Міжнародна команда астрофізиків з США, Канади і Великобританії підтвердила гіпотезу про те, що в ядрах білих карликів, одним з яких через 6-7 мільярдів років належить стати Сонцю, йдуть процеси кристалізації іонів вуглецю і кисню. Ці процеси вивільняють з ядра величезну кількість тепла, що в результаті значно уповільнює процес остигання зірки. Стаття опублікована в
Білий карлик - це остання стадія життя зірок, близьких по масі до Сонця. Одна з його особливостей - це величезні значення щільності речовини в ядрі (до 10 мільйонів грамів на кубічний сантиметр), за рахунок якої руйнуються електронні оболонки атомів. При цьому, незважаючи на велику щільність, речовина ядра білих карликів поводиться як рідина. Півстоліття тому вчені розрахували, що при досягненні ядром температури 10 мільйонів кельвінів запускається процес кристалізації речовини - як при перетворенні води в лід. У результаті цього процесу виділяється велика кількість тепла, яка значно уповільнює процес охолодження зірки і може продовжити її життя на кілька мільярдів років. Причому вік початку цього процесу залежить в першу чергу від маси: більш важкі білі карлики кристалізуються раніше. Однак донедавна астрофізикам бракувало даних для підтвердження цих теоретичних розрахунків, оскільки вивчення білих карликів ускладнене через їх малі розміри і низьку світність.
Дослідники проаналізували дані, отримані з телескопа Gaia Європейського космічного агенства. Всього для вивчення процесу кристалізації вченими було обрано і вивчено більше 15 тисяч білих карликів на відстані не більше 326 світлових років від Землі (в той час як раніше, до досліджень за допомогою телескопа Gaia, точні дані по відстані і яскравості були малися тільки на 100-200 білих карликів). Обробивши всі отримані результати, вчені побудували діаграму Герцшпрунга-Рассела, яка показує залежність між абсолютною зоряною величиною, світністю, спектральним класом і температурою поверхні зірки.
Отримана діаграма допомогла виявити послідовність, згідно з якою об'єктам з малою абсолютною зоряною величиною властиво невідповідність віку і ступеня остигання. Така діаграма, як і передбачали астрофізики, пояснюється моделлю, в якій кристалізація речовини в ядрі призводить до виділення великої кількості тепла і сильного уповільнення процесу охолодження зірки.
"Всі білі карлики кристалізуються в якийсь момент своєї еволюції, але більш масивні білі карлики проходять через процес раніше. Це означає, що мільярди білих карликів в нашій галактиці вже по суті є великими кристалічними сферами. Сонце стане кристалічним карликом приблизно через 10 мільярдів років "- підбиває підсумок дослідження його керівник, П'єр-Еммануель Тремблей (Pier-Emmanuel Tremblay) з Університету Воріка (Великобританія).
Це відкриття призвело не тільки до нового розуміння еволюції зірок і поведінки речовини з величезною щільністю, але і до перегляду даних про вік багатьох космічних об'єктів. Причому, за словами авторів дослідження, велика заслуга в цьому відкритті належить можливостям телескопа Gaia, за допомогою якого вдалося перевірити величезний обсяг даних, отримати які ще недавно не представлялося можливим. Однак дані з Gaia дозволяють досліджувати не тільки білі карлики - завдяки цьому телескопу вченим стали відомі координати, яскравості і дані про рух більш ніж 1,3 мільярда зірок, а для 7,2 мільйона - ще й променева швидкість, що дозволило дослідити Чумацький Шлях у шести вимірах.