Астрономы увидели, как погасшие звёзды превращаются в кристаллы

12:30 / 12.01.2019

Новейшие наблюдения учёных доказывают, что белые карлики со временем превращаются в кристаллы. Это значит, что Вселенная насыщена огромными "драгоценными камнями", в которые превратились звёзды, исчерпавшие запасы топлива.

Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в журнале Nature группой во главе с Пьером-Эммануэлем Тремблеем (Pier-Emmanuel Tremblay) из Уорикского университета в Великобритании, передает Strategiya.az со ссылкой на Вести.

Напомним, что звезда, недостаточно массивная, чтобы завершить жизнь во вспышке сверхновой, после исчерпания термоядерного топлива медленно сбрасывает оболочку. На месте былого светила остаётся его остывающее ядро. В телескопы подобные объекты видны как маленькие белые звёздочки, поэтому их и называют белыми карликами.

Плотность этих небесных тел впечатляет: кубический сантиметр такой материи, который мог бы поместиться на кончике пальца, весит около десяти тонн. Поэтому белые карлики считаются естественной лабораторий, подходящей для изучения поведения вещества в экстремальных условиях.

"Такой эксперимент со сверхплотной материей просто невозможно выполнить ни в одной лаборатории на Земле", - констатирует Тремблей.

Несмотря на огромную плотность, вещество белого карлика ведёт себя как жидкость. Ядра атомов не образуют упорядоченной структуры, а расположены хаотично. (Отметим, что электроны свободно перемещаются по всему небесному телу, как в металле).

Около 50 лет назад теоретики рассчитали, что со временем каждый белый карлик превращается в кристалл. Когда температура его недр падает до 10 миллионов градусов, он "замерзает", как вода при превращении в лёд. Атомные ядра выстраиваются в строгую кристаллическую решётку.

Но как проверить такой теоретический прогноз? Как сказал бы герой известного фильма, нельзя просто взять и посмотреть, что внутри у белого карлика. "Карликоходы", способные пролететь межзвёздные расстояния, опуститься на объект с температурой поверхности 10 тысяч градусов и пробурить скважину в "грунте" плотностью в тонны на кубический сантиметр, пока не предусмотрены ни одной космической программой.

К счастью, сама теория и подсказывает способ проверки. Эксперты знают, какой цвет и светимость должен иметь белый карлик определённой массы в том или ином возрасте. Это связано с темпами его остывания.

Но при кристаллизации недр небесного тела из них выделяется дополнительное тепло. Поэтому кристаллизовавшаяся "бывшая звезда" должна, так сказать, отставать от графика остывания на целый миллиард лет. Следовательно, кристаллизовавшиеся белые карлики будут иметь иной цвет и светимость, чем им положено по габаритам.

Таким образом, чтобы проверить гипотезу о кристаллизации, нужно пронаблюдать достаточно много белых карликов и определить их цвет и светимость.

Цвет светила легко определить по его спектру. Измерить светимость гораздо сложнее: для этого нужно знать не только видимую яркость тела, но и расстояние до него. Именно этих данных астрономам не хватало целых полвека. А теперь на помощь пришёл космический картограф "Гайя".

"До Гайи у нас было сто-двести белых карликов с точно известным расстоянием [до них] и яркостью. Теперь [их] у нас двести тысяч", - делится радостью Тремблей.

 

Данные о внутреннем строении белого карлика помогут лучше определять возраст звёзд.
.

Для своего исследования авторы отобрали 15 тысяч белых карликов в радиусе 300 световых лет от Земли с массами от 0,9 до 1,1 солнечной. Обработав данные, они обнаружили множество светил, у которых остывание замедлилось как раз тогда, когда, согласно прогнозам, должна была наступить кристаллизация.

"Это первое прямое доказательство того, что белые карлики кристаллизуются, или переходят из жидкого состояния в твёрдое. Пятьдесят лет назад было предсказано, что мы должны наблюдать увеличение количества белых карликов определённой яркости и цвета из-за кристаллизации, и только сейчас это мы это наблюдали", - говорит Тремблей.

Согласно теории, каждый белый карлик рано или поздно "затвердевает", хотя тяжёлые светила входят в эту стадию раньше лёгких.

"Это означает, что миллиарды белых карликов в нашей галактике уже завершили процесс [кристаллизации] и по сути являются кристаллическими сферами на небе. Солнце станет кристаллическим белым карликом примерно через десять миллиардов лет", - делится подробностями учёный.

Однако авторы не просто подтвердили давний теоретический прогноз. Они обнаружили и новое явление.

Дело в том, что поверхность "затвердевших" белых карликов оказалась слишком горячей, чтобы объяснить это только теплом, выделившимся при кристаллизации.

Этому предложили следующее объяснение. Сначала в кристаллическую фазу переходит кислород. Под действием собственной тяжести он погружается глубже в ядро белого карлика и вытесняет более лёгкий и всё ещё "жидкий" углерод ближе к поверхности. Трение этих потоков вещества дополнительно разогревает небесное тело.

К слову, похожий процесс делает горячими недра нашей планеты, когда тяжёлые элементы (в частности, железо) опускаются в ядро, выталкивая более лёгкие вещества во внешние слои мантии.

Полученные результаты важны не только для понимания эволюции белых карликов и поведения экстремально плотной материи. Взаимосвязь между светимостью, цветом и возрастом белого карлика часто используется для определения "даты рождения" окрестных звёзд. Новые данные позволят уточнить эту методику и более уверенно судить о возрасте разных частей Галактики.

"Мы сделали большой шаг вперёд в выяснении точного возраста этих "холодных" белых карликов и, следовательно, древних звёзд Млечного Пути. Большая часть заслуг в этом открытии принадлежит наблюдениям "Гайи". Благодаря точным измерениям, на которые она способна, мы изучили недра белых карликов с такой детальностью, которую никогда не надеялись получить", - признаётся Тремблей.


Etiket:

Strategiya.az

НОВОСТНАЯ ЛЕНТА
16.06.2019

Тереза Мэй сказала, чем займется после оставки

16.06.2019

Иран представит доклад по сокращению обязательств в рамках ядерной сделки

16.06.2019

Рейс Таллин - Вена вернулся в аэропорт из-за неисправности самолета

16.06.2019

Завтра в Азербайджане будет до 38 градусов тепла

16.06.2019

Кому в Иране выгоден экономический кризис?

16.06.2019

В Азербайджане убили сына известного спортсмена

16.06.2019

Определился временный чемпион мира по боксу

16.06.2019

В Азербайджане произошло землетрясение

16.06.2019

Великобритания призвала Иран освободить сотрудницу фонда Thomson Reuters
 

16.06.2019

Турция желает развивать отношения со всеми регионами мира - Эрдоган

16.06.2019

Ученые назвали новую опасность фастфуда

16.06.2019

Порошенко обвинили в росте тарифов на Украине

16.06.2019

Бриедис вышел в финал Всемирной боксерской суперсерии

16.06.2019

Италия будет штрафовать за спасение мигрантов

16.06.2019

ДТП в Евлахе: погиб водитель

16.06.2019

В ЕС обсуждают возможность введения санкций против Мадуро
 

16.06.2019

Эксперты рассказали о связи знака зодиака с поиском работы

16.06.2019

ВС Армении продолжают нарушать режим прекращения огня

16.06.2019

«Бавария» согласилась продать Хуммельса «Боруссии»

16.06.2019

Президент Украины порезвился в фонтане - ВИДЕО

16.06.2019

Сирийские войска вернули под контроль стратегические высоты в провинции Хама

16.06.2019

Экс-глава МИД Австрии рассказала о том, как пригласила Путина на свадьбу

16.06.2019

Британского посла вызвали в МИД Ирана из-за заявлений об инциденте в Оманском заливе

16.06.2019

Индия вводит пошлины на американские товары

16.06.2019

Трамп опроверг утверждения об активизации США кибератак на Россию

16.06.2019

Саудовский принц обвинил Иран в атаках на танкеры в Оманском заливе

16.06.2019

ВС Турции нейтрализовали на севере Ирака более 50 террористов

16.06.2019

Какая страна больше всего потратила денег на Вторую мировую?

15.06.2019

Дональд Трамп предрек обвал рынка в случае своего проигрыша на выборах

15.06.2019

Минометная атака по военной базе США в Ираке

15.06.2019

Турция и Узбекистан будут продвигать совместные проекты

15.06.2019

Меркель пообещала больше тратить на оборону

15.06.2019

Президент УЕФА поддержал проведение Лиги Европы в Баку

15.06.2019

Шрёдер назвал законным воссоединение Крыма с Россией

15.06.2019

Нотр-Дам отчитался об отсутствии пожертвований от миллиардеров

15.06.2019

Первый вице-президент Мехрибан Алиева выразила соболезнования семье Халимы Алиевой

15.06.2019

Путин и Эрдоган провели короткую беседу на ногах перед заседанием СВМДА

15.06.2019

Путин подарил Си Цзиньпину мороженое - ВИДЕО

15.06.2019

Новый вид мошенничества выявлен в WhatsApp

15.06.2019

Федор Емельяненко подписал новый контракт с Bellator

15.06.2019

Иран заподозрили в попытке подстрелить американский дрон в Оманском заливе

15.06.2019

ВС Армении устроили очередную провокацию на линии фронта

15.06.2019

В Баку утонул в море один человек, еще один спасен - МЧС

15.06.2019

Британия вслед за США обвинила Иран в атаке на танкеры

15.06.2019

Стали известны доходы Иванки Трамп в 2018 году

15.06.2019

Водитель уснул за рулем и врезался в КАМАЗ

15.06.2019

В США задержали мужчину за попытку проникнуть на территорию Белого дома

15.06.2019

В Twitter высмеяли фото Трампа, размещенное в день его рождения Белым домом

15.06.2019

В Бразилии около 45 миллионов человек протестуют против пенсионной реформы

15.06.2019

Наводнения в Китае унесли жизни 19 человек