Schwarzer Zwerg

Ein Schwarzer Zwerg ist in der Astrophysik eine hypothetische Spätphase der Sternentwicklung. Ein Schwarzer Zwerg wäre das letzte Stadium eines Weißen Zwerges, wenn dessen Energie abgegeben oder die Oberflächentemperatur so weit gefallen ist, dass weder Wärme noch sichtbares Licht in nennenswertem Ausmaß abgestrahlt werden.

Falls Schwarze Zwerge existieren, könnten sie wahrscheinlich kaum durch ihre fehlende oder sehr geringe Strahlung nachgewiesen werden, sondern als massehaltige Objekte eher durch die Wirkung ihrer Schwerkraft.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Baryonic Dark Matter: The Results from Microlensing Surveys. In: ASP Conference Series. 165. Jahrgang, Vorlage:Cite book/Date, S. 362, bibcode:1999ASPC..165..362A (englisch, Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref>

Ursprünglich wurde die Bezeichnung „Schwarzer Zwerg“ auch für diejenigen Vorstufen von Sternen verwendet, die nicht die benötigten etwa 0,08 Sonnenmassen aufweisen, um Wasserstoff zu verschmelzen;<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: A failed search for black dwarfs as companions to nearby stars. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Vorlage:Cite book/Date, S. 39–41, bibcode:1983MNRAS.205P..39J (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref> seit den 1970er Jahren werden solche Objekte jedoch als Braune Zwerge bezeichnet.<ref>brown dwarf, Eintrag in The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight, David Darling, Zugriff online 5. Mai 2008.</ref> Auch sollten Schwarze Zwerge nicht mit Schwarzen Löchern oder Neutronensternen verwechselt werden.

Bedingungen und Dauer der Bildung

Ein Weißer Zwerg ist der Überrest eines in der Hauptreihe verbleibenden Sternes von geringer oder mittlerer Anfangsmasse (unter 9 bis 10 Sonnenmassen), nachdem er alle chemischen Elemente, die er aufgrund einer genügend hohen Temperatur verschmelzen konnte, fusioniert oder abgestoßen hat. Die übrig gebliebene Masse des Weißen Zwergs beträgt aufgrund der Chandrasekhar-Grenze maximal 1,44 Sonnenmassen.<ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: How Massive Single Stars End Their Life. In: Astrophysical Journal. 591. Jahrgang, Nr. 1, Vorlage:Cite book/Date, S. 288–300, bibcode:2003ApJ...591..288H (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]). Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2</ref> Diese dichte und entartete Materie kühlt durch Wärmestrahlung langsam aus, um schließlich zum Schwarzen Zwerg zu werden.<ref name="osln">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [ Extreme Stars: White Dwarfs & Neutron Stars.] (PDF; 119 kB) Ohio State University, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 3. Mai 2007. Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref><ref>Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: [ Late stages of evolution for low-mass stars.] Rochester Institute of Technology, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 4. August 2006. Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref> Barrow und Tipler schätzen 10¹⁵ (d. h. eine Billiarde) Jahre für eine Abkühlung auf 5 K.<ref>Table 10.2, The Anthropic Cosmological Principle, John D. Barrow and Frank J. Tipler, Oxford: Oxford University Press, 1986. ISBN 0-19-282147-4.</ref> Damit ist nach vorherrschender Meinung das Universum noch nicht alt genug, um Schwarze Zwerge hervorbringen zu können; die Temperaturen der kühlsten Weißen Zwerge entsprechen gerade erst dem beobachtbaren Alter des Universums von rund 13,7 Milliarden Jahren.

Wie lange es dauern würde, bis die Weißen Zwerge ausgekühlt wären, ist nicht genau bekannt, da ihre ferne zukünftige Entwicklung von folgenden Hypothesen abhängt:<ref name="adams" details="§ IIIE, IVA.">Fred C. Adams, Gregory Laughlin: A Dying Universe: The Long Term Fate and Evolution of Astrophysical Objects, arxiv:astro-ph/9701131.</ref>

• Falls WIMPs („schwach wechselwirkende massereiche Teilchen“ der dunklen Materie) existieren, könnten sich Weiße Zwerge durch Wechselwirkung mit diesen Partikeln noch viel länger warm halten, nämlich für einen Zeitraum von etwa 10²⁵ Jahren.<ref name="adams" details="§ IIIE." />
• Falls das Proton nicht stabil ist (Protonenzerfall), würden die Weißen Zwerge aufgrund der dabei auftretenden Energieabgabe ebenfalls warm gehalten. Anhand einer angenommenen Lebenszeit der Protonen berechneten Adams und Laughlin, dass der Protonenzerfall die effektive Temperatur eines alten Weißen Zwerges mit etwa einer Sonnenmasse auf 0,06 K anheben würde; obwohl das sehr kalt ist, wird dies vermutlich wärmer sein als die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung in 10³⁷ Jahren.<ref name="adams" details="§ IVB." />

Weitere Entwicklung zu Eisensternen

Im Verlauf extrem langer Zeiträume von 10¹¹⁰⁰ (andere Schreibweise: 10^{1,1 · 103}) bis 10^32 000 (andere Schreibweise: 10^{3,2 · 104}) Jahren werden durch pyknonukleare Fusion alle Atome innerhalb des Schwarzen Zwergs zu Eisenatomen fusionieren. Damit wird der Schwarze Zwerg zu einem Eisenstern, welcher dann durch sein eigenes Gewicht kollabiert und dadurch zu einer Supernova wird. Diese Explosionen werden die letzten Ereignisse in einem ansonsten dunklen Universum sein.<ref>The end of the universe may be marked by 'black dwarf supernova' explosions</ref>

Siehe auch

• Gelber Zwerg
• Roter Zwerg
• Wärmetod

Einzelnachweise

<references />