Az ESA Gaia űrhajójának adatai először mutatták meg, hogy a fehér törpék, a csillagok halott maradványai, mint a Nap, szilárd gömbökké alakulnak, miután a benne lévő forró gáz lehűlt.
Az anyag megszilárdulásának vagy kristályosodásának a fehér törpék belsejében ezt a folyamatot 50 évvel ezelőtt előre jelezték, ám a csillagászok nem voltak képesek eleget megfigyelni ezeket a tárgyakat, hogy megtekintsék egy mintát, amely feltárja ezt a folyamatot.
"Régebben csak néhány száz fehér törpe volt és sokuk nagyjából azonos korú klaszterekben volt" - mondja Pierre-Emmanuel Tremblay a Warwicki Egyetemen, az Egyesült Királyságban, az eredményt leíró cikk vezető szerzője.
Gaia segítségével több információt kaptunk. Sok adat érkezett különböző tárgyaktól, eltérő távolsággal, fényerővel és színtel. Ez több száz ezer fehér törpe a Tejút külső korongján, különböző tömegű és korú.
Az, hogy pontosan becsülje meg a csillagoktól való távolságot, Gaia áttörést hajt végre, lehetővé téve a csillagászok számára, hogy példátlan pontossággal megmérjék valódi fényerősségüket.
(A főképen egy fehér törpe, egy olyan csillag holt maradványa látható, mint a Nap, kristályosított szilárd maggal.)
A fehér törpék a Napunkhoz hasonló közepes méretű csillagok maradványai. Miután ezek a csillagok elégették a magban levő nukleáris üzemanyagot, felszabadították a külső rétegeiket, és hagytak hátra egy forró magot, amely elkezdi lehűlni.
Ezek a túlméretes maradványok továbbra is hőszigetelést bocsátanak ki, miközben lehűlnek, és a csillagászok számára meglehetősen halvány tárgyakként láthatók. Becslések szerint a Tejútban található csillagok akár 97% -a végül fehér törpékké alakul, míg a legtömegebbek neutroncsillagok vagy fekete lyukak.
Promóciós videó:
A fehér törpék hűtése milliárd évig tart. Miután elértek egy bizonyos hőmérsékletet, a csillag magjában lévő eredetileg meleg anyag kristályosodni kezd, és szilárd anyaggá válik. A folyamat hasonló a folyékony víz jéggé történő átalakulásához a Földön nulla hőmérsékleten, azzal a különbséggel, hogy a fehér törpéknél a megszilárdulás hőmérséklete rendkívül magas -
körülbelül 10 millió Celsius fok.
Ebben a tanulmányban a csillagászok több mint 15 000 csillagjelölt jelölést elemeztek 300 fényévnyire a Földtől. Gaia ezeket a kristályosodó fehér törpeket külön csoportként látta.
„Nagyon sok különböző színű és árnyalatú fehér törpét láttunk, amelyek evolúciójuk szempontjából nem voltak kapcsolatban egymással” - mondja Pierre-Emmanuel.
Rájöttünk, hogy ez nem a fehér törpék különálló populációja, hanem a hűtési és kristályosodási hatás 50 évvel ezelőtt előrejelzése."
A több milliárd évig tartó kristályosodás során felszabaduló hő úgy tűnik, hogy lelassítja a fehér törpék fejlődését.
„A fehér törpeket hagyományosan a csillagpopulációk, például csillagfürtök kora randizására használják” - magyarázza Pierre-Emmanuel.
„Most jobb kristályosítási modelleket kell kidolgoznunk, hogy pontosabb becsléseket kapjunk e rendszerek életkoráról."
Nem minden fehér törpe kristályosodik azonos sebességgel. A masszív csillagok gyorsabban lehűlnek és elérték azt a hőmérsékletet, amelyen körülbelül egymilliárd év alatt megtörténik a kristályosodás. Az alacsonyabb tömegű fehér törpék, közelebb a Nap várható végső szakaszához, lassabban lehűlnek, és akár hat milliárd évig is elhalnak, szilárd gömbökké válnak.
A Napnak még körülbelül öt milliárd éve van, mielőtt fehér törpévé válik, és a csillagászok becslései szerint további öt milliárd évig tart, amíg végül lehűl egy kristálygömbré.
„Ez az eredmény hangsúlyozza a Gaia sokoldalúságát és számos alkalmazását” - mondta Timo Prusti, az ESA Gaia Projekt tudósa.