Om några miljarder år kommer solen att sluta sitt liv som en vit dvärg. När solen får slut på väte för att smälta samman för energi kommer den att kollapsa under sin egen vikt. Tyngdkraften kommer att komprimera solen tills den är ungefär lika stor som jorden, då kommer lite kvantfysik att börja. Elektroner från solens atomer kommer att trycka tillbaka mot tyngdkraften och skapa det som kallas degenerationstryck. När en stjärna når detta tillstånd kommer den att svalna med tiden, och den en gång lysande stjärnan kommer så småningom att blekna in i mörkret.
De flesta stjärnor i universum kommer att sluta som en vit dvärg. Endast de största stjärnorna kommer att explodera som supernovor och bli neutronstjärnor eller svarta hål. Det finns massor av vita dvärgar i Vintergatan, men många av dem kan vara svåra att studera.
För det första producerar vita dvärgar inte energi i sina kärnor som vanliga stjärnor gör. De svalnar och bleknar när de åldras, så vi tenderar att se de yngsta och ljusaste vita dvärgarna. Observationer av vita dvärgar är också partiska mot de med den minsta massan. Det beror på att ju mer massiv en vit dvärg är, desto mer massivmindredet är. Anledningen till detta har att göra med balansen mellan elektrondegenerationstryck och gravitation. I en vit dvärg fungerar elektronerna som en sorts kvantgas. Ju mer massiv den vita dvärgen är, desto hårdare kan dess gravitation klämma ihop elektronerna, därav en mindre volym.
Den mest massiva vita dvärgen är lite större än månen. Kredit: Giuseppe Parisi
Lyckligtvis blir vi bättre på att studera mindre och kallare vita dvärgar, som en nyligen genomförd studie visar. Teamet använde data från rymdfarkosten Gaia för att hitta vita dvärgar inom 20 parsecs från jorden. Förutom kända vita dvärgar identifierade teamet cirka 100 vita dvärgar som aldrig hade katalogiserats. De tittade sedan på spektrumet för dessa vita dvärgar med ISIS-spektrograf och polarimeter på William Herschel-teleskopet. Eftersom spektrumet av en vit dvärg påverkas av dess magnetfält, kunde teamet mäta styrkan på deras magnetfält.
De hittade ett intressant resultat. Det finns ett samband mellan åldern på en vit dvärg och dess magnetfält. Ju äldre en vit dvärg är, desto mer sannolikt har den ett starkt magnetfält. Med andra ord tenderar vita dvärgar att bli mer magnetiska när de åldras. Detta tyder på att vita dvärgmagnetiska fält skapas genom stjärnans avkylningsprocess.
Vi är inte säkra på hur kylningsprocessen magnetiserar vita dvärgar. De magnetiska fälten hos större och yngre vita dvärgar kan förklaras av en dynamomekanism, liknande den process som genererar jordens magnetfält. Men magnetfälten hos gamla vita dvärgar är ofta mycket större än vi tror kan produceras av en dynamo. Så något konstigt pågår, och det kommer att krävas mer forskning för att lösa detta mysterium.
Referens:Bagnulo, S. och J.D. Landstreet. ' Ny insikt i magnetismen hos degenererade stjärnor från analysen av ett volymbegränsat prov av vita dvärgar .'arXiv förtryckarXiv: 2106.11109 (2021).