Обманули «смерть»: ученые выяснили, почему белые карлики перестают охлаждаться
Наука

Обманули «смерть»: ученые выяснили, почему белые карлики перестают охлаждаться

12 марта 2024 года, 11:35

Принято считать, что белые карлики — это «мертвые звезды», которые после исчерпания источника ядерной энергии перестают производить тепло и постепенно остывают. Но, как показало недавнее открытие, некоторые из них могут оставаться нагретыми в течение миллиардов лет. Теперь астрофизики готовы наконец-то предложить объяснение этому странному феномену «живых трупов».

В 2019 году космический телескоп «Гея» обнаружил целую популяцию подозрительно горячих белых карликов. Исследование показало, что они пребывают в этом состоянии уже восемь миллиардов лет — то есть почти в два раза больше, чем существует наше Солнце. По-видимому, предположили тогда ученые, в недрах карликов идут какие-то скрытые процессы, которые могут их нагревать.

Чтобы понять причину этого явления, команда, состоящая из докторов Сихао Ченга, Антуана Бедара и Саймона Блуэна, попыталась восстановить механизм появления белого карлика. Исчерпав свой термоядерный потенциал, звезда (пройдя через стадию красного гиганта) перестает выделять тепло и остывает до тех пор, пока плотная плазма внутри не замерзнет до твердого состояния.

Но коллектив ученых пришел к внезапной догадке: что если у некоторых карликов плазма не просто замерзает, а кристаллизуется? Тогда эти кристаллы с высокой долей вероятности могут оказаться (наподобие водяного льда) менее плотными, чем окружающая их «жидкость», что будет выталкивать их на поверхность.

Таким образом, всплывая наверх, кристаллы будут вытеснять более тяжелую плазму вниз. Но такой перенос — более тяжелого вещества поближе к центру погасшей звезды — должен высвободить гравитационную энергию. И количества этой энергии должно хватить, чтобы временно прервать процесс остывания. «Временно» в данном случае — по меркам космоса, то есть на миллиарды лет.

«Это объяснение соответствует всем наблюдаемым свойствам необычной популяции белых карликов. Впервые этот механизм переноса наблюдается у звезд любого типа, и это захватывающе: не каждый день мы обнаруживаем совершенно новое астрофизическое явление!» — поделился Антуан Бедар.

Осталось понять, почему этот процесс наблюдается далеко не у всех белых карликов. Но здесь ответ напрашивается сам собой: по-видимому, дело в химическом составе звезд. У тех карликов, которые образовались в результате слияния, он менее однороден, а значит, больше шансов на кристаллизацию.

Это новое открытие потребует не только внесения правок в учебники по астрономии, но и полного пересмотра астрофизиками процесса, который они обычно используют для определения возраста звездных популяций. Количество белых карликов в Млечном Пути колоссально (в конце ими станут более 97% звезд в нашей галактике), а ведь их возраст до сих пор определяли исключительно по температуре. Теперь для оценки времени смерти звезды ученым придется изобретать новые методы космологической «судмедэкспертизы».