В процессе, не похожем на старение человека, большинство звезд, вступающих в заключительную главу своей жизни, имеют тенденцию уменьшаться, усыхать и медленно бледнеть. Астрономы называют эти холодные, плотные шелухи некогда могущественных звезд белыми карликами, и, в отличие от людей, их безумие может длиться миллиарды лет.
В то время звезды с массами от примерно десятой до восьмикратной массы нашего Солнца сжигают последнюю из своей ядерной энергии, теряют свои огненные внешние слои и превращаются в сверхкомпактные ядра, которые упаковывают массу планеты в массу солнца. пакет Хотя это может звучать как неопрятный конец для звезды, новое исследование, опубликованное сегодня (9 января) в журнале Nature, утверждает, что белая карликовость может быть только началом новой красивой метаморфозы.
В ходе исследования более 15 000 известных белых карликов вокруг Млечного пути группа астрономов из Университета Уорика в Великобритании пришла к выводу, что умирающие звезды не просто исчезают, а сначала превращаются в светящиеся кристаллические сферы.
«Все белые карлики кристаллизуются в какой-то момент своей эволюции», - говорится в заявлении ведущего исследователя Пьера-Эммануэля Тремблея, астрофизика из Университета Уорика. «Это означает, что миллиарды белых карликов в нашей галактике уже завершили процесс и по сути являются кристаллическими сферами на небе».
Если это так, то само Солнце Земли - а также приблизительно 97 процентов звезд в Млечном Пути - также суждено закончить свои дни, когда кристаллические шары мерцают в космосе.
Гея в небе с кристаллами
Для своего нового исследования Тремблей и его коллеги использовали наблюдения со спутника Gaia Европейского космического агентства, чтобы проанализировать яркость и цвета примерно 15 000 известных белых карликов, расположенных в пределах 300 световых лет от Земли. Они увидели, что избыток звезд, казалось, имел одинаковую яркость и цвет независимо от размеров и возраста звезд.
Однородный внешний вид этих звезд позволил предположить, что карлики достигли определенного периода своего развития, который может охватывать миллиарды лет. Используя модели эволюции звезд, исследователи определили, что все эти карлики достигли фазы, когда скрытое тепло выделялось из их ядер в больших количествах, значительно замедляя их охлаждение. Авторы пишут, что когда белый карлик достаточно остынет, расплавленная жидкость в его ядре начинает затвердевать - другими словами, звезда начинает превращаться в кристалл.
Согласно Tremblay, это исследование предоставляет «первое прямое доказательство того, что белые карлики кристаллизуются», наконец, подтверждая гипотезу, впервые выдвинутую учеными 50 лет назад. Если эти выводы действительно точны, они могут дать ученым повод переосмыслить способ датирования небесных объектов. Поскольку звезде может потребоваться много миллиардов лет, чтобы достичь статуса белого дварфа, астрономы часто используют этих звездных старших государственных деятелей, чтобы придумать диапазоны дат для галактик и других небесных тел в окрестности данного дварфа.
Согласно новому исследованию, однако, тепло, выделяемое во время фазы кристаллизации белого карлика, может замедлить охлаждение звезды на целых 2 миллиарда лет. Если это так, то известные белые карлики могут быть на миллиарды лет старше, чем считалось. Это усложняет и без того загадочную хронологию; ученые точно не знают, как долго умирающая звезда может оставаться белым карликом, прежде чем она вообще прекратит излучать свет и тепло, превращаясь в то, что некоторые исследователи называют «черным карликом». Эта теоретическая конечная точка звездной эволюции никогда не наблюдалась, так как ученые считают, что звездному квадриллиону может потребоваться несколько лет, чтобы достичь этого состояния. В возрасте 13,8 миллиардов лет наша вселенная слишком молода, чтобы принимать такие пожилые солнца.
Дальнейшие исследования необходимы ученым, чтобы лучше понять жизнь и смерть звезд и отточить их методы космического датирования. К счастью, благодаря обширным наблюдениям со спутника Gaia, существует беспрецедентное количество известных белых карликов, которые просто жаждут поделиться рассказами о своей долгой и долгой жизни.
«До Гайи у нас было от 100 до 200 белых карликов с точным расстоянием и яркостью», - сказал Тремблей. «Теперь у нас есть 200 000».
