Сонцю передбачили перетворення в кристал

Опубликованно 24.01.2019 03:42

Міжнародна група астрофізиків з США, Великобританії і Канади з'ясувала, що з часом в ядрі білого карлика, який перетвориться Сонце в кінці свого життя, почнуться процеси кристалізації іонів вуглецю і кисню. Цей процес вивільнить значна кількість тепла і зупинить остигання зірки на мільярд років. Стаття дослідників опублікована в журналі Nature.

Білі карлики є завершальним етапом еволюції зірок головної послідовності, до яких належить Сонце. Густина речовини в ядрі білого карлика становить близько десяти мільйонів грамів на кубічний сантиметр. При таких екстремальних значеннях електронні оболонки атомів руйнуються, а матерія являє собою плазму з електронів і ядер. Принцип Паулі забороняє двом електронам з одним і тим же спіном займати одне квантове стан, що створює бар'єр для подальшого стиснення зірки. Таким чином, гравітаційному колапсу перешкоджає тиск виродженого електронного газу.

Вважається, що при охолодженні білих карликів в ядрі починає відбуватися кристалізація іонів. Термін цього процесу залежить від маси зірки, тобто в більш масивних білих карликів кристалізація настає раніше. Приблизно в цей же час відбувається інший процес, який пов'язує вироджене ядро і зовнішні оболонки, що сприяє розсіюванню енергії, вивільненої при твердінні. Близько 50 років тому вчені припустили, що у більш важких білих карликів (масою понад 0,7 маси Сонця) кристалізація повинна розпочатися раніше, ніж конвективне зв'язування, що впливає на фізичні властивості зірок. Однак досі доказів існування цього ефекту отримано не було.

Астрофізики проаналізували фотометричні і астрометричні дані, отримані космічним телескопом Gaia, про білих карликів, що знаходяться не далі 100 парсеків (326 світлових років) від Сонця. Всього було вивчено 15 109 об'єктів, для яких була визначена температура і гравітація на поверхні, маса, а також склад атмосфери. Вчені побудували діаграми Герцшпрунга-Рассела, яка показує залежність між абсолютною зоряною величиною і спектральним класом (кольором) зірок.

Вчені виявили поперечну послідовність білих карликів, для яких характерна мала абсолютна зоряна величина і невідповідність між віком і ступенем остигання. Вони відповідають моделі, згідно з якою кристалізація приводить до виділення тепла і значно уповільнює процес охолодження. За словами одного з авторів роботи — фізика П'єра-Еммануеля Тремблея (Pier-Emmanuel Tremblay) з Уорікського університету (Англія), вперше отримано доказ, що білі карлики дійсно переходять у твердий стан.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що на Сонці виявили як хвилі в океані.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Технологии