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
21.03.2019

Али Гасанов: Решение Нурсултана Назарбаева обеспечит благополучное будущее казахского народа

21.03.2019

Завтра в Баку будет в основном без осадков

21.03.2019

В Бирмингеме мужчина атаковал четыре мечети

21.03.2019

США могут приостановить подготовку к поставке F-35 в Турцию

21.03.2019

Армянское лобби пытается сделать своего человека президентом США?

21.03.2019

Радована Караджича отправили в тюрьму на всю жизнь

21.03.2019

Британка стала зависимой от загара после отпуска в Турции

21.03.2019

Генетики задумали клонировать Месси

21.03.2019

США могут приостановить подготовку к поставке F-35 в Турцию

21.03.2019

Глава минфина США посетит Китай

21.03.2019

Первый вице-президент Азербайджана Мехрибан Алиева поздравила Даригу Назарбаеву

21.03.2019

Во Франции пилота истребителя катапультировало при взлете

21.03.2019

В Турции задержан террорист ИГИЛ

21.03.2019

ВС Армении вновь обстреляли азербайджанские села из пулеметов

21.03.2019

Cколько преемников у Елбасы

21.03.2019

На ядерном полигоне КНДР произошло землетрясение

21.03.2019

США перебросили в Европу стратегические бомбардировщики

21.03.2019

Торговая война Трампа может стоить американцам триллион долларов

21.03.2019

Туск: саммит ЕС поддержит Украину в связи с пятилетием вхождения Крыма в РФ

21.03.2019

В Азербайджане наступила весна

21.03.2019

США приняли важное решение по доллару

21.03.2019

Германия может депортировать беженцев в другие страны ЕС

21.03.2019

Назарбаев: уйти в отставку, не отходя от дел

21.03.2019

Пашинян пытается шантажировать "Газпром" - ПОДРОБНОСТИ

21.03.2019

РФ и ООН обсудили стратегию устойчивого развития до 2030 года

21.03.2019

ЕС назвал условие отсрочки Brexit

20.03.2019

Мнение Назарбаева будет иметь особое значение в стратегических вопросах - Токаев

20.03.2019

Что известно о новом спикере сената Казахстана Дариге Назарбаевой

20.03.2019

В Азербайджане перевернулась машина ДПС, есть пострадавший

20.03.2019

Обнародован прогноз погоды на завтра

20.03.2019

Глава Минобороны Азербайджана едет в Пакистан

20.03.2019

Дочь Назарбаева избрана спикером сената Казахстана

20.03.2019

Поздравление Президента Ильхама Алиева азербайджанскому народу по случаю Новруз байрамы 

20.03.2019

Пожар в Баку: эвакуированы 12 человек

20.03.2019

Токаев вступил в должность президента Казахстана

20.03.2019

ВС Армении нарушили режим прекращения огня 29 раз за сутки

20.03.2019

Зонд НАСА раскрыл секрет рождения и родину "астероида судного дня"

20.03.2019

Эрдоган: Между организаторами терактов в Новой Зеландии и ИГ нет разницы

20.03.2019

Жвачку Фергюсона продали за целое состояние

20.03.2019

Полиция задержала еще одного подозреваемого в стрельбе в Утрехте

20.03.2019

Instagram начал тестировать новую функцию совершения онлайн-покупок

20.03.2019

В США намерены построить самый мощный в стране суперкомпьютер

20.03.2019

Записка стрелка-турка из Голландии указывает на терракт

20.03.2019

Александр Охрименко: Азербайджану необходимо более тесно сотрудничать и США, и с ОПЕК

20.03.2019

Покупка Disney активов 21st Century Fox сделает детей Мердока миллиардерами

20.03.2019

Шестерых участников "полета" к Луне заперли на четыре месяца

20.03.2019

Опубликовано фото новейшего российского пулемета - ФОТО

20.03.2019

Конор Макгрегор надеется на реванш с Хабибом Нурмагомедовым

20.03.2019

Китай хочет исключить закупки Boeing 737 MAX из торговых переговоров с США

20.03.2019

Азербайджан отмечает праздник Новруз