Per noi, le stelle possono essere come gioielli intagliati, che luccicano freddi contro l’oscurità vellutata del cielo notturno. E per alcuni di loro, potrebbe essere vero.
Quando un certo tipo di stella morta si raffredda, gradualmente si solidifica e cristallizza. Gli astronomi ne hanno trovato uno che fa proprio questo nel nostro cortile cosmico, una nana bianca fatta principalmente di carbonio e ossigeno metallico a soli 104 anni luce di distanza, e il suo profilo di massa termica indica che il centro della stella si trasforma in un denso, solido, “diamante cosmico”. ” fatto di carbonio e ossigeno. amorfo.
La scoperta è dettagliata in un documento accettato Avvisi mensili della Royal Astronomical Society La prestampa è disponibile sul sito web arXiv.
“In questo lavoro, riportiamo la scoperta di un nuovo sistema quadruplo simile a Sirio a una distanza di 32 parsec, costituito da una nana bianca cristallizzata compagna della già nota Triple HD 190412,” Digita un team internazionale di astronomi Guidato da Alexander Fenner della University of Southern Queensland in Australia.
«Grazie alla sua associazione con queste compagne della sequenza principale, questa è la prima nana bianca cristallizzata la cui vita totale può essere limitata esternamente, un fatto di cui approfittiamo cercando di misurare sperimentalmente il ritardo di raffreddamento causato dalla cristallizzazione del nucleo della nana bianca».
Tutte le cose nell’universo devono cambiare. Ogni stella sospesa nel cielo, scintillante di luce generata dalla fusione atomica, un giorno esaurirà il carburante per il suo fuoco e si evolverà in qualcosa di nuovo.
Per la stragrande maggioranza delle stelle – quelle meno di otto volte la massa del Sole, incluso il Sole – quella cosa è una stella nana bianca.
Quando il combustibile si esaurisce, la materia esterna della stella viene spinta nello spazio circostante e il nucleo rimanente, non più supportato dalla pressione verso l’esterno fornita dalla fusione, collassa in un corpo superdenso, delle dimensioni della Terra (o della Luna !), ma con una massa di 1,4 soli.
La materia nelle nane bianche è altamente compressa, ma è trattenuta dal collassare ulteriormente da una cosa chiamata pressione di degenerazione elettronica. Due elettroni non possono occupare stati identici e questo impedisce alla nana bianca di diventare più massiccia, come si vede in una stella di neutroni o in un buco nero.
Le nane bianche sono deboli, ma brillano ancora per il calore residuo. Nel corso del tempo, si raffreddano e dovrebbero evolversi in quelle che vengono chiamate stelle nane nere quando perdono tutto il loro calore e diventano una massa fredda di carbonio cristallizzato.
I calcoli mostrano che questo processo richiede quasi troppo tempo quadrilioni di anni (è un milione di miliardi di anni fa); Poiché l’universo ha solo 13,8 miliardi di anni, non ci aspettiamo di trovarlo presto.
Quello che possiamo fare è identificare i segni di cristallizzazione che iniziano nei nuclei delle nane bianche che vediamo intorno a noi.
Durante la cristallizzazione, gli atomi di carbonio e ossigeno all’interno della nana bianca smettono di muoversi liberamente e formano legami, disponendosi in un reticolo cristallino. Durante questo processo viene rilasciata energia, che viene dissipata sotto forma di calore.
Ciò si traduce in una sorta di plateau o rallentamento nel raffreddamento delle stelle nane bianche, che può essere visto nel colore e nella luminosità della stella, facendola apparire più piccola di quanto non sia in realtà.
Per misurare con precisione la luminosità di una stella, devi sapere esattamente quanto è lontana, cosa che è diventata più possibile negli ultimi anni grazie alla mappatura stellare ad alta risoluzione condotta dalla missione Gaia.
Ciò significa che ora possiamo riconoscere con maggiore sicurezza la cristallizzazione delle nane bianche.
Fenner ei suoi colleghi hanno utilizzato i dati di Gaia per cercare sistemi stellari multipli, identificando stelle la cui associazione con altre potrebbe non essere chiara.
E hanno scoperto che una stella nana bianca scoperta di recente (ricordate che questa roba è molto debole) era gravitazionalmente legata a ciò che si pensava fosse Sistema a tre stelleetichettato HD 190412.
La scoperta della nana bianca, ora chiamata HD 190412 C, ha trasformato la tripletta in una quadrupla, ma c’era dell’altro. Le sue proprietà indicano che subisce un processo di cristallizzazione.
Che sia o no Cristallo di diamante nano bianco Sconosciuto La densità delle nane bianche è di circa 1 milione di chilogrammi per metro cubo, mentre la densità dei diamanti è di circa 3500 chilogrammi per metro cubo. allotropi più densi di carbonio sono presenti; D’altra parte, ci sono molti diamanti che fluttuano nello spazio.
Le altre tre stelle nel sistema hanno permesso al team di limitare esternamente l’età della nana bianca, cosa che non era mai stata fatta prima per una nana bianca amorfa nota.
L’età del sistema è di circa 7,3 miliardi di anni. L’età della nana bianca sembra essere di circa 4,2 miliardi di anni. I ricercatori affermano che la discrepanza è di 3,1 miliardi di anni, il che indica che il tasso di cristallizzazione ha rallentato il tasso di raffreddamento della nana bianca di circa un miliardo di anni.
Di per sé, la datazione non è sufficiente per cambiare i nostri modelli di cristallizzazione di una nana bianca, ma la scoperta e la sua vicinanza alla Terra suggeriscono che potrebbero esserci molti di questi sistemi che possiamo sfruttare per misurare questo affascinante processo.
“Suggeriamo che la scoperta di questo sistema a soli 32 parsec indichi che i sistemi simili a Sirio contenenti nane bianche cristallizzate sono probabilmente numerosi. Le scoperte future potrebbero quindi consentire test più rigorosi dei modelli di cristallizzazione delle nane bianche”. scrivono i ricercatori.
“Concludiamo che la scoperta del sistema HD 190412 ha aperto una nuova strada per comprendere la cristallizzazione delle nane bianche”.
Ricerca accettata Avvisi mensili della Royal Astronomical Societyed è disponibile su arXiv.
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