Beyaz cüce yıldız kristalleşme çağına giriyor ve ‘kozmik bir elmasa’ dönüşüyor: ScienceAlert

Bizim için yıldızlar, gece gökyüzünün kadifemsi karanlığında soğuk bir şekilde parıldayan kesilmiş mücevherler gibi olabilir. Ve bazıları için bu biraz doğru olabilir.

Belirli bir tür ölü yıldız soğuduğunda, yavaş yavaş katılaşır ve kristalleşir. Astronomlar, kozmik arka bahçemizde, sadece 104 ışıkyılı uzaklıkta, esas olarak karbon ve metalik oksijenden yapılmış bir beyaz cüce buldular ve termal kütle profili, yıldızın merkezinin yoğun, katı, “kozmik bir elmasa” dönüştüğünü gösteriyor. “karbon ve oksijenden yapılmıştır. amorf.

Keşif, kabul edilen bir makalede ayrıntılı olarak anlatılıyor Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri Ön baskı web sitesinde mevcuttur arXiv.

“Bu çalışmada, daha önce bilinen Triple HD 190412’ye eşlik eden kristalize bir beyaz cüceden oluşan, 32 parseklik bir mesafede yeni bir Sirius benzeri dörtlü sistemin keşfini bildiriyoruz.” Uluslararası bir gökbilimciler ekibi yazın Avustralya’daki Güney Queensland Üniversitesi’nden Alexander Fenner tarafından yönetiliyor.

“Bu ana dizi refakatçileri ile ilişkisi nedeniyle, bu, toplam ömrü harici olarak sınırlandırılabilen ilk kristalize beyaz cücedir; bu gerçek, beyaz cücenin çekirdeğinin kristalleşmesinin neden olduğu soğuma gecikmesini deneysel olarak ölçmeye çalışmanın avantajlarından yararlandığımız bir gerçektir.”

Evrendeki her şey değişmek zorundadır. Atomik füzyonun ürettiği ışıkla parıldayan gökyüzünde asılı duran her yıldızın ateşi için yakıtı bir gün bitecek ve yeni bir şeye dönüşecektir.

Yıldızların büyük çoğunluğu için – Güneş de dahil olmak üzere kütlesi Güneş’in sekiz katından az olanlar – bu şey bir beyaz cüce yıldızdır.

Yakıt bittiğinde, yıldızın dış maddesi çevreleyen boşluğa sızar ve artık füzyon tarafından sağlanan dış basınçla desteklenmeyen kalan çekirdek, yaklaşık Dünya (veya Ay! ), ancak 1.4 güneş kütlesinde.

Beyaz cüce yıldızlardaki madde oldukça sıkıştırılmıştır, ancak elektron yozlaşma basıncı adı verilen bir şey tarafından daha fazla çökmesi engellenir. İki elektron aynı durumları işgal edemez ve bu, beyaz cücenin bir nötron yıldızı veya karadelikte görüldüğü gibi daha büyük kütleli hale gelmesini engeller.

Beyaz cüce yıldızlar sönüktür, ancak artık ısıyla parlamaya devam ederler. Zamanla soğurlar ve tüm ısılarını kaybedip soğuk bir kristalize karbon kütlesi haline geldiklerinde kara cüce yıldızlar olarak adlandırılan yıldızlara dönüşmeleri beklenir.

Hesaplamalar, bu sürecin neredeyse çok uzun sürdüğünü gösteriyor. katrilyon yıl (bu bir milyon milyar yıl öncedir); Evren sadece 13,8 milyar yaşında olduğundan, onu yakın zamanda bulmayı beklemiyoruz.

Yapabileceğimiz şey, etrafımızda gördüğümüz beyaz cücelerin çekirdeklerinde başlayan kristalleşme belirtilerini tespit etmektir.

Kristalleşme sırasında, beyaz cücenin içindeki karbon ve oksijen atomları serbestçe hareket etmeyi bırakır ve bağlar oluşturarak kendilerini bir kristal kafes şeklinde düzenler. Bu işlem sırasında ısı şeklinde dağılan enerji açığa çıkar.

Bu, beyaz cüce yıldızların soğumasında, yıldızın renginde ve parlaklığında görülebilen ve gerçekte olduğundan daha küçük görünmesine neden olan bir tür plato veya yavaşlama ile sonuçlanır.

Bir yıldızın parlaklığını doğru bir şekilde ölçmek için, tam olarak ne kadar uzakta olduğunu bilmeniz gerekir; bu, son yıllarda Gaia misyonu tarafından gerçekleştirilen yüksek çözünürlüklü yıldız haritalama sayesinde daha da mümkün hale geldi.

Bu, artık beyaz cücelerin kristalleşmesini daha güvenli bir şekilde tanıyabileceğimiz anlamına gelir.

Fenner ve meslektaşları, başkalarıyla ilişkisi belirsiz olabilecek yıldızları belirleyerek, çoklu yıldız sistemlerini aramak için Gaia verilerini kullanıyorlar.

Ve yakın zamanda keşfedilen bir beyaz cüce yıldızın (bu şeyin çok sönük olduğunu unutmayın) olduğu düşünülen şeye kütleçekimsel olarak bağlı olduğunu buldular. Üç yıldız sistemietiketli HD 190412.

Şimdi HD 190412 C olarak adlandırılan beyaz cücenin keşfi, üçlüyü dört katına çıkardı, ancak daha fazlası da vardı. Özellikleri, kristalleşme sürecinden geçtiğini gösterir.

Olsun ya da olmasın Beyaz cüce elmas kristali Bilinmiyor Beyaz cücelerin yoğunluğu metreküp başına yaklaşık 1 milyon kilogram iken, elmasın yoğunluğu metreküp başına yaklaşık 3500 kilogramdır. daha yoğun allotroplar karbon mevcuttur; Öte yandan, uzayda yüzen bir sürü elmas var.

Sistemdeki diğer üç yıldız, ekibin beyaz cücenin yaşını harici olarak kısıtlamasına izin verdi – bu, bilinen şekilsiz bir beyaz cüce için daha önce yapılmamış bir şeydi.

Sistemin yaşı yaklaşık 7,3 milyar yıldır. Beyaz cücenin yaşı yaklaşık 4,2 milyar yıl gibi görünüyor. Araştırmacılar, tutarsızlığın 3,1 milyar yıl olduğunu söylüyorlar, bu da kristalleşme hızının beyaz cücenin soğuma hızını yaklaşık bir milyar yıl yavaşlattığını gösteriyor.

Tek başına, tarihleme, bir beyaz cücenin kristalleşme modellerimizi değiştirmek için yeterli değildir, ancak keşif ve onun Dünya’ya yakınlığı, bu büyüleyici süreci ölçmek için yararlanabileceğimiz daha birçok sistem olabileceğini düşündürmektedir.

“Bu sistemin yalnızca 32 parsekte keşfedilmesinin, kristalize beyaz cüceler içeren Sirius benzeri sistemlerin muhtemelen çok sayıda olduğunu gösterdiğini öne sürüyoruz. Bu nedenle gelecekteki keşifler, beyaz cüce kristalleşme modellerinin daha güçlü testlerine izin verebilir.” araştırmacıları yaz.

“HD 190412 sisteminin keşfinin, beyaz cücelerin kristalleşmesini anlamak için yeni bir yol açtığı sonucuna vardık.”

Arama kabul edildi Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimlerive şu adreste mevcuttur: arXiv.