_ Cristalele plutitoare încetinesc îmbătrânirea stelară. Pentru unele stele, acest lucru poate întârzia moartea cu miliarde de ani

Imaginați-vă că jarul unui foc de tabără se estompează încet în timp. Aceasta este soarta cu care se confruntă majoritatea vedetelor din univers. După ce combustibilul lor nuclear este cheltuit, 98% dintre stele, inclusiv soarele nostru, vor deveni în cele din urmă pitice albe. Se crede că aceste rămășițe mici și dense se răcesc pur și simplu, devenind din ce în ce mai slabe pe măsură ce universul îmbătrânește.

În 2019, astronomii au descoperit un grup de pitice albe care au încetat în mod misterios să se răcească. Aceste stele „veșnic tinere” rămân la o temperatură de suprafață aproape constantă timp de cel puțin opt miliarde de ani — o perioadă incredibilă de timp, având în vedere că universul are 13,8 miliarde de ani.

Ceva alimentează aceste stele din înăuntru, dar având în vedere că au rămas fără sursa de combustibil nuclear, oamenii de știință nu erau siguri ce ar putea să-i țină să strălucească atât de puternic. Cercetarea noastră, publicată recent în Nature, prezintă soluția la această enigma.

Folosind informațiile culese de observatorul spațial Gaia al Agenției Spațiale Europene, cercetătorii au descoperit că unele pitice albe se opresc în esență să se răcească.

Prin studierea modului în care piticele albe sunt distribuite în funcție de temperatură (de la cald la rece) în datele Gaia, astronomii au observat o acumulare de pitice albe la temperaturi intermediare. Acest lucru indică faptul că unele pitice albe petrec mai mult timp la aceste temperaturi intermediare – cu opt miliarde de ani mai mult decât se credea posibil.

Piticile albe sunt ciudate. O simplă linguriță de material din miezul lor cântărește câteva tone. Sub astfel de densități extreme, materia se poate comporta ciudat. Chiar dacă interioarele piticelor albe sunt fierbinți de milioane de grade, densitatea este suficient de mare încât să poată îngheța într-o stare solidă. Ele formează cristale din carbonul, oxigenul și alte elemente prezente în interiorul lor.

Formarea acestor cristale începe în mod normal în centrul stelei, unde densitatea este cea mai mare. Pe măsură ce piticul alb se răcește, se formează mai multe cristale în straturi succesive, până când aproape întreaga stea este complet solidă.

Cu toate acestea, această cristalizare din interior spre exterior nu se aplică tuturor piticelor albe. Am descoperit că cele mai grele elemente prezente la piticele albe sunt expulzate din cristale pe măsură ce se formează, la fel cum sarea este expulzată din cristalele de gheață atunci când apa de mare îngheață.

Cristalele devin mai puțin dense decât împrejurimile lor și plutesc. sus ca cuburi de gheață într-un pahar cu apă. Deoarece cristalele nu stau pe loc, miezul nu poate îngheța pur și simplu din interior spre exterior.

Mișcările create de cristalele plutitoare remaniază straturile chimice din interiorul stelei. Treptat, cele mai grele elemente sunt transportate spre centru. Acest lucru eliberează un flux constant de energie gravitațională care menține steaua să strălucească la o temperatură aproape constantă timp de miliarde de ani.

Cristalele plutitoare pot întrerupe procesul de îmbătrânire stelară, oferind o sursă finală de energie stelelor altfel moarte.

Până acum, această pauză de răcire a fost identificată în mod concludent doar pentru o mică parte din populația de pitice albe. Masele mari și compozițiile deosebite ale acestor pitice albe anormale sugerează că au avut istorii destul de violente. Cel mai probabil, acestea sunt produsele fuziunilor stelare – evenimente în care două stele se ciocnesc și se combină.

Dar acesta poate fi doar vârful aisbergului. Pe baza descoperirilor noastre, bănuim că aproape toate piticele albe, și nu doar cele îmbinate, experimentează o pauză de răcire în timpul evoluției lor. Cu toate acestea, această pauză de răcire mai universală ar fi mult mai scurtă decât întreruperea de mai multe miliarde de ani studiată până acum.

Observațiile sunt în curs pentru a încerca să identifice această pauză mai scurtă de răcire în restul populației de pitice albe.

Aceste descoperiri au implicații pentru arheologia stelară. Cu cât pitica albă este mai rece, cu atât trebuie să fie mai bătrână. Așa cum arheologii folosesc datarea cu carbon-14 pentru a determina vârsta artefactelor și pentru a reconstrui istoria unui oraș sau a unei civilizații, astronomii se bazează pe răcirea piticii albe pentru a măsura vârstele stelelor și pentru a înțelege istoria galaxiei noastre Calea Lactee.

Descoperirea noastră face acest lucru mai complicat. O pitică albă cu o anumită temperatură ar putea fi cu miliarde de ani mai veche decât se presupunea inițial din cauza formării acestor cristale plutitoare. Cheia acum este să ne dăm seama care stele experimentează această pauză de răcire și care nu.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)