ستارگانی مانند خورشید در پایان عمر به گوی‌های بلورین غول‌پیکر تبدیل می‌شوند

* میلیاردها سال دیگر، خورشید مُرده‌ی ما به یک گوهر غول‌پیکر کیهانی تبدیل خواهد شد.

مانند بیشتر ستارگان کهکشان، خورشید ما هم سرانجام در خود می‌رُمبد و یک کوتوله‌ی سفید به جا می‌گذارد، جرمی شگفت‌انگیز با چگالی تقریبا ۲۰۰ هزار برابر زمین. برای درک این چگالی باید بدانید که یک قاشق چایخوری از مواد آن وزنی به اندازه‌ی یک فیل دارد، البته اگر بتوانید این مواد را یک جوری به زمین بیاورید و وزن کنید!

برداشت هنری از یک کوتوله‌ی سفید در فرآیند سرد شدن

نیم سده پیش، نظریه‌پردازان پیش‌بینی کرده بودند که کوتوله‌های سفید با گذشت زمان جامد و بلوری می‌شوند- و پژوهش تازه هم نشان می‌دهد که چنین چیزی به راستی رخ می‌دهد.

پی‌یر-امانوئل ترمبلی، نویسنده‌ی اصلی پژوهش و فیزیکدان دانشگاه واریک انگلستان می‌گوید: «همه‌ی کوتوله‌های سفید در گامی از زندگیشان بلوری می‌شوند، گرچه کوتوله‌های سفید پرجرم‌تر زودتر این فرآیند را آغاز می‌کنند.»

ترمبلی می‌افزاید: «این بدان معناست که در کهکشانمان میلیاردها کوتوله‌ی سفید داریم که این فرآیند را کامل کرده و اساسا کره‌های بلورینی در آسمانند. خود خورشید هم تا حدود ۱۰ میلیارد سال دیگر به یک کوتوله‌ی سفید بلوری تبدیل خواهد شد.»

این پژوهشگران داده‌های ماهواره‌ی اروپایی گایا را بررسی کردند، ماهواره‌ای که در دسامبر ۲۰۱۳ برای کمک به دانشمندان در پدید آوردن بهترین نقشه‌ی سه بعدی از کهکشان راه شیری راهی فضا شد. گایا این کار را با رصد دقیق جایگاه شمار انبوهی از ستارگان انجام می‌دهد. اخترشناسان در تلاشند تا پایان عمر کاری گایا، ۱ میلیارد ستاره را بررسی کنند.

پژوهشگران برای این پژوهشِ تازه داده‌های گایا درباره‌ی حدود ۱۵۰۰۰ کوتوله‌ی سفید در فاصله‌های تا ۳۳۰ سال نوری خورشید را بررسی کردند. این داده‌ها یک انباشتگی نامعمول را نشان می‌دادند -یک بیش‌فراوانی از کوتوله‌های سفید با رنگ و درخشش ویژه‌ای که نمی‌توان آن را با سن یا جرم آنها توضیح داد.

مدل‌سازی نشان داد که این پدیده دستارود بلوری شدن درونِ کوتوله‌های سفید است، فرآیندی که به اندازه‌ی کافی گرما آزاد می‌کند تا روند سرمایش کوتوله‌ی سفید را کُند سازد.

ترمبلی می‌گوید: «این نخستین شواهد از بلوری شدن کوتوله‌های سفید، یا همان گذار از مایع به جامد است. این که باید در اثر بلوری شدن کوتوله‌های سفید یک بیش‌فراوانی در شمار این اجرام با تابندگی و رنگ ویژه ببینیم ۵۰ سال قبل پیش‌بینی شده بود، و تنها اکنون مشاهده شده.»

بلورین شدن کوتوله‌های سفید همانند یخ زدن آب است. ولی در این مورد، مواد ما اکسیژن است و کربن، و بلوری شدن (جامد شدن) در دماهایی که دقیقا سرد نیستند رخ می‌دهد. به گفته‌ی پژوهشگران این فرآیند زمانی آغاز می‌شود که دمای درون یک کوتوله‌ی سفید پایین آمده و به حدود ۱۰ میلیون درجه‌ی سانتیگراد میرسد.

نتیجه‌ی این فرایند به احتمال بسیار یک هسته‌ی فشرده از جنس اکسیژن بلوری و یک گوشته‌ی عمدتا کربنی است.

ترمبلی می‌گوید: «نه تنها نشانه‌های آزاد شدن گرما در فرآیند جامد شدن وجود دارند، بلکه انرژی‌‌ای بسیار بیشتر از این که توضیحی برای مشاهداتمان داشته باشیم وجود دارد. به باور ما این به دلیل اینست که اکسیژن نخست بلوری شده و سپس ته‌نشین می‌شود، فرآیندی همسان با ته‌نشین شدن ته‌نشت‌ها (رسوب‌ها) در بستر رودهای زمین. این باعث رانده شدن کربن رو به بالا می‌شود، و این جداسازی هم انرژی گرانشی آزاد می‌کند.»

این یافته‌های تازه نشان می‌دهند که بسیاری از کوتوله‌های سفید به میزان چشمگیری پیرتر از آنچه که دانشمندان می‌پنداشتند هستند- در برخی موارد تا ۱۵ درصد. اخترشناسان به طور کلی سن این اجرام را از روی دمایشان می‌سنجند، و بلوری شدن نشانگر کند شدن این سرمایش است [یعنی برای خنک شدن زمان بیشتری را گذرانده‌اند، پس سنشان بیش از چیزیست که گمان می‌رود-م]

یافته‌های این دانشمندان در شماره‌ی ۹ ژانویه‌ی نشریه‌ی نیچر منتشر شده.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

star - Milky Way galaxy - sun - white dwarf - Earth - elephant - planet - Pier-Emmanuel Tremblay - University of Warwick - England - galaxy - crystal - European Space Agency - Gaia - 3D - star - crystallization - oxygen - carbon - core - mantle - sedimentation - Nature

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان