גבול צ'נדראסקאר

גבול צ'נדראסקאר הוא קבוע פיזיקלי המגדיר את המסה הסופית המקסימלית שיכולה להיות לננס לבן. כוכב שמסתו הסופית גדולה יותר, יעבור קריסה כבידתית, ויהפוך לכוכב נייטרונים או אף לחור שחור (ראו בעניין זה גבול טולמן-אופנהיימר-וולקוף). ערכו של גבול צ'נדראסקאר הוא בקירוב פי 1.44 ממסת השמש, ולפיכך השמש עתידה לסיים את חייה כננס לבן.

הגבול נקרא על שם הפיזיקאי ההודי סוברהמניאן צ'נדראסקאר, שהיה הראשון שחישב את ערכו, ב־1935.

החום המיוצר על ידי ליבת הכוכב דוחף את המעטפת שלו החוצה ומונע ממנה ליפול על הליבה. לאחר שנגמר ה"דלק הגרעיני" של הכוכב, המעטפת קורסת בכוח הכבידה לעבר ליבת הכוכב. אם מסת הכוכב בשלב זה נמוכה מגבול צ'נדראסקאר, הקריסה מוגבלת על ידי עוצמת הדחייה בין האלקטרונים המנוונים שבו, מה שמביא ליצירת ננס לבן יציב. אם המסה היא מעל לגבול זה, ימשיך הכוכב ויקרוס מעבר לשלב הננס הלבן ויהפוך, כאמור, לכוכב נייטרונים או לחור שחור. במילים אחרות, מסה גבולית זו היא המסה הגדולה ביותר שיכולה להיתמך על ידי לחץ אלקטרונים מנוונים.

גבול צ'נדראסקאר נובע מכך שלוקחים בחשבון את ההשפעה של תורת הקוונטים על התנהגות האלקטרונים, היוצרים, כתוצאה מעקרון האיסור של פאולי, לחץ ניוון, אשר תומך מבפנים בננס הלבן. על פי הקירוב הקלאסי, תוך התעלמות אפקטים קוונטיים, ננס לבן יכול להיות בכל מסה שהיא, כשיש יחס הפוך בין נפחו למסתו. בחישוב הקוונטי, כאשר הננס הלבן הוא מסיבי דיו, האנרגיות הטיפוסיות שאליהן דוחס לחץ הדעיכה את האלקטרונים אינן זניחות בהשוואה למסת המנוחה, כך שישנו גבול למסה של גופים כדוריים סימטריים בעלי כוח משיכה עצמי, היכולים להיתמך על ידי לחץ הניוון. גבול זה הוא גבול צ'נדראסקאר.

אם ננס לבן הוא חלק ממערכת בינארית שבה הוא סופח אליו חומר מכוכב שכן בכמות מספקת כדי לעבור את גבול צ'נדראסקאר, הננס הלבן קורס והופך לסופרנובה מסוג I.

קישורים חיצוניים

• הרצאת נובל
• גבול צ'נדראסקאר, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)