ستاره کوتوله سفید وارد دوران تبلور خود شده و به الماس کیهانی تبدیل می‌شود!!

تصور هنری از تبلور یک کوتوله سفید به الماس. (مرکز اخترفیزیک | هاروارد و اسمیتسونیان)

برای ما، ستارگان ممکن است شبیه جواهرات تراشیده شده باشند که به سردی در برابر تاریکی مخملی آسمان شب می‌درخشند و برای برخی از آنها، این امر ممکن است واقعاً درست باشد.

با سرد شدن نوع خاصی از ستاره مرده، به تدریج سخت شده و متبلور می‌شود. ستاره‌شناسان یک ستاره را پیدا کرده‌اند که در حیاط خلوت کیهانی ما، یک کوتوله سفید عمدتاً از کربن و اکسیژن فلزی در فاصله 104 سال نوری از ما تشکیل شده است که مشخصات جرمی دما نشان می‌دهد که مرکز ستاره در حال تبدیل شدن به یک متراکم و سخت است. الماس کیهانی از کربن و اکسیژن متبلور ساخته شده است.

یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان به رهبری الکساندر ونر از دانشگاه کوئینزلند جنوبی در استرالیا می نویسد: “در این کار ما کشف یک سیستم چهارگانه شبه شباهنگ جدید را در فاصله 32 پارسک، متشکل از یک همدم کوتوله سفید متبلور به HD 190412 سه گانه ارائه می‌کنیم.”

“این اولین کوتوله سفید متبلور کننده است که سن کل آن را می‌توان به صورت خارجی محدود کرد، واقعیتی که ما با تلاش برای اندازه‌گیری تجربی تاخیر خنک کننده ناشی از تبلور هسته در کوتوله سفید از آن استفاده می‌کنیم. ”

همه چیز در جهان باید تغییر کند. هر ستاره‌ای که در فلک آویزان است و با نوری می‌درخشد که در اثر همجوشی اتمی به وجود می‌آید، روزی سوختش تمام می‌شود و به چیزی جدید تبدیل می‌شود.

برای اکثریت قریب به اتفاق ستارگان – آنهایی که جرمشان کمتر از هشت برابر خورشید است و از جمله خورشید – این چیزی یک ستاره کوتوله سفید است.

هنگامی که سوخت تمام می‌شود، مواد بیرونی ستاره به فضای اطراف منتقل می‌شود و هسته باقی مانده که دیگر توسط فشار بیرونی حاصل از همجوشی پشتیبانی نمی‌شود، به یک جسم فوق متراکم، به اندازه زمین (یا ماه) فرو می‌ریزد. !)، اما با جرمی به اندازه 1.4 خورشید تشکیل می‌شود.

ماده در ستارگان کوتوله سفید به شدت فشرده است، اما با چیزی به نام فشار انحطاط الکترونی از فروپاشی بیشتر آن جلوگیری می‌کند. هیچ دو الکترونی نمی‌توانند حالت‌های یکسانی را اشغال کنند، و این باعث می‌شود که کوتوله سفید حتی چگال‌تر نشود، همانطور که در یک ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله دیده می‌شود.

ستاره‌های کوتوله سفید کم نور هستند، اما همچنان با گرمای باقیمانده می‌درخشند. با گذشت زمان، سرد می‌شوند و انتظار می‌رود زمانی که تمام گرمای خود را از دست بدهند و تبدیل به یک توده سرد کربن متبلور شوند، به چیزی به نام ستاره‌های کوتوله سیاه تبدیل شوند.

محاسبات نشان می‌دهد که این فرآیند زمان بسیار طولانی، در حدود یک کوادریلیون سال (که یک میلیون بیلیون سال است) طول می‌کشد. از آنجایی که کیهان تنها 13.8 بیلیون سال سن دارد، ما انتظار نداریم که به این زودیها یکی از اینها را پیدا کنیم.

کاری که ما می‌توانیم انجام دهیم این است که نشانه‌های تبلور را در هسته کوتوله‌های سفیدی شناسایی کنیم که در اطراف خود می‌بینیم.

در طول تبلور، اتم‌های کربن و اکسیژن در داخل کوتوله سفید حرکت آزادانه را متوقف می‌کنند و پیوندهایی تشکیل می‌دهند و خود را به شکل شبکه‌ای کریستالی مرتب می‌کنند. در طی این فرآیند انرژی آزاد می‌شود که به صورت گرما از بین می‌رود.

این امر نوعی کند شدن سرد شدن ستاره‌های کوتوله سفید را ایجاد می‌کند که می‌توان آن را در رنگ و روشنایی ستاره مشاهده کرد و آن را جوان‌تر از آنچه هست نشان می‌دهد.

برای اندازه‌گیری دقیق روشنایی یک ستاره، باید با دقت بدانید که چقدر دور است، چیزی که در سال‌های اخیر به دلیل نقشه‌برداری ستاره‌ای با دقت بالا امکان‌پذیرتر شده است که توسط مأموریت گایا انجام شده است.

این بدان معناست که اکنون می‌توانیم کوتوله‌های سفید متبلور را با اطمینان بسیار بیشتری شناسایی کنیم.

ونر و همکارانش از داده‌های گایا برای جست‌وجوی منظومه‌های ستاره‌ای متعدد استفاده می‌کردند و ستاره‌هایی را شناسایی می‌کردند که ممکن است ارتباط آنها با دیگران نامشخص باشد.

و آنها دریافتند که یک ستاره کوتوله سفید اخیراً کشف شده (به یاد داشته باشید که این چیزها بسیار کم نور هستند) از نظر گرانشی با سیستمی متشکل از سه ستاره به نام HD 190412 پیوند خورده است.

کشف کوتوله سفید که اکنون HD 190412 C نامیده می‌شود، این سه قلو را به چهار قلو تبدیل کرد، اما چیزهای بیشتری در جریان بود. خواص آن نشان می‌دهد که در حال گذراندن فرآیند تبلور است.

اینکه آیا آن کریستال کوتوله سفید الماس است یا خیر، ناشناخته است. چگالی کوتوله‌های سفید بیش از 1 میلیون کیلوگرم بر متر مکعب است، در حالی که چگالی الماس حدود 3500 کیلوگرم بر متر مکعب است. آلوتروپهای متراکم تر کربن وجود دارد. از سوی دیگر، الماس زیادی در اطراف آن در فضا شناور است.

سه ستاره دیگر در سیستم به تیم اجازه دادند تا سن کوتوله سفید را به صورت خارجی محدود کنند – کاری که قبلاً برای یک کوتوله سفید متبلور شناخته شده انجام نشده است.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

White Dwarf Star Enters Its Crystallization Era, Turning Into A ‘Cosmic Diamond’

By MICHELLE STARR11 June 2023

https://www.sciencealert.com/white-dwarf-star-enters-its-crystallization-era-turning-into-a-cosmic-diamond