Wielki kosmiczny diament? Odkryto białego karła w fazie krystalizacji.

Gdy gwieździe brakuje paliwa i ustają reakcje jądrowe, obiekt stygnie i stopniowo twardnieje. I właśnie taki obiekt dostrzegli astronomowie i to na naszym kosmicznym podwórku, bo zaledwie 104 lata świetlne od nas. Temperatura i masa tego białego karła sugeruje, że wkroczył on w etap krystalizacji, który przekształci gwiazdę w ogromny kosmiczny diament.

Większość gwiazd wchodzących w ostatni rozdział swojego życia ma skłonność do kurczenia się, pomniejszania i powoli zmienia kolor. Astronomowie określają te gęste obiekty mianem białych karłów. Są to pozostałości małych oraz średniej wielkości gwiazd podobnych do naszego Słońca. Gdy zużyją całe swoje paliwo w jądrze i zrzucą swoje zewnętrzne warstwy, pozostające gorące jeszcze jądro zacznie się ochładzać. Proces ten może trwać miliardy lat.

Te niezwykle gęste pozostałości gwiazdy wciąż emitują promieniowanie cieplne i dlatego są widoczne dla astronomów. Szacuje się, że do 97 procent gwiazd w Drodze Mlecznej ostatecznie zamieni się w białe karły, w tym nasze Słońce. Natomiast najbardziej masywne gwiazdy będą kończyły żywot jako gwiazdy neutronowe lub czarne dziury.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Gdy proces ochładzania doprowadzi pozostałości gwiazdy do określonej temperatury, pierwotnie gorąca, płynna substancja wewnątrz jądra gwiazdy zacznie się krystalizować i w rezultacie stanie się twardą bryłą. Naukowcy porównali ten proces do ciekłej wody zamieniającej się w lód. Z tym że temperatura krzepnięcia jądra w białych karłach jest niezwykle wysoka i ma około 10 milionów stopni Celsjusza.

Proces zestalania lub krystalizacji materiału wewnątrz białych karłów został przewidziany 50 lat temu, ale dopiero możliwości sondy Gaia pozwoliły astronomom zaobserwować wystarczająco dużo tych obiektów z taką dokładnością, aby zobaczyć wzór ujawniający cały ten proces.

Teraz astronomowie dostrzegli białego karła, który jest elementem układu poczwórnego. Znajduje się on stosunkowo blisko, jak na kosmiczne odległości, bo zaledwie 104 lata świetlne od Ziemi. Uczeni wskazują, że profil umierającej gwiazdy, jej temperatura oraz masa wskazują, że weszła ona właśnie w etap krystalizacji.

Odkrycie stygnącego białego karła nie jest niczym niezwykłym. Stanowi on po prostu pozostałość gwiazdy, która wypaliła większość paliwa, jakim dysponowała, by następnie się zapaść. Jednak, jak ustalili badacze, obiekt ten stopniowo się krystalizuje.

"W naszej pracy przedstawiamy odkrycie nowego układu poczwórnego podobnego do Syriusza w odległości 104 lat świetlnych, składającego się z krystalizującego się białego karła oraz trzech innych gwiazd" - napisali w publikacji naukowcy kierowani przez Alexandra Vennera z University of Southern Queensland w Australii.

Gdy paliwo się skończy, zewnętrzna materia gwiazdy zostaje wyrzucona w otaczającą przestrzeń, a pozostałe jądro zapada się w ultragęsty obiekt, mniej więcej wielkości Ziemi (lub Księżyca), ale o znacznie większej masie. Wtedy zaczyna się proces krystalizacji. W przypadku gwiazd, których jądro składało się głównie z metalicznego tlenu oraz węgla, atomy tych pierwiastków wewnątrz białego karła przestają się swobodnie poruszać i tworzą wiązania, układając się w sieć krystaliczną. Podczas tego procesu uwalniana jest energia, która rozprasza się w postaci ciepła.

Nie powinniśmy jednak mieć nadziei, że zobaczymy to my lub nasze dalekie potomstwo. Proces ten jest bowiem nieprawdopodobnie wręcz powolny i potrwa miliardy lat. Jednak czy obiekt faktycznie zamieni się w diament? Naukowcy nie są do końca pewni, czy kryształy powstałe w białym karle można nazwać diamentem. Gęstość białych karłów wynosi ponad milion kilogramów na metr sześcienny, podczas gdy gęstość diamentu to tylko około 3500 kilogramów na metr sześcienny.

Źródło: Live Science, Science Alert