После того, как закончится синтез и остынет ядро, Солнце превратится в гигантский кристалл, присоединившись к бесчисленному числу таких же во Вселенной. Астрономы нашли доказательства, что массивные белые карлики довольно быстро после смерти твердеют и превращаются в металлические кристаллы. Это может повлиять на то, как мы считаем возраст самых старых объектов Вселенной...

Используя данные спутника Gaia(Европейского космического агентства), международная команда ученых из Великобритании, Канады и США обнаружила доказательства полувековой гипотезы об этапах жизни звезд.

По словам физика Пьера-Эммануэля Тремблэй (Pier-Emmanuel Tremblay) из Уорикского университета, “это первое прямое доказательство того, что белые карлики кристаллизуются, или совершают переход от жидкого к твердому [состоянию]”. Пятьдесят лет назад было предсказано, что из-за кристаллизации мы должны наблюдать скачки в количестве белых карликов на определенных уровнях яркости и цвета. Впервые это удалось подтвердить наблюдениями.

О жизни звезд

Слишком крупные звезды превращаются в сверхновые, но большинство звезд во Вселенной не обладают такой массой. Они стареют без лишнего шума. Когда водород начинает заканчиваться, звезды наподобие Солнца начинают остывать и сжиматься. В какой-то момент происходит кратковременный выброс энергии, раздувающий их атмосферу до невероятных размеров; с ней уходит большая часть тепла. Ядро же продолжает уменьшаться, сжимая гелий в более тяжелые элементы — углерод и кислород. В результате получается белый карлик —невероятно плотный шарик материи, размером с Землю. Один кубический сантиметр материи его ядра весит около 10 тонн.


В итоге белый карлик должен превратиться в черного карлика. Но теоретически на этот процесс уходит так много времени, что вряд ли какая-то из звезд успела пройти весь путь. Обнаружение хотя бы одного черного карлика серьезно бы пошатнуло наши теории о возрасте Вселенной.

Как белый карлик теряет тепло?

На протяжении уже долгого времени ученые спорят насчет того, как внутреннее тепло просачивается к поверхности. Глубоко внутри белого карлика электроны свободно носятся по толпе ядер углерода и кислорода, перенося тепло ближе к более проводящим поверхностям.

Теоретически, при температуре около 10 миллионов градусов перестает хватать энергии на свободное перемещение положительных ядер, и они начинают формировать огромную кристаллическую структуру, высвобождая при этом тепло.

Все дело во времени. В маленьких белых карликах кристаллизация согласуется с процессом соединением ядра с внешними слоями, что позволяет энергии тепла быстро утекать. Как только процесс завершается, звезда стремительно охлаждается.

Но как этот процесс протекает в более крупных звездах? Тут было сложнее найти доказательства, ведь мы белые карлики довольно малы, а ученые слабо себе представляют, как процесс охлаждения, чтобы по нему отследить эти звезды в ночном небе.

Исследователи собрали в единую базу данные о 15 000 объектах на расстоянии не более чем 300 св. лет от Земли, которые предположительно являются белыми карликами. Сравнив их массы и возрасты, ученые нашли те самые скачки в количестве, тем самым подтвердив гипотезу.

Все белые карлики постепенно кристаллизуются, крупные белые карлики делают это быстрее. Подтверждение модели играет большую роль для оценки скорости старения некоторых из самых распространенных объектов в галактике Млечный путь.

Когда кристаллизация происходит до того, как белый карлик “выпустит пар”, то есть тепло, процесс охлаждения сильно замедляется, а вместе с ним и старение — на 2 миллиарда лет (или меньше, в зависимости от массы).Источник: "Наука от Фансаенс"