Datele de la nava spațială Gaia a ESA au arătat pentru prima dată cum piticii albi, rămășițele moarte ale stelelor precum Soarele nostru, se transformă în sfere solide după ce gazul fierbinte din interiorul lor se răcește.
Acest proces de solidificare sau cristalizare a materialului din interiorul piticilor albe a fost prevăzut în urmă cu 50 de ani, dar astronomii nu au putut observa suficient de multe dintre aceste obiecte pentru a vedea o probă care dezvăluie acest proces.
„Obișnuim să avem doar câteva sute de pitici albi și mulți dintre ei erau în grupuri de aproximativ aceeași vârstă”, spune Pierre-Emmanuel Tremblay, de la Universitatea din Warwick, Marea Britanie, autorul principal al lucrării care descrie rezultatele.
Cu ajutorul Gaiei, am obținut mai multe informații. O mulțime de date au fost primite de la diferite obiecte cu distanțe, luminozitate și culoare diferite. Este vorba despre sute de mii de pitici albe din discul exterior al Căii Lactee, cu mase diferite și vârste diferite.
În estimarea exactă a distanței față de aceste stele, Gaia face o descoperire, permițând astronomilor să își măsoare adevărata luminozitate cu o precizie fără precedent.
(Fotografia principală arată un pitic alb, o rămășiță moartă a unei stele ca Soarele nostru, cu un miez solid cristalizat.)
Piticele albe sunt rămășițele unor stele de dimensiuni medii similare cu Soarele nostru. După ce aceste stele au ars tot combustibilul nuclear din nucleul lor, și-au eliberat straturile exterioare, lăsând în urmă un miez fierbinte care începe să se răcească.
Aceste rămășițe superdense încă emit radiații termice pe măsură ce se răcesc și sunt vizibile astronomilor ca obiecte destul de slabe. Se estimează că până la 97% din stelele din Calea Lactee se vor transforma în cele din urmă în pitici albe, în timp ce cele mai masive se vor dovedi a fi stele cu neutroni sau găuri negre.
Video promotional:
Răcirea piticilor albi durează miliarde de ani. Odată ce ating o anumită temperatură, materia inițial fierbinte din miezul stelei începe să se cristalizeze, devenind solidă. Procesul este similar cu transformarea apei lichide în gheață pe Pământ la temperaturi zero, cu excepția faptului că temperatura la care se produce această solidificare în piticele albe este extrem de ridicată -
aproximativ 10 milioane de grade Celsius.
În acest studiu, astronomii au analizat peste 15.000 de rămășițe stelare candidate la 300 de ani-lumină de pe Pământ. Gaia a putut vedea aceste pitici albe cristalizate ca un grup distinct.
„Am văzut un număr mare de pitici albe de diferite culori și nuanțe care nu erau legate între ele în ceea ce privește evoluția lor”, spune Pierre-Emmanuel.
„Ne-am dat seama că aceasta nu este o populație separată de pitici albi, ci efectul de răcire și cristalizare prevăzut în urmă cu 50 de ani."
Căldura degajată în timpul acestui proces de cristalizare, care durează câteva miliarde de ani, pare să încetinească evoluția piticilor albi.
„Piticii albi au fost folosiți în mod tradițional pentru datarea în vârstă a populațiilor stelare, cum ar fi grupurile de stele”, explică Pierre-Emmanuel.
„Acum trebuie să dezvoltăm modele de cristalizare mai bune pentru a obține estimări mai precise despre vârsta acestor sisteme."
Nu toate piticele albe se cristalizează în același ritm. Stelele mai masive se răcesc mai repede și ating temperaturi la care se produce cristalizarea în aproximativ un miliard de ani. Piticele albe de masă inferioară, mai aproape de stadiul final așteptat al Soarelui, se răcesc mai lent, până la șase miliarde de ani pentru a se transforma în sfere solide moarte.
Soarele mai are aproximativ cinci miliarde de ani înainte de a deveni o pitică albă, iar astronomii estimează că va dura încă cinci miliarde de ani după aceea până la urmă să se răcească într-o sferă cristalină.
„Acest rezultat subliniază versatilitatea Gaiei și a numeroaselor sale aplicații”, spune Timo Prusti, Proiectul de știință Gaia la ESA.
