Hvad er en elektron degenereret gas i en hvid dværg?

degeneration:

* I normale stoffer optager elektroner forskellige energiniveauer. I en hvid dværg tvinger det enorme pres fra tyngdekraften imidlertid elektroner til de lavest mulige energilater. Dette betyder, at alle tilgængelige energiniveauer under et bestemt punkt er fuldstændigt fyldt.

* Denne fyldning af energiniveauet er det, vi kalder "degeneration." Det er som en pakket elevator, hvor ingen kan bevæge sig mere.

Elektron degeneration:

* Denne degeneration henviser specifikt til, at elektronerne er i denne ekstremt tætte, tæt pakket tilstand. De er i det væsentlige frosset ind i deres laveste energiniveau, der ikke er i stand til at bevæge sig videre.

* Pauli -ekskluderingsprincippet dikterer, at ingen to elektroner kan besætte den samme kvantetilstand, så i stedet for at kollapse yderligere under det intense tyngdekrafttryk, modstår elektronerne komprimering. Denne modstand skaber det udadvendte tryk, der afbalancerer tyngdekraften og forhindrer den hvide dværg i at kollapse i et sort hul.

Hvorfor er det vigtigt i hvide dværge:

* stabilitet: Elektrondegenerationstryk er det, der understøtter en hvid dværg. Uden den ville stjernen simpelthen kollapse yderligere under sin egen tyngdekraft.

* størrelse og masse: Degenerationstrykket afhænger af elektronens densitet. Dette betyder, at en hvid dværgs størrelse bestemmes af dens masse. Jo mere massiv den hvide dværg er, jo mindre vil den være, da tyngdekraften er stærkere, og elektronerne skal pakkes endnu strammere.

* chandrasekhar grænse: Der er en maksimal masse, som en hvid dværg kan have, kendt som Chandrasekhar -grænsen (ca. 1,4 gange solens masse). Hvis en hvid dværg overstiger denne grænse, kan degenerationstrykket ikke længere modstå tyngdekraften, og stjernen vil kollapse i en neutronstjerne eller et sort hul.

Kortfattet:

En elektron degenereret gas er nøglen til at forstå strukturen og stabiliteten af ​​hvide dværgstjerner. Det er en unik tilstand af stof, der er skabt af det ekstreme pres inden for disse stjernernes rester, og det er det, der forhindrer dem i at kollapse yderligere.