Tak się składa, że astronomowie właśnie odkryli, że pewna niedawno dostrzeżona gwiazda najwyraźniej jest w trakcie opisanego procesu. Znajduje się ona zaledwie 104 lata świetlne z dala od Ziemi.
Gęste pozostałości po większych gwiazdach
Gwiazdy, które z czasem zamieniają się kosmiczne klejnoty, to tak zwane białe karły. Warto w tym miejscu wspomnieć, że same białe karły są pozostałościami po większych gwiazdach, których zewnętrzna materia została wyrzucona w otaczającą je przestrzeń. Białe karły to zapadnięte jądra takich gwiazd. Są one ultragęste – choć są mniej więcej wielkości Ziemi a nawet Księżyca, ich masy sięgają 1,4 mas Słońca.
Materia w białych karłach jest silnie skompresowana, ale jej dalszemu zapadaniu zapobiega coś, co nazywa się ciśnieniem degeneracji elektronów. Dwa elektrony nie mogą zajmować jednocześnie tych samych stanów, dzięki czemu biały karzeł nie staje się jeszcze gęstszy, w przeciwieństwie do gwiazd neutronowych i czarnych dziur.
Białe karły świecą stosunkowo słabo, a z biegiem czasu, za sprawą utraty ciepła powinny ewoluować w obiekty zwane czarnymi karłami. Mowa o zimnych bryłach skrystalizowanego węgla. Obliczenia sugerują, że proces przemiany białego karła w czarnego karła powinien trać bardzo długo – około biliarda lat. W związku z tym i jako że Wszechświat ma około 13,8 miliarda lat, naukowcy nie spodziewają się, że w najbliższym czasie odkryją jakiegokolwiek czarnego karła.
Naukowcy szukają natomiast białych karłów, które wykazują oznaki krystalizacji zachodzącej w ich jądrach i przekształcają się powoli w czarne karły. Podczas tej krystalizacji atomy węgla i tlenu wewnątrz białego karła przestają się swobodnie poruszać i tworzą wiązania, układając się sieć krystaliczną. Podczas tego procesu uwalniana jest energia, która rozprasza się w postaci ciepła, a to powoduje spowolnienie stygnięcia białego karła. Dlatego ten może wydawać się młodszy, niż jest w rzeczywistości.
Polowanie na gwiazdy w trakcie krystalizacji
Aby dokładnie ocenić jasność gwiazdy, trzeba wiedzieć dokładnie, jak daleko się ta znajduje. Na szczęście w ostatnich lata pomiary odległości gwiazd stały się znacznie precyzyjniejsze, a to za sprawą sondy Gaia.
Zespół astronomów, któremu przewodził Alexander Venner z Uniwersytetu Południowego Queenslandu w Australii, wykorzystał dane z sondy Gaia w ramach swoich poszukiwań układów wielokrotnych i gwiazd, których związek z układami wielokrotnymi mógł nie być jasny. Dzięki temu dowiedziano się, że niedawno odkryty biały karzeł może być związany z czymś, co uważano za układ trzech gwiazd, znany jako HD 190412. Ponadto odkryto, że ten biały karzeł – HD 190412 C – najprawdopodobniej przechodzi przez proces krystalizacji.
„W tej pracy przedstawiamy odkrycie nowego poczwórnego układu podobnego do Syriusza, oddalonego o 32 parseki, składającego się z krystalizującego się białego karła, znanego wcześniej jako towarzysza potrójnego układu HD 190412.”, naukowcy napisali w swojej pracy.
Niestety nie wiadomo, czy omawiany biały karzeł krystalizuje się do formy diamentu. Gęstość białego karła wynosi około 1 milion kilogramów na metr sześcienny, podczas gdy gęstość diamentu wynosi około 3500 kilogramów na metr sześcienny. Być może w białym karle powstała zatem inna alotropowa odmiana węgla.
Co istotne, jako że HD 190412 C jest częścią poczwórnego układu gwiazd, naukowcom udało się oszacować dokładniej jego wiek. Wydaje się, że cały układ ma około 7,3 miliarda lat, a biały karzeł ma około 3,2 miliarda lat. Różnica między tymi wartościami sugeruje, że tempo krystalizacji białego karła spowolniło tempo jego stygnięcia o około 1 miliard lat.
Źródło: arXiv, fot. tyt. Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics