Dla nas gwiazdy mogą być jak oszlifowane klejnoty, mieniące się chłodno na tle aksamitnej ciemności nocnego nieba. A dla niektórych z nich może to być w pewnym sensie prawda.
Kiedy pewien rodzaj martwej gwiazdy ochładza się, stopniowo krzepnie i krystalizuje. Astronomowie znaleźli taką właśnie gwiazdę na naszym kosmicznym podwórku, białego karła zbudowanego głównie z węgla i metalicznego tlenu, oddalonego o zaledwie 104 lata świetlne, a jego termiczny profil masowy wskazuje, że centrum gwiazdy zamienia się w gęsty, stały, „kosmiczny diament”. ” zrobiony z węgla i tlenu. amorficzny.
Odkrycie jest szczegółowo opisane w zaakceptowanym dokumencie Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego Wstępny wydruk jest dostępny na stronie internetowej arXiv.
„W tej pracy donosimy o odkryciu nowego poczwórnego systemu podobnego do Syriusza w odległości 32 parseków, składającego się z skrystalizowanego białego karła towarzyszącego wcześniej znanemu Triple HD 190412” Wpisz międzynarodowy zespół astronomów Prowadzony przez Alexandra Fennera z University of Southern Queensland w Australii.
„Dzięki powiązaniu z tymi towarzyszami ciągu głównego jest to pierwszy skrystalizowany biały karzeł, którego całkowity czas życia może być ograniczony z zewnątrz, co wykorzystujemy, próbując eksperymentalnie zmierzyć opóźnienie chłodzenia spowodowane krystalizacją rdzenia białego karła”.
Wszystkie rzeczy we wszechświecie muszą się zmienić. Każda gwiazda wisząca na niebie, mieniąca się światłem generowanym przez syntezę atomową, pewnego dnia zabraknie paliwa do swojego ognia i ewoluuje w coś nowego.
W przypadku ogromnej większości gwiazd – tych o masie mniejszej niż osiem mas Słońca, w tym Słońca – jest to biały karzeł.
Kiedy kończy się paliwo, zewnętrzna materia gwiazdy wycieka do otaczającej przestrzeni, a pozostałe jądro, nie podtrzymywane już przez zewnętrzne ciśnienie zapewniane przez fuzję, zapada się w supergęste ciało, mniej więcej wielkości Ziemi (lub Księżyca! ), ale o masie 1,4 słońc.
Materia w białych karłach jest silnie skompresowana, ale przed dalszym zapadaniem powstrzymuje ją coś, co nazywa się ciśnieniem degeneracji elektronów. Żadne dwa elektrony nie mogą zajmować identycznych stanów, co zapobiega zwiększaniu masy białego karła, jak widać w przypadku gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury.
Białe karły są słabe, ale nadal świecą ciepłem resztkowym. Z biegiem czasu ochładzają się i oczekuje się, że ewoluują w tak zwane czarne karły, gdy stracą całe swoje ciepło i staną się zimną masą skrystalizowanego węgla.
Obliczenia pokazują, że proces ten trwa prawie zbyt długo biliardy lat (to milion miliardów lat temu); Ponieważ wszechświat ma zaledwie 13,8 miliarda lat, nie spodziewamy się go szybko znaleźć.
To, co możemy zrobić, to zidentyfikować oznaki krystalizacji, które zaczynają się w jądrach białych karłów, które widzimy wokół nas.
Podczas krystalizacji atomy węgla i tlenu wewnątrz białego karła przestają się swobodnie poruszać i tworzą wiązania, układając się w sieć krystaliczną. Podczas tego procesu uwalniana jest energia, która jest rozpraszana w postaci ciepła.
Powoduje to pewnego rodzaju plateau lub spowolnienie stygnięcia białych karłów, co można zobaczyć w kolorze i jasności gwiazdy, sprawiając, że wydaje się ona mniejsza niż jest w rzeczywistości.
Aby dokładnie zmierzyć jasność gwiazdy, musisz dokładnie wiedzieć, jak daleko się ona znajduje, co stało się bardziej możliwe w ostatnich latach dzięki mapowaniu gwiazd w wysokiej rozdzielczości przeprowadzonemu przez misję Gaia.
Oznacza to, że możemy teraz z większą pewnością rozpoznawać krystalizację białych karłów.
Fenner i jego współpracownicy używali danych z Gai do wyszukiwania układów gwiazd wielokrotnych, identyfikując gwiazdy, których związek z innymi może być niejasny.
I odkryli, że niedawno odkryty biały karzeł (pamiętajcie, że ten materiał jest bardzo ciemny) był związany grawitacyjnie z czymś, co uważano za System trzech gwiazdekoznaczony jako HD 190412.
Odkrycie białego karła, teraz nazwanego HD 190412 C, sprawiło, że tryplet stał się poczwórny, ale działo się coś więcej. Jego właściwości wskazują, że podlega procesowi krystalizacji.
Czy to, czy nie Kryształ diamentu białego karła Nieznany Gęstość białych karłów wynosi około 1 miliona kilogramów na metr sześcienny, podczas gdy gęstość diamentów wynosi około 3500 kilogramów na metr sześcienny. gęstsze odmiany alotropowe węgla są obecne; Z drugiej strony w kosmosie krąży mnóstwo diamentów.
Pozostałe trzy gwiazdy w układzie pozwoliły zespołowi na zewnętrzne ograniczenie wieku białego karła – coś, czego wcześniej nie zrobiono w przypadku znanego amorficznego białego karła.
Wiek systemu wynosi około 7,3 miliarda lat. Wydaje się, że wiek białego karła wynosi około 4,2 miliarda lat. Naukowcy twierdzą, że rozbieżność wynosi 3,1 miliarda lat, co wskazuje, że tempo krystalizacji spowolniło tempo stygnięcia białego karła o około miliard lat.
Samo datowanie nie wystarczy, aby zmienić nasze modele krystalizacji białego karła, ale odkrycie i jego bliskość do Ziemi sugerują, że może istnieć znacznie więcej takich systemów, które możemy wykorzystać do zmierzenia tego fascynującego procesu.
„Sugerujemy, że odkrycie tego systemu w odległości zaledwie 32 parseków wskazuje, że podobnych do Syriusza układów zawierających skrystalizowane białe karły prawdopodobnie będzie wiele. Przyszłe odkrycia mogą zatem pozwolić na dokładniejsze testy modeli krystalizacji białych karłów” piszą badacze.
„Doszliśmy do wniosku, że odkrycie układu HD 190412 otworzyło nową drogę do zrozumienia krystalizacji białych karłów”.
Wyszukiwanie zaakceptowane Miesięczne zawiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznegoi jest dostępny w godz arXiv.