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盖亚揭示了白矮星的第一次结晶

时间:2021-08-07 18:52:02 来源:

一个白色矮小的例证,一个明星的死的残余喜欢我们的太阳,与结晶的,坚实核心。白矮星是中型恒星的遗体,类似于我们的太阳。一旦这些星星烧焦了核心的所有核燃料,它们就会脱落它们的外层,留下了开始冷却的热核心。ESA的Galaxy-Mapping SpaceCraft Gaia捕获的数据首次揭示了白矮人变成固体球体,因为最初的核心内的最初热物质开始结晶,变得坚固。

ESA的Galaxy-Mapping SpaceCraft Gaia捕获的数据首次揭示了白矮人,恒星像我们的阳光一样的尸体,变成坚固的球体,因为它们内部的热气体冷却。

在50年前预测,这种凝固或结晶的过程的凝固或结晶的过程,但直到盖亚的到来,即天文学家能够用这种精确地观察这些物体足够的这些物体,以便看到这种过程的模式。

“以前,我们只有几百个白矮星的距离,其中许多人都在群中,他们都有同龄人,”来自英国华威大学的帕迪克 - 埃姆曼纽尔特布莱说明书今天发表的结果本质上。

“与盖亚一起拥有距离,亮度和数百个白矮星的距离,亮度和颜色,在银河系的外盘中相当大的样品,跨越一系列初始群众和各种年龄。”

它处于准确估计与这些恒星的距离,盖亚突破突破,允许天文学家以前所未有的准确性衡量其真正的亮度。

白矮星是中型恒星的遗体,类似于我们的太阳。一旦这些星星烧焦了核心的所有核燃料,它们就会脱落它们的外层,留下了开始冷却的热核心。

这些超密集的残余物仍然发出热辐射,因为它们凉爽,并且天文学家可见,而是呈现淡淡的物体。据估计,银河系中最终将变成白色矮人的97%的恒星,而最大的星星将最终成为中子恒星或黑洞。

一些可能的进化途径的艺术家印象,用于不同初始群体的星星。一些原始星星,棕色矮人,从来没有真正变得足够热,以点燃完全成熟的恒星,并简单地冷却并逐渐消失。红色矮人,最常见的星星,继续燃烧,直到它们转化为氦气,转变为白色矮人。太阳般的星星在喘着粗的星云之前,浅进入红巨人,因为他们的核心倒入白矮星时,他们将外壳膨胀成五颜六色的星云。一旦他们通过燃料烧毁,最大的恒星突然崩溃,触发超新星爆炸或伽马射线爆裂,并留下中子星或黑洞。

白矮星的冷却持续数十亿年。一旦他们达到一定的温度,星芯内最初的热物质就开始结晶,变得坚固。该过程与零摄氏度的地球上的液体变成冰,除了在白色矮人发生这种凝固的温度之外,该温度非常高 - 约1000万摄氏度。

在这项研究中,天文学家在盖亚观察到的300多年的地球内分析了超过15 000个恒星残留的候选者,并且能够看到这些结晶白矮星作为一个相当鲜明的群体。

“我们看到了一堆白色矮人的某些颜色和发光,否则在他们的演变方面没有联系在一起,”Pier-Emmanuel说。

“我们意识到这不是一个不同的白矮星人群,而是50年前的冷却和结晶预测的影响。”

此图表,称为Hertzsprung-Russella图(在20世纪初设计恒星演变的天文学家之后)将有关亮度,颜色和距离超过15,000多个白矮星的信息的信息结合在地球上的300岁以下。作为黑点显示的数据来自ESA的盖亚卫星的第二个版本。白矮星是中型恒星的遗体,类似于我们的太阳。一旦这些星星烧焦了核心的所有核燃料,它们就会脱落它们的外层,留下了开始冷却的热核心。在该图中,蓝线分别显示出不同质量的白色矮种的冷却序列 - 0.6,0.9和1.1倍太阳的质量 - 从理论模型预测。分析盖亚数据,科学家发现了某些颜色的白矮星的堆积和亮度(用橙色线突出显示),其在他们的演变方面没有联系在一起。他们意识到这种堆积并不是白色矮人的不同人口,而是冷却和结晶最初热物质内的效果。这是白矮星内部结晶的第一个证据,这是1968年预测的过程。

在这种结晶过程中释放的热量,持续数十亿年,似乎减缓了白矮星的演变:死星停止调光,结果似乎比其实际更年轻了20亿年。反过来,对我们对恒星分组的理解有影响,这些白矮星是一部分。

“白矮人传统上用于恒星群体的年龄约会,如恒星,外盘和我们银河系中的光环,”Pier-Emmanuel解释道。

“我们现在必须开发更好的结晶模型,以便更准确地估计这些系统的年龄。”

并非所有白矮星都以同样的速度结晶。更加巨大的星星更快地冷却,并将达到结晶在约10亿年内发生的温度。白色矮人具有较低的群体,更接近阳光的预期终级,以较慢的方式凉爽,需要多达60亿年来转变为死固球。

太阳仍然有大约5亿年的矮人,天文学家估计它将在最终冷却到晶体球之后又需要5亿年。

“这一结果突出了盖亚和其众多应用的多功能性,”欧洲核心署盖亚项目科学家Timo Prusti说。

“这是令人兴奋的扫描天空和测量它们的性质如何导致等离子体现象的证据如此密集,在实验室中无法测试。”

出版物:Pier-Emmanuel Tremblay等,“在不断变化的白矮星的冷却序列中的核心结晶和堆积,”自然体积565,第202-205页(2019)


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