 (PG): NS en ZG in dubbelsterren: X-ray binaries en gamma-ray bursts GN: Gijs Nelemans; PG: Paul Groot

3 Spectrum Ieder element heeft zijn eigen streepjescode

4 Structuur van een ster (Gas) druk!

5 Hoe wordt die druk opgewekt?
In het centrum van een ster vind kernfusie plaats: Waterstofverbranding Helium verbranding

6 Evolutie van de kern van de ster

7

8

9 Vorming van witte dwergen
De kern trekt steeds meer samen De mantel zwelt op Bij lichte sterren wordt de mantel de ruimte in geblazen (planetaire nevel) en blijft alleen de kern over: Een witte dwerg

10

11 Witte dwerg: zo groot als Aarde
keer zo zwaar!

12 Sirius B

13 Maar hoe wordt de druk in het centrum opgewekt?

14 Gedegenereerde materie
Materie zo ver samengedrukt dat electronen “dichtbij” kernen komen Structuur atomen verloren Electronen gaan interactie aan met elkaar: druk

15 Pauli principe: Fermionen kunnen niet in dezelfde
kwantum toestand zitten Bosonen Fermionen

16 Dit betekent dat de electronen in een witte dwerg
door hun energie (beweging) een druk opwekken. Experimenteel aangetoond (Truscott & Hulet 2003) Dit kost geen energie → eeuwig evenwicht! Onafhankelijk van temperatuur

17

18

19

20 Witte dwergen Compacte objecten
Druk opgewekt door gedegenereerde materie Leven “eeuwig” Hoe zien ze er vanbinnen uit? Gebeurt er verder nog iets?

21 De structuur van witte dwergen

22 Koeling van witte dwergen

23

24

25 Intermezzo

26 Het Hertzsprung-Russell diagram
Ejnar Hertzsprung Henri Norris Russell

27 Het ‘HRD’ Helderheid Kleur

28 Sterevolutie Waarom ziet het HRD er zo uit?
De evolutie van sterren in het HR diagram: Hoofdreeks Reuzen Witte dwergen

29 Sterevolutie Rode reuzen Hoofdreeks Witte dwergen

30 Witte dwergen in bolhopen

31

32 Witte dwergen in de Melkweg
In de loop van de tijd zijn er veel witte dwergen gevormd in de Melkweg Hoe zien die er nu uit? Hoeveel zijn er nog helder? Hoeveel zijn er al afgekoeld? Wat kunnen we daarvan leren?

33 Lichtkracht-functie

34

35 De leeftijd van de Melkweg
Stel de Melkweg zou “oneindig” oud zijn, hoe zou de lichtkracht-functie er dan uitzien? De koelste witte dwerg is de oudste! Een meting van de leeftijd van de Melkweg: t = 10 miljard jaar (ongeveer) Probleem: selectie-effecten

36 De Chandrasekhar massa
Voor zware witte dwergen: electronen relativistisch (hoge snelheid) Andere toestandsvergelijking Chandrasekhar (1935): heeft maar 1 oplossing!

37

38 Chandrasekhar massa Gevolg Complicatie: “Inverse β-decay” p + e-  n
Witte dwergen kunnen niet zwaarder zijn dan ongeveer 1.4 Zonsmassa’s Complicatie: “Inverse β-decay” p + e-  n Ook belangrijk voor zware sterren, met ijzer kern (ook gedegenereerd!)