W przyszłości Słońce zamieni się w kryształ

| Astronomia/fizyka
University of Warwick/Mark Garlick

Naukowcy z University of Warwick zdobyli pierwsze bezpośrednie dowody wskazujące, że białe karły – a taką gwiazdą stanie się Słońce po swej śmierci – ulegają krystalizacji, a na nieboskłon pełen jest takich olbrzymich kryształów.

Dokonane przez astronomów obserwacje wskazują, że jądra białych karłów są zbudowane z zestalonego tlenu i węgla, które przeszły przemianę fazową podobną do tej, jaką przechodzi woda zamieniająca się w lód. Proces odbywa się, oczywiście, w znacznie wyższej temperaturze. Ponadto krystalizacja spowalnia stygnięcie gwiazd, a to oznacza, że niektóre białe karły mogą być o miliardy lat starsze niż się obecnie przypuszcza.

Najnowszego odkrycia dokonał zespół doktora Piera-Emmanuela Tremblaya, który korzystał głównie z danych dostarczonych przez satelitę Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Białe karły należą do najstarszych gwiazd we wszechświecie. Są bardzo użyteczne, gdyż astronomowie potrafią obliczać ich wiek, przez co można wykorzystywać je w roli kosmicznych zegarów do szacowania wieku pobliskich gwiazd.
Białe karły powstają po ustaniu reakcji jądrowych w gwiazdach o małej lub średniej masie. Gwiazdy o masie Słońca zamieniają się z czasem w białe karły węglowe lub węglowo-tlenowe.

Pier-Emmanuel Tremblay i jego zespól wybrali 15 000 białych karłów znajdujących się w odległości do około 300 lat świetlnych od Ziemi i przeanalizowali dane dotyczące ich jasności i koloru. Odkryli nadmiar gwiazd o specyficznej jasności i kolorze, których nie można było dopasować ani do grupy o tym samym wieku, ani masie. Gdy przyjrzeli się następnie modelom ewolucji gwiazd okazało się, że dobrze pasują one wysuniętej przed 50 laty hipotezy o możliwości krystalizacji białych karłów. Krystalizacja opóźnia stygnięcie gwiazdy i uczeni z Warwick wyliczyli, że niektóre z białych karłów mogą być nawet o 2 miliardy lat starsze, niż wynikałoby to z ich temperatury.

Wszystkie białe karły krystalizują w pewnym momencie swojej ewolucji. To oznacza, że w naszej galaktyce istnieją miliardy krystalicznych sfer. Samo Słońce stanie się skrystalizowanym białym karłem za około 10 miliardów lat, mówi Tremblay.

W jądrach białych karłów panuje niezwykle wysokie ciśnienie, przez co tworzący je gaz staje się cieczą. Gdy temperatura jądra spadnie do około 10 milionów stopni Celsjusza, rozpoczyna się proces krystalizacji.

Nie tylko zdobyliśmy dowody na energię wydzielaną w procesie krystalizacji, ale zauważyliśmy, że do wyjaśnienia tych zjawisk potrzeba przyjęcia znacznie większego uwalniania energii niż zakładano. Sądzimy, że dzieje się tak, gdyż najpierw krystalizuje tlen, który tonie w rdzeniu. To proces podobny do tworzenia się osadów na dnie rzek. Tonący tlen wypych w górę węgiel i to właśnie ten proces uwalnia dodatkową energię, mówi Tremblay.

Uczony dodaje, że teraz zyskaliśmy dodatkowe dane, które pozwolą lepiej ocenić wiek białych karłów oraz innych gwiazd. Dzięki precyzyjnym pomiarom rozumiemy budowę wnętrza białych karłów tak dobrze, jak nigdy wcześniej. Przed Gaią mieliśmy dokładne dane o odległości i jasności 100-200 białych karłów. Teraz mamy takie dane o 200 000 takich gwiazd.

Autor:

Źródło: University of Warwick

biały karzeł krystalizacja jądro Słońce