Свечение белых карликов поддерживают их остывающие ядра

Астрофизики изучили снимки европейского космического телескопа «Гайя» и подтвердили, что ядра белых карликов состоят из кислорода и углерода, остывших и превратившихся в кристалл. Процесс кристаллизации позволяет дольше сохранить тепло и продлевает жизнь звезды.

«Кристаллизация» белого карлика в изображении художника
© University of Warwick/Mark Garlick

Белый карлик — это класс звезд, которые когда-то были красными гигантами, но выгорели и сбросили свою оболочку. Термоядерные реакции в таких звездах больше не идут, а все тепло и свет, которые они излучают, — это «выработка» того, что было накоплено ими за прежнюю жизнь.

Предполагалось, что в ядре белых карликов находятся кислород и углерод в кристаллической форме. Это похоже на металлический водород, который, возможно, есть в недрах Юпитера — вещество под экстремально высоким давлением и при высокой температуре переходит в такое состояние, что все его атомы прижимаются очень близко друг к другу, полностью ионизируются, их электроны теряют связь с ядрами и образуют электронный газ. Такое состояние вещества называют вырожденным.

В зависимости от того, на какой стадии находится превращение ядра белого карлика в кристалл вырожденного вещества, зависит свет и цвет звезды. Ученые проанализировали данные о 15 000 белых карликов, снимки которых уже сделал телескоп «Гайя», распределили их по цвету и яркости и обратили внимание на то, что это распределение получилось неравномерным: слишком много белых карликов имели такие параметры светимости, которые должны соответствовать стадии фазового перехода, то есть самому процессу превращения ядра в кристалл.

По мнению ученых, многие белые карлики удерживают уровень своей светимости именно благодаря протекающему в их ядре процессу кристаллизации. Когда в веществе идет фазовый переход, происходит поглощение или выделение тепла. При отвердевании тепло выделяется, как например, при замерзании воды, переходящей из жидкой фазы в кристаллическую. Точно так же и ядро белых карликов, превращаясь в кристалл из кислорода и углерода, отдает последнее тепло, позволяя звезде светить на 2 миллиарда лет дольше.

Источник: chrdk.ru