O stea pitică albă intră într-o epocă a cristalizării și se transformă într-un „diamant cosmic”: ScienceAlert

Pentru noi, stelele pot fi ca niște bijuterii tăiate, sclipind rece pe întunericul catifelat al cerului nopții. Și pentru unii dintre ei, asta ar putea fi oarecum adevărat.

Când un anumit tip de stea moartă se răcește, se solidifică treptat și se cristalizează. Astronomii au găsit unul care face exact asta în curtea noastră cosmică, o pitică albă făcută în principal din carbon și oxigen metalic la doar 104 ani lumină distanță, iar profilul său de masă termică indică faptul că centrul stelei se transformă într-un „diamant cosmic” dens, solid. ” din carbon și oxigen. amorf.

Descoperirea este detaliată într-o lucrare acceptată Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomie Pre-print este disponibil pe site arXiv.

„În această lucrare, raportăm descoperirea unui nou sistem cvadruplu asemănător lui Sirius la o distanță de 32 de parsecs, constând dintr-o pitică albă cristalizată însoțitoare, cunoscută anterior, Triple HD 190412.” Introduceți o echipă internațională de astronomi Condus de Alexander Fenner de la Universitatea din Southern Queensland din Australia.

„Prin asocierea cu acești însoțitori de secvență principală, aceasta este prima pitică albă cristalizată a cărei durată totală de viață poate fi constrânsă extern, fapt de care profităm încercând să măsurăm experimental întârzierea de răcire cauzată de cristalizarea nucleului piticii albe.”

Toate lucrurile din univers trebuie să se schimbe. Fiecare stea atârnată pe cer, sclipitoare de lumină generată de fuziunea atomică, va rămâne într-o zi fără combustibil pentru focul său și va evolua în ceva nou.

Pentru marea majoritate a stelelor – cele mai mici de opt ori masa Soarelui, inclusiv Soarele – acel lucru este o stea pitică albă.

Când combustibilul se epuizează, materia exterioară a stelei este propulsată în spațiul înconjurător, iar miezul rămas, care nu mai este susținut de presiunea exterioară furnizată de fuziune, se prăbușește într-un corp super-dens, aproximativ de dimensiunea Pământului (sau a Lunii). !), dar la o masă de 1,4 sori.

Materia din stelele pitice albe este foarte comprimată, dar este împiedicată să se prăbușească și mai mult de ceva numit presiune de degenerare a electronilor. Nu există doi electroni care pot ocupa stări identice, iar acest lucru împiedică pitica albă să devină mai masivă, așa cum se vede într-o stea neutronică sau o gaură neagră.

Stelele pitice albe sunt slabe, dar încă strălucesc cu căldură reziduală. De-a lungul timpului, se răcesc și se așteaptă să evolueze în ceea ce se numesc stele pitice negre atunci când își pierd toată căldura și devin o masă rece de carbon cristalizat.

Calculele arată că acest proces durează aproape prea mult cvadrilioane de ani (asta acum un milion de miliarde de ani); Întrucât universul are doar 13,8 miliarde de ani, nu ne așteptăm să-l găsim prea curând.

Ceea ce putem face este să identificăm semnele de cristalizare care încep în nucleele piticelor albe pe care le vedem în jurul nostru.

În timpul cristalizării, atomii de carbon și oxigen din interiorul piticii albe încetează să se miște liber și formează legături, aranjandu-se într-o rețea cristalină. În timpul acestui proces este eliberată energie, care este disipată sub formă de căldură.

Acest lucru are ca rezultat un fel de platou sau încetinire a răcirii stelelor pitice albe, care poate fi văzută în culoarea și luminozitatea stelei, făcând-o să pară mai mică decât este în realitate.

Pentru a măsura cu precizie luminozitatea unei stele, trebuie să știi cu exactitate cât de departe este aceasta, lucru care a devenit mai posibil în ultimii ani datorită cartografierii stelare de înaltă rezoluție realizată de misiunea Gaia.

Aceasta înseamnă că acum putem recunoaște cu mai multă încredere cristalizarea piticelor albe.

Fenner și colegii săi au folosit datele Gaia pentru a căuta mai multe sisteme stelare, identificând stele a căror asociere cu altele poate fi neclară.

Și au descoperit că o stea pitică albă descoperită recent (amintiți-vă că aceste lucruri sunt foarte slabe) era legată gravitațional de ceea ce se credea a fi Sistem cu trei steleetichetat HD 190412.

Descoperirea piticii albe, numită acum HD 190412 C, a făcut ca tripletul să fie cvadruplu, dar se întâmplau mai multe. Proprietățile sale indică faptul că suferă un proces de cristalizare.

Fie sau nu Cristal de diamant pitic alb Necunoscut Densitatea piticelor albe este de aproximativ 1 milion de kilograme pe metru cub, în ​​timp ce densitatea diamantelor este de aproximativ 3500 de kilograme pe metru cub. alotropi mai densi de carbon sunt prezente; Pe de altă parte, există o mulțime de diamante care plutesc în spațiu.

Celelalte trei stele din sistem au permis echipei să limiteze în exterior vârsta piticii albe – ceva ce nu fusese făcut înainte pentru o cunoscută pitică albă amorfă.

Vechimea sistemului este de aproximativ 7,3 miliarde de ani. Vârsta piticii albe pare să fie de aproximativ 4,2 miliarde de ani. Cercetătorii spun că discrepanța este de 3,1 miliarde de ani, ceea ce indică faptul că rata de cristalizare a încetinit rata de răcire a piticii albe cu aproximativ un miliard de ani.

În sine, datarea nu este suficientă pentru a schimba modelele noastre de cristalizare a unei pitice albe, dar descoperirea și apropierea acesteia de Pământ sugerează că ar putea exista multe astfel de sisteme pe care le putem exploata pentru a măsura acest proces fascinant.

„Sugerăm că descoperirea acestui sistem la doar 32 de parsecs indică faptul că sistemele asemănătoare lui Sirius care conțin pitice albe cristalizate sunt probabil să fie numeroase. Descoperirile viitoare ar putea permite astfel teste mai puternice ale modelelor de cristalizare a piticelor albe”. scriu cercetătorii.

„Concluzionam că descoperirea sistemului HD 190412 a deschis o nouă cale pentru înțelegerea cristalizării piticelor albe”.

Căutare acceptată Anunțuri lunare ale Societății Regale de Astronomieși este disponibil la arXiv.