KI-generierte Illustration: Weißer Zwerg im Zentrum eines Planetarischen Nebels.
Ein Weißer Zwerg ist das, was von einem Stern wie unserer Sonne übrig bleibt, wenn er seinen Brennstoff verbraucht hat. Stell dir vor, du presst etwa sechzig Prozent der Sonnenmasse in eine Kugel, die ungefähr so groß ist wie die Erde. Genau das ist ein typischer Weißer Zwerg: ein winziger, extrem dichter Sternenrest, der kein neues Licht mehr durch Kernfusion erzeugt, sondern nur noch seine gespeicherte Wärme abgibt.
Wie entsteht ein Weißer Zwerg?
Jeder Stern lebt davon, dass in seinem Inneren Kernfusion abläuft. Mehr dazu erfährst du im Beitrag Was ist ein Stern?. Geht einem sonnenähnlichen Stern der Wasserstoff im Kern aus, bläht er sich zu einem Roten Riesen auf. Später stößt er seine äußeren Gasschichten nach und nach ins All ab. Diese leuchtende Gashülle nennt man einen planetarischen Nebel, obwohl sie mit Planeten nichts zu tun hat. Zurück bleibt der heiße, freigelegte Kern des Sterns, und genau dieser Kern ist der Weiße Zwerg.
Auch unserer Sonne steht dieser Weg bevor. In rund fünf Milliarden Jahren wird sie zum Roten Riesen, danach bildet sie einen planetarischen Nebel und endet schließlich als Weißer Zwerg. Eine Explosion erlebt sie dabei nicht, denn dafür ist sie zu leicht.
Wie dicht ist ein Weißer Zwerg?
Weil so viel Masse auf so engem Raum steckt, ist die Materie eines Weißen Zwergs unglaublich dicht. Ein Teelöffel davon würde auf der Erde mehr wiegen als ein Kleinlaster. Was ihn vor dem weiteren Zusammenbruch bewahrt, sind die Elektronen: Sie lassen sich nicht beliebig eng zusammenpressen und erzeugen einen Gegendruck, der der Schwerkraft standhält.
Dieser Gegendruck hat allerdings eine Grenze. Der indisch-amerikanische Physiker Subrahmanyan Chandrasekhar hat berechnet, dass ein Weißer Zwerg höchstens etwa 1,4 Sonnenmassen haben kann. Übrigens gilt: Je schwerer ein Weißer Zwerg ist, desto kleiner ist er. Ist ein ausgebrannter Sternkern schwerer als diese Chandrasekhar-Grenze, hält ihn der Elektronendruck nicht mehr. Er stürzt weiter in sich zusammen, etwa zu einem Neutronenstern. Wie es dort zugeht, liest du im Beitrag Was ist ein Neutronenstern?.
Sirius B: der berühmte Nachbar
Das bekannteste Beispiel ist Sirius B. Er umkreist Sirius, den hellsten Stern an unserem Nachthimmel. Neben seinem strahlenden Partner ist der kleine Begleiter kaum zu erkennen, obwohl er ungefähr so viel Masse wie die Sonne besitzt und dabei nur etwa so groß wie die Erde ist. Mit bloßem Auge kannst du Weiße Zwerge übrigens nicht sehen, dafür sind sie viel zu lichtschwach.
Wenn ein Weißer Zwerg explodiert
Ein einzelner Weißer Zwerg kühlt über Milliarden von Jahren langsam ab und wird immer dunkler. Anders sieht es aus, wenn er einen nahen Begleitstern hat. Dann kann er Gas von diesem Partner absaugen und dabei immer schwerer werden. Nähert er sich der Chandrasekhar-Grenze, kann er in einer gewaltigen Explosion zerrissen werden. Fachleute sprechen dann von einer Supernova vom Typ Ia. Was bei solchen Sternexplosionen genau passiert, erklärt der Beitrag Was ist eine Supernova?. Weil sich die Helligkeit solcher Supernovae sehr genau bestimmen lässt, nutzt die Forschung sie, um Entfernungen im Universum zu messen.
An Weißen Zwergen kann die Forschung ablesen, wie sonnenähnliche Sterne ihr Leben beenden. Auch die Zukunft unserer Sonne lässt sich so abschätzen.