З а нас звездите може да приличат на шлифовани диаманти, блещукащи студено на фона на кадифената тъмнина на нощното небе. И за някои от тях това всъщност може и да е вярно.
Има определен тип мъртви звезди, които докато се охлаждат, постепенно се втвърдяват и кристализират. Наскоро астрономите са открили точно такава в космическия ни заден двор - бяло джудже, съставено предимно от въглерод и метален кислород само на 104 светлинни години. Заради температурата и масата на звездата, учените предполагат, че центърът й се трансформира в плътен, "космически диамант“, съставен от кристализиран въглерод и кислород.
White Dwarf Star Enters Its Crystallization Era, Turning Into A 'Cosmic Diamond' https://t.co/CBto5WfMc7
— ScienceAlert (@ScienceAlert) June 11, 2023
„В проучването ни представяме новата четворна система, която открихме. Тя е подобна на Сириус и е на разстояние 32 парсека, съставена от кристализиращо бяло джудже, спътник на известната преди това тройна HD 190412“, пишат международен екип от астрономи, ръководен от Александър Венър от университета на Южен Куинсланд в Австралия.
„Това е първото кристализиращо бяло джудже, чиято обща възраст може да бъде външно определена, факт, който използваме, за да се опитаме емпирично да измерим забавеното охлаждане, причинено от кристализацията на ядрото."
Всички неща във Вселената се променят. Всяка звезда, която на небесния свод, сияеща ярко със своята светлина, генерирана от атомен синтез, един ден изчерпва горивото си и тогава е време да се превърне в нещо ново.
Когато горивото свърши, външният материал на звездата се изтласква в пространството, а ядрото, което вече не се поддържа от външното налягане, осигурявано от термоядрения синтез, се свива в ултраплътен обект с размерите колкото Земята (или Луната), но с маса колкото 1,4 слънца.
Материята в звездите „бели джуджета“ е силно компресирана, но е възпрепятствана от по-нататъшен, заради налягането на електронното израждане. Тъй като два електрона не могат да заемат еднакви състояния, това предпазва бялото джудже от това да стане още по-плътно, нещо, което пък се наблюдава при неутронните звезди или черните дупки.
Cosmic Metamorphosis: White Dwarf Stars Forge Celestial Diamond Crystals https://t.co/DXiQRxE3y0 pic.twitter.com/naIJmqjHsr
— THE INTEL DROP (@the_inteldrop) June 12, 2023
Белите джуджета са тъмни, но въпреки това блестят с остатъчна топлина. С течение на времето се охлаждат и когато загубят цялата си топлина се превръщат в студени бучки кристализиран въглерод, които учените са нарекли „черни джуджета“.
Изчисленията показват, че този процес отнема около квадрилион години (това е милион милиарда години) и тъй като Вселената е само на около 13,8 милиарда години, не очакваме да открием такова скоро.
Това, което можем да направим, е да установим признаците на кристализация, започнали в ядрата на белите джуджета около нас.
По време на кристализацията въглеродните и кислородните атоми в бялото джудже спират да се движат свободно и образуват връзки, подреждайки се в кристална решетка. По време на този процес се освобождава енергия, която се разсейва под формата на топлина.
Този процес забавя охлаждането на звездите „бели джуджета“. Това може да се наблюдава през цвета и яркостта на звездата, което я прави да изглежда по-млада, отколкото в действителност е.
Diamond in the Sky: Crystallizing White Dwarf Star Spotted in 'Solar Neighborhood'https://t.co/xS053lALug pic.twitter.com/dv9ekr5qiD
— علماء ومبدعون معاصرون (@olmaa1) June 13, 2023
За да се прецени яркостта на една звезда, трябва да се знае с точност колко далеч е тя - нещо, което е станало много по-възможно през последните години благодарение на звездното картографиране, извършено от мисията Gaia.
Това означава, че сега можем да откриваме кристализиращите бели джуджета с много по-голяма увереност.
Венър и колегите му използвали данни от Gaia, за да търсят звездни системи. В процеса идентифицирали звезди, чиято връзка с други била неясна.
Учените установили, че наскоро открита звезда „бяло джудже“ (не забравяйте, че тези обекти са много тъмни) е гравитационно свързана със система от три звезди, наречена HD 190412.
Откриването на бялото джудже, сега наречено HD 190412 C, превърна системата от три звезди в такава от четири, но това не било всичко. Свойствата му подсказвали, че е в процес на кристализация.
White Dwarf Star Enters Its Crystallization Era, Turning Into A 'Cosmic Diamond'#sirius #alexandervenner #universe #sun #suns #whitedwarfhttps://t.co/dZq2CtyZzi
— Upstract News (@upstractcom) June 11, 2023
Все още не е известно дали този кристал „бяло джудже“ е диамант или не. Плътността на белите джуджета е над 1 милион килограма на кубичен метър, докато плътността на диаманта е около 3500 килограма на кубичен метър.
Другите три звезди в системата позволили на екипа да определи външно възрастта на бялото джудже – нещо, което не е правено преди.
Възрастта на системата е около 7,3 милиарда години, а тази на бялото джудже е около 4,2 милиарда години. Несъответствието е 3,1 милиарда години, което предполага, че скоростта на кристализация е забавила скоростта на охлаждане на бялото джудже с приблизително 1 милиард години, според изследователите.
"Ние мислим, че откриването на тази система само на 32 парсека предполага, че системи подобни на Сириус, съдържащи кристализиращи бели джуджета, вероятно няма да бъдат единичен случай. Бъдещите открития могат да позволят по-точни тестове на модели на кристализация на „бели джуджета", пишат изследователите.
„Според нас, откриването на системата HD 190412 отваря ново поле за разбиране на кристализиращите бели джуджета.“
