Naše slnko sa po smrti stane pevným kryštálom a pripojí sa k miliardám ďalších

(University of Warwick/Mark Garlick)

Dlho potom, čo fúzia vybledla a jej pece vychladli, žeravé uhlíky nášho Slnka vytvoria obrovský kryštál visiaci na oblohe – jeden z nespočetných kryštálov rozsypaných po celej našej galaxii.

Astronómovia našli dôkaz, že masívne biele trpaslíky tuhnú do kovových kryštálov skôr v dôchodku. Odhliadnuc od poetických opisov, mohlo by to spochybniť spôsob výpočtu veku niektorých najstarších objektov vo vesmíre.

Pomocou údajov zo satelitu Gaia Európskej vesmírnej agentúry našli výskumníci z Veľkej Británie, Kanady a USA podporu pre 50-ročná hypotéza opisujúce štádiá, ktorými mnohé hviezdy prechádzajú, kým skončia svoj život ako kryštály.



'Toto je prvý priamy dôkaz, že bieli trpaslíci kryštalizujú alebo prechádzajú z kvapaliny do pevnej látky,' hovorí fyzik Pier-Emmanuel Tremblay z University of Warwick.

'Pred päťdesiatimi rokmi sa predpovedalo, že by sme mali pozorovať nárast počtu bielych trpaslíkov pri určitých jasoch a farbách v dôsledku kryštalizácie a až teraz to bolo pozorované.'

Zatiaľ čo masívne hviezdy oveľa väčšie ako naše vlastné zhasínajú s ranou, väčšina sĺnk vo vesmíre má skôr priemernú hmotnosť, vďaka čomu starnú oveľa tichšie.

Akonáhle dôjde vodík, hviezdy ako naše Slnko začnú chladnúť a sťahovať sa. To poskytuje krátky príval energie, ktorý rozfúka jeho atmosféru do obrovských rozmerov a pošle s ňou veľké množstvo tepla.

Medzitým sa jeho jadro stále zmenšuje a vytláča hélium do ešte ťažších prvkov, ako je uhlík a kyslík.

Konečným výsledkom je a biely trpaslík – guľa veľkosti Zeme taká hustá, malá 1 cm3časť jeho jadra by vážila okolo 10 ton.

Konečným osudom týchto vlažných sŕdc umierajúcich hviezd bude nakoniec zamrznutá mŕtvola nazývaná čierny trpaslík.

Vzhľadom na to, ako dlho trvá, kým sa bieli trpaslíci ochladia, málokto (ak vôbec nejaký) by mal tento bod ešte dosiahnuť. Nájdenie jedného by zásadne zmenilo spôsob, akým sme uvažovali o veku vesmíru.

Ale ako sa biely trpaslík zbavuje tepla? Vnútorná mechanika má veľký vplyv na to, ako teplo presakuje smerom k povrchu, a je už dlho predmetom diskusie.

Hlboko vo vnútri bieleho trpaslíka sa jeho elektróny voľne pohybujú, prekĺznu cez chvejúci sa dav uhlíkových a kyslíkových jadier a pomaly prenášajú teplo smerom k jeho vodivejšiemu povrchu.

Teoreticky pri teplote okolo 10 miliónov stupňov už nie je dostatok energie na to, aby umožnila kladným jadrám v jadre presunúť sa z polohy. Uzamknú sa na mieste a vytvoria obrovskú kryštalickú štruktúru, ktorá uvoľňuje značné množstvo energie.

Celá otázka je otázkou načasovania. In malých bielych trpaslíkov kryštalizácia sa zhoduje s procesom, ktorý spája jadro s vonkajšími vrstvami, čo umožňuje ľahké uvoľnenie tepelnej energie. Po pripojení sa hviezda ochladí pomerne efektívne.

Oveľa ťažšie hviezdy sú skôr záhadou. Hľadanie dôkazov o ich vlastnej sekvencii bolo ťažké, a to ako vďaka malej veľkosti bielych trpaslíkov vo všeobecnosti, tak aj menej zreteľnému chladiacemu podpisu masívnejších odrôd.

Výskumníci zhromaždili údaje o viac ako 15 000 objektoch, ktoré sú pravdepodobne bielymi trpaslíkmi, a to všetko vo vzdialenosti približne 300 svetelných rokov od Zeme. Po porovnaní ich hmotností a veku zistili, že hviezd s určitou jasnosťou a farbou je viac, než by malo byť.

Tento vzor sa úhľadne spája s teoretickými predpoveďami opisujúcimi, ako bieli trpaslíci danej hmotnosti vydávajú svoje teplo, čo naznačuje, že kryštalizácia nastáva oveľa skôr u bielych trpaslíkov s hmotnosťou, ktorá presahuje naše vlastné Slnko.

'Všetci bieli trpaslíci sa v určitom bode svojho vývoja vykryštalizujú, hoci masívnejší bieli trpaslíci prejdú týmto procesom skôr,' hovorí Tremblay .

'To znamená, že miliardy bielych trpaslíkov v našej galaxii už dokončili proces a sú to v podstate krištáľové gule na oblohe.'

Potvrdenie tohto modelu má dosť veľké dôsledky na starnutie niektorých z najbežnejších objektov v Mliečnej dráhe.

Kryštalizácia, ku ktorej dochádza skôr, ako bieli trpaslíci stihnú toto teplo vyfúknuť, je brzdený ich chladiacim procesom, čo spomaľuje proces starnutia až o 2 miliardy rokov.

Nielenže výskumníci našli kryštalizačné sady na začiatku u ťažkých bielych trpaslíkov, ale pri uvoľnení tepla sa stratilo oveľa viac energie, ako sa očakávalo.

'Veríme, že je to spôsobené tým, že kyslík najskôr kryštalizuje a potom klesá do jadra, čo je proces podobný sedimentácii na dne rieky na Zemi,' hovorí Tremblay .

Astronómom tento nález poskytuje pozorovania, ktoré môžu pomôcť potvrdiť, ako sa hviezdy ako naše vlastné Slnko v priebehu času menia, čo nám dáva oveľa lepšiu predstavu o vývoji našej galaxie.

My ostatní môžeme hľadieť do vesmíru a oceniť, že medzi horiacimi pecami hviezdneho prachu je ešte viac drahokamov, ako sme si kedy predstavovali.

Tento výskum bol publikovaný v r Príroda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.