Данните, заснети от космическия кораб Gaia на ESA, показаха за първи път как белите джуджета, мъртвите останки от звезди като нашето Слънце, се превръщат в твърди сфери, след като горещият газ вътре в тях се охлади.
Този процес на втвърдяване или кристализация на материал вътре в белите джуджета е бил предвиден преди 50 години, но астрономите не са успели да наблюдават достатъчно от тези обекти, за да видят проба, която разкрива този процес.
„Преди имахме само няколкостотин бели джуджета и много от тях бяха в групи на приблизително една и съща възраст“, казва Пиер-Емануел Трембле от Университета на Уорик, Великобритания, водещ автор на документа, описващ резултатите.
С помощта на Gaia получихме повече информация. Много данни бяха получени от различни обекти с различни разстояния, яркост и цвят. Това са стотици хиляди бели джуджета във външния диск на Млечния път, с различни маси и различни възрасти.
Точно при преценката на разстоянието до тези звезди Гая прави пробив, което позволява на астрономите да измерват истинската си яркост с безпрецедентна точност.
(Основната снимка показва бяло джудже, мъртъв остатък от звезда като нашето Слънце, с кристализирано твърдо ядро.)
Белите джуджета са останките на средни по големина звезди, подобни на нашето Слънце. След като тези звезди изгориха цялото ядрено гориво в сърцевината си, те освободиха външните си слоеве, оставяйки след себе си горещо ядро, което започва да се охлажда.
Тези свръхплътни остатъци все още излъчват топлинно излъчване, докато изстинат и са видими за астрономите като доста слаби обекти. Счита се, че до 97% от звездите в Млечния път в крайна сметка ще се превърнат в бели джуджета, докато най-масивните от тях ще се окажат неутронни звезди или черни дупки.
Промоционално видео:
Охлаждането на бели джуджета отнема милиарди години. След като достигнат определена температура, първоначално горещата материя вътре в сърцевината на звездата започва да кристализира и става твърда. Процесът е подобен на превръщането на течната вода в лед на Земята при нулеви температури, с изключение на това, че температурата, при която се случва това втвърдяване при бели джуджета, е изключително висока -
около 10 милиона градуса по Целзий.
В това проучване астрономите анализирали над 15 000 кандидат-звездни останки на 300 светлинни години от Земята. Гея успя да види тези кристализирани бели джуджета като обособена група.
„Видяхме голям брой бели джуджета с различни цветове и нюанси, които не бяха свързани помежду си по отношение на тяхната еволюция“, казва Пиер-Емануел.
„Разбрахме, че това не е отделна популация от бели джуджета, а ефектът на охлаждане и кристализация, предвиден преди 50 години."
Топлината, отделена по време на този процес на кристализация, който продължава няколко милиарда години, изглежда забавя еволюцията на белите джуджета.
„Белите джуджета традиционно се използват за възрастови датировки на звездни популации, като звездни групи“, обяснява Пиер-Емануел.
„Сега трябва да разработим по-добри модели на кристализация, за да получим по-точни оценки за възрастта на тези системи."
Не всички бели джуджета кристализират с една и съща скорост. По-масивните звезди се охлаждат по-бързо и достигат температури, при които кристализацията става за около милиард години. Белите джуджета с по-малка маса, по-близо до очаквания краен етап на Слънцето, се охлаждат по-бавно, отнемайки до шест милиарда години, за да се превърнат в мъртви твърди сфери.
Слънцето все още има около пет милиарда години, преди да се превърне в бяло джудже, а астрономите смятат, че ще са необходими още пет милиарда години след това, за да се разхлади в крайна сметка до кристална сфера.
„Този резултат подчертава гъвкавостта на Gaia и многобройните й приложения“, казва Тимо Прусти, учен от проекта Gaia в ESA.
