白色矮星が結晶化の時代に入り、「宇宙のダイヤモンド」に変わる：ScienceAlert

私たちにとって星は、夜空のビロードのような闇に冷たく光る、カットされた宝石のようなものかもしれません。 そして、彼らの中には、それがある程度真実であるかもしれません。

ある種の死んだ星が冷えると、徐々に固まって結晶化します。 天文学者らは、ちょうど104光年離れたところにある主に炭素と金属酸素でできた白色矮星が、私たちの宇宙の裏庭でまさに同じことをしていることを発見した。その熱質量プロファイルは、この星の中心が高密度で固体の「宇宙ダイヤモンド」に変化することを示している。 「炭素と酸素からできた非晶質。

この発見は受理された論文に詳しく記載されています 王立天文協会の月次通知 事前印刷はウェブサイトで可能です arXiv。

「この研究では、以前に知られていたトリプルHD 190412の結晶化した白色矮星からなる、32パーセクの距離にある新しいシリウスに似た四重星系の発見を報告します。」 天文学者の国際チームを入力してください オーストラリアの南クイーンズランド大学のアレクサンダー・フェナー氏が率いる。

「これらの主系列伴星との関連性により、これはその全寿命が外部から制限されることができる最初の結晶化した白色矮星であり、この事実を我々は白色矮星の核の結晶化によって引き起こされる冷却遅延を実験的に測定しようとしているという事実を利用している。」

宇宙のすべてのものは変わらなければなりません。 原子核融合によって生成された光で輝く空に浮かぶすべての星は、いつかその火のための燃料を使い果たし、新しいものに進化します。

太陽を含め、太陽の質量の 8 倍未満の恒星の大部分にとって、それは白色矮星です。

燃料がなくなると、星の外側の物質が周囲の空間に漏れ出し、核融合によってもたらされる外向きの圧力に支えられなくなった残りの核は崩壊して、地球（または月）ほどの大きさの超高密度の天体になります。 )、ただし質量は 1.4 太陽です。

白色矮星の物質は高度に圧縮されていますが、電子縮退圧力と呼ばれるものによってそれ以上の崩壊は防がれています。 2 つの電子が同じ状態を占めることはできないため、中性子星やブラック ホールで見られるように、白色矮星の質量が大きくなることが妨げられます。

白色矮星は暗いですが、余熱で輝いています。 時間の経過とともにそれらは冷却され、すべての熱を失い、結晶化した炭素の冷たい塊になると、いわゆる黒色矮星に進化すると予想されています。

計算によると、このプロセスにはほとんど時間がかかりすぎることがわかります 千兆年 （それは100億年前のことです）。 宇宙はまだ誕生してからわずか 138 億年なので、すぐに発見されるとは予想されていません。

私たちにできることは、私たちの周りで見られる白色矮星の核で始まる結晶化の兆候を特定することです。

結晶化中、白色矮星の内部の炭素原子と酸素原子は自由な動きを止めて結合を形成し、結晶格子内に配置されます。 このプロセス中にエネルギーが放出され、熱の形で放散されます。

その結果、白色矮星の冷却に一種のプラトーまたは減速が生じ、それが星の色や明るさで確認でき、実際よりも小さく見えます。

星の明るさを正確に測定するには、その星がどれくらいの距離にあるのかを正確に知る必要がありますが、ガイア計画によって行われた高解像度の恒星マッピングのおかげで、このことは近年より可能になりました。

これは、白色矮星の結晶化をより自信を持って認識できるようになったということを意味します。

フェナーと彼の同僚は、ガイアのデータを使用して、他の星との関連が不明瞭な星を特定することにより、複数の星系を探索してきました。

そして彼らは、最近発見された白色矮星（この星が非常に暗いことを思い出してください）が、これまで考えられていたものと重力で結合していることを発見しました。 三ツ星制度、HD 190412とラベル付けされています。

現在 HD 190412 C と名付けられている白色矮星の発見により、この三つ子星は 4 つ星になりましたが、さらに何かが起こっていました。 その特性は、結晶化プロセスを経ていることを示しています。

それがあろうがなかろうが 白色矮星ダイヤモンド結晶 不明 白色矮星の密度は立方メートルあたり約 100 万キログラムですが、ダイヤモンドの密度は立方メートルあたり約 3500 キログラムです。 より高密度の同素体 の炭素が存在します。 一方、宇宙にはたくさんのダイヤモンドが漂っています。

この星系の他の 3 つの星により、研究チームは白色矮星の年齢を外部から制限することができました。これは、既知の非晶質白色矮星ではこれまでに行われていなかったことでした。

この星系の年齢は約 73 億年です。 白色矮星の年齢は約42億年とみられる。 研究者らによると、その差は31億年であり、これは結晶化速度が白色矮星の冷却速度を約10億年遅らせたことを示しているという。

年代測定だけでは、白色矮星の結晶化モデルを変えるのに十分ではありませんが、この発見と地球への接近は、この興味深いプロセスを測定するために利用できるそのようなシステムが他にもたくさんあるかもしれないことを示唆しています。

「わずか32パーセクでのこの系の発見は、結晶化した白色矮星を含むシリウスのような系が多数存在する可能性が高いことを示していると我々は示唆する。したがって、将来の発見によって、白色矮星の結晶化モデルのより強力なテストが可能になるかもしれない。」 研究者に書いてください。

「我々は、HD 190412 システムの発見により、白色矮星の結晶化を理解するための新たな道が開かれたと結論付けています。」

検索が受け入れられました 王立天文協会の月次通知で入手可能です。 arXiv。