太阳死后,它会变成恒星晶体


这幅艺术家的作品展示了一颗白矮星在凝固的过程中,这和有一天发生在太阳上的过程是一样的。 沃里克大学/马克·加里克

我们的太阳可能看起来像一个永远燃烧的气体球,但总有一天它会死去。这听起来像个无赖,尤其是对于地球上几十亿年的生物,但是有一个光明的一面太阳能厄运.根据发表在2019年1月在《自然》杂志上发表,请我们的死星将留下闪亮的遗产,并变成一个巨大的水晶。这不是一般吊灯上能找到的那种水晶,然而。

在我们开始讨论超大型恒星晶体之前,我们首先需要了解像太阳这样的恒星是如何生存和死亡的。

从巨人到矮子

太阳由核聚变提供燃料。它巨大的引力将其核心的氢原子挤压在一起形成氦,这些聚变过程释放的大量能量向外推进,保持幸福的平衡。只要有足够的氢燃料供给这个过程,核心的大小和温度保持不变(大约1500万开尔文),产生辐射整个太阳系的能量,最终在一个叫做地球的可居住行星上培育生命的进化。这个氢燃烧阶段持续了我们太阳寿命的90%,恒星生命的一段时期,被称为“主序列”。我们目前大约45亿年后进入太阳的主序列日——或者说它生命的一半。

那会发生什么?都用完了吗?事情开始变得有点疯狂,委婉地说。如果没有熔化氢产生的能量向外的压力,太阳的引力压倒了地核,把它压成更小的空间,把温度提高十倍。不过没关系;较重的氦原子核将开始融合,再次产生向外的压力以保持平衡。据预测,这将在大约50亿年后开始发生,以突然爆发的能量为特征,被称为“氦闪光”。当氦熔化时,碳和氧被形成,核心的温度再次上升。

不久之后,更重的元素也开始融合,总的来说,太阳穿起来会更糟。它会开始膨胀,猛烈的太阳风开始剥去行星间的上层空间。虽然我们的太阳质量还不足以爆发成超新星,它变成一颗红巨星,可能扩展到地球轨道之外。这并不好。我们的星球将面临毁灭。

在我们的星球死后,它将留下一小部分太阳等离子体,创造出一个美丽的行星。星云富含新形成的重元素,这些重元素将继续创造下一代恒星和行星——在其核心将是一颗被称为白矮星的炽热恒星残骸,一个小的,稠密的恒星闪烁着明亮的光芒,这是太阳曾经在它的位置上的证明。

白矮星可以维持数十亿年,然后永远消失和变暗,但这并不是故事的结局。利用欧洲盖亚特派团的观察结果,目前正在对整个银河系的恒星进行精确测量,沃里克大学的研究人员在英国。偶然发现了一个隐藏的白矮星秘密。

直到现在。

水晶矮

形成后不久,白矮星非常热,放射出强烈的能量,这种能量曾经存在于主序星的核心,在它们之前。经过数十亿年的形成,白矮星慢慢冷却,在某一点上,它们所含的氧和碳将经历一个相变-类似于液态水冻结并变成固态冰,只有在更极端的温度和压力下——凝固形成一个巨大的晶体。

“所有白矮星在进化的某个阶段都会结晶,虽然更多的大白矮星更快地经历了这个过程,“伊曼纽尔码头,战栗,来自华威大学物理系,也是这项研究的领导者,在新闻发布会上说.这意味着银河系中数十亿颗白矮星已经完成了这一过程,它们本质上是天空中的水晶球。太阳本身将在大约100亿年后成为一颗水晶白矮星。”

Tremblay的团队分析了盖亚观测结果,以测量地球300光年内15000颗白矮星的光度和颜色。他们发现特定颜色和亮度的恒星数量过多(或“堆积”)。他们认识到,这组恒星代表了恒星演化过程中的一个类似阶段,在这个阶段的条件是合适的,造成冷却延迟,从而减缓老化过程。研究人员发现,其中一些恒星的寿命延长了20亿年。

这是白矮星结晶的第一个直接证据,或者从液态转变为固态,”Tremblay补充道,也在声明中。“50年前就有人预言,由于结晶作用,我们应该在一定的光度和颜色下观察白矮星数量的堆积,直到现在才观察到这一点。”

结晶的白矮星不仅仅是恒星的好奇心;它们的量子构成不同于我们在实验室中可以重建的任何东西。当白星物质结晶时,它的物质在量子水平上变得有序,原子核排列成三维晶格,形成金属氧核和富含碳的外层。

所以,好了,像太阳这样的星星死后,他们的故事还没有结束。所有白矮星都将经历这个结晶阶段,在银河系中散布着大量类似钻石的恒星残骸。


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