کوتوله سفید White dwarf

کوتوله‌های سفید هستهٔ برجای‌مانده از ستاره‌هایی هستند که دیگر نمی‌توانند همجوشی هسته‌ای انجام دهند. این اجرام هیچ منبع انرژی تازه‌ای ندارند و فقط گرمای ذخیره‌شده‌شان را به فضا می‌تابانند، پس در بازهٔ میلیاردها سال کم‌نورتر و سردتر می‌شوند.

بیش از ۹۰ درصد ستاره‌های کهکشان ما سرانجام به کوتولهٔ سفید تبدیل می‌شوند، از جمله خورشید که چند میلیارد سال دیگر به این مرحله می‌رسد.

کوتوله سفید چگونه پدید می‌آید؟

کوتولهٔ سفید پس از آن ساخته می‌شود که یک ستاره کم‌جرم یا میان‌جرم هیدروژن و هلیوم هسته‌اش را مصرف کند. ستاره ابتدا به غول سرخ بدل می‌شود، لایه‌های بیرونی‌اش را به‌صورت سحابی سیاره‌نما پس می‌زند و هستهٔ کربنی و اکسیژنی‌اش بی‌پوشش می‌ماند. این هسته همان کوتولهٔ سفید است.

چرا این‌قدر چگال است؟

جرم کوتولهٔ سفید معمولاً حدود نیمی از جرم خورشید است، اما اندازه‌اش تقریباً به بزرگی زمین است. چگالی آن به حدود یک تن در هر سانتی‌مترمکعب می‌رسد. جلوی فروریختن بیشتر را مادهٔ تباهیده می‌گیرد: فشار الکترون‌ها که از اصل طرد پائولی ناشی می‌شود و به دما وابسته نیست.

نکتهٔ شگفت اینکه هرچه کوتولهٔ سفید جرم بیشتری داشته باشد کوچک‌تر است. جرم آن نمی‌تواند از حد چاندراسخار، یعنی حدود ۱٫۴ برابر جرم خورشید، بیشتر شود.

سرنوشت کوتوله سفید

کوتولهٔ سفید تنها بی‌پایان سرد می‌شود. جهان آن‌قدر جوان است که هنوز هیچ «کوتولهٔ سیاه» کاملاً خنکی در آن پدید نیامده است. اما اگر کوتولهٔ سفید در یک سامانهٔ دوتایی ماده از همدمش بگیرد، می‌تواند به حد چاندراسخار برسد و در یک ابرنواختر نوع Ia منفجر شود. این انفجارها «شمع استاندارد» اخترشناسان برای سنجش فاصله‌های کیهانی‌اند.

شباهنگ B، همدم کم‌نور شباهنگ، از نخستین کوتوله‌های سفید شناخته‌شده است و آلوان گراهام کلارک آن را در ۱۸۶۲ دید (کوتولهٔ سفید ۴۰ اریدانوس B را هم هرشل در ۱۷۸۳ دیده بود، اما ماهیتش بعدها روشن شد).

پرسش‌های رایج

### کوتوله سفید چیست؟
کوتولهٔ سفید هستهٔ فشردهٔ ستاره‌ای مرده است که همجوشی را متوقف کرده. جرمی در حد خورشید را در حجمی هم‌اندازهٔ زمین دارد و فقط با گرمای باقی‌مانده می‌درخشد.

### آیا خورشید کوتوله سفید می‌شود؟
بله. خورشید پس از مرحلهٔ غول سرخ لایه‌هایش را از دست می‌دهد و هسته‌اش به کوتولهٔ سفید تبدیل می‌شود. این اتفاق چند میلیارد سال دیگر رخ می‌دهد.

### کوتوله سفید چه فرقی با ستاره نوترونی دارد؟
کوتولهٔ سفید با فشار الکترونی پایدار می‌ماند و اندازه‌اش مثل زمین است، اما ستارهٔ نوترونی از فشار نوترون‌ها بهره می‌برد و قطرش فقط چند ده کیلومتر است.

### کوتوله سفید چرا سفید است؟
کوتولهٔ سفید هنگام تولد بسیار داغ است و نورش به سفید یا آبی‌سفید می‌زند. با گذشت زمان سردتر و کم‌نورتر می‌شود و رنگش به زردی و سرخی می‌گراید.