Τις πρώτες απτές αποδείξεις πως τα άστρα – λευκοί νάνοι στερεοποιούνται και μετατρέπονται σε κρυστάλλους ανακάλυψαν επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Γουόργουϊκ.
Σύμφωνα με ανακοίνωση του πανεπιστημίου, μελέτες έδειξαν πως τα «νεκρά» απομεινάρια άστρων σαν τον Ήλιο μας, τα οποία αποκαλούνται από τους αστρονόμους λευκοί νάνοι, έχουν πυρήνα στερεού οξυγόνου και άνθρακα εξαιτίας μιας μεταβατικής φάσης κατά τη διάρκεια της ζωής τους η οποία θυμίζει τη μετατροπή του νερού σε πάγο- απλά σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες. Αυτό σημαίνει πως ενδεχομένως να είναι δισεκατομμύρια χρόνια γηραιότερα από ό,τι πιστευόταν μέχρι τώρα.
Η έρευνα, την οποία πραγματοποίησε ομάδα υπό τον Dr. Πιερ- Εμάνουελ Τρεμπλέι του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου του Γουόργουϊκ, δημοσιεύτηκε στο Nature και βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε παρατηρήσεις από τον δορυφόρο Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.
Οι λευκοί νάνοι είναι μεταξύ των αρχαιότερων ουρανίων σωμάτων στο σύμπαν, και είναι εξαιρετικά χρήσιμοι στους αστρονόμους, καθώς ο προβλέψιμος κύκλος ζωής τους επιτρέπει τη χρήση τους ως «κοσμικών ρολογιών», για τον υπολογισμό της ηλικίας ομάδων γειτονικών άστρων. Είναι στην ουσία οι πυρήνες που απομένουν από άστρα- κόκκινους γίγαντες, μετά τον «θάνατό» τους και την απόρριψη των εξωτερικών τους στρωμάτων- και ως εκ τούτου είναι σε μια διαδικασία συνεχούς ψύχρανσης, καθώς απελευθερώνουν θερμότητα σε βάθος δισεκατομμυρίων ετών.
Οι αστρονόμοι επέλεξαν 15.000 λευκούς νάνους- υποψηφίους σε μια ακτίνα 300 ετών φωτός γύρω από τη Γη, με βάση παρατηρήσεις του Gaia, και ανέλυσαν δεδομένα πάνω στη φωτεινότητα και τα χρώματά τους, διαπιστώνοντας την ύπαρξη μεγάλου αριθμού άστρων με συγκεκριμένα χρώματα και φωτεινότητες, που δεν αντιστοιχούσαν σε συγκεκριμένη μάζα ή ηλικία. Συγκριτικά με εξελικτικά μοντέλα άστρων, αυτό φάνηκε να συμπίπτει με τη φάση στην οποία αναμένεται έκλυση «κρυμμένης» θερμότητας σε μεγάλες ποσότητες, με αποτέλεσμα επιβράδυνση της διαδικασίας ψύχρανσης. Υπολογίζεται πως σε κάποιες περιπτώσεις αυτά τα άστρα επιβράδυναν τη «γήρανσή» τους μέχρι και κατά δύο δισεκατομμύρια χρόνια, ή αλλιώς το 15% της ηλικίας του γαλαξία μας.
«Είναι οι πρώτες απτές αποδείξεις πως οι λευκοί νάνοι κρυσταλλοποιούνται, ή κάνουν μετάβαση από ρευστή κατάσταση σε στερεά. Είχε προβλεφθεί πριν πενήντα χρόνια πως θα παρατηρούσαμε μια αύξηση στον αριθμό των λευκών νάνων σε συγκεκριμένες φωτεινότητες και χρώματα, λόγω της κρυσταλλοποίησης και αυτό παρατηρήθηκε μόλις τώρα. Όλοι οι λευκοί νάνοι θα κρυσταλλοποιηθούν σε κάποια φάση της εξέλιξής τους, αν και οι μεγαλύτεροι περνούν αυτή τη διαδικασία γρηγορότερα. Αυτό σημαίνει ότι δισεκατομμύρια λευκοί νάνοι στον γαλαξία μας έχουν ήδη ολοκληρώσει τη γαλαξία και είναι στην ουσία κρυστάλλινες σφαίρες στον ουρανό. Ο ίδιος ο Ήλιος θα γίνει ένας κρυστάλλινος λευκός νάνος σε περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια» είπε σχετικά ο Dr. Τρεμπλέι.
Η κρυσταλλοποίηση είναι μια διαδικασία κατά την οποία ένα υλικό στερεοποιείται, με τα άτομά του να αποκτούν συντεταγμένη δομή. Υπό τις τεράστιες πιέσεις στους πυρήνες των λευκών νάνων, τα άτομα «στριμώχνονται» τόσο πολύ που τα ηλεκτρόνιά τους αποδεσμεύονται. Όταν ο πυρήνας έχει ψυχρανθεί αρκετά, έχει απελευθερωθεί επαρκής ενέργεια ώστε το ρευστό να στερεοποιείται, δημιουργώντας έναν μεταλλικό πυρήνα στην «καρδιά» του, με έναν μανδύα ενισχυμένο με άνθρακα.