Пре око педесет година астрономи су предвиђали каква ће бити коначна судбина нашег Сунца. Према теорији, Сунце ће исцрпити гориво водоника милијарде година од данас и проширити се на Црвени гигант, а затим ће га испустити из спољних слојева и постати бели патуљак. Након још неколико милијарди година хлађења, унутрашњост ће се искристализирати и постати чврста.
Донедавно су астрономи имали мало доказа који би подржали ову теорију. Али захваљујући ЕСА-има Опсерваторија Гаиа, астрономи су сада у стању да са огромном прецизношћу посматрају стотине хиљада белих патуљастих звезда - одмеравајући њихову удаљеност, светлост и боју. То им је заузврат омогућило да проуче шта будућност има за наше Сунце када више није топла, жута звезда какву данас познајемо и волимо.
Студија која описује ове налазе недавно се појавила у часопису Природа под насловом „Кристализација језгре и нагомилавање у низу хлађења еволуираних белих патуљака.“ Студију је водио Пиер-Еммануел Тремблаи, доцент на Универзитету Варвицк, и укључио је више истраживача из Варвицкове групе Астрономи анд Астропхисицс, Университе де Монтреал и Универзитета Северна Каролина.
Када је у питању еволуција звезда, деценије посматрања у комбинацији са теоријским моделима су омогућиле астрономима да закључе шта ће се догодити звезди на основу њене класификације. Док веће звезде (попут плавих супер-дивова) на крају постану супернова и постану неутронске звезде или црне рупе, мање звезде попут нашег Сунца ће пролити своје спољне слојеве да постану планетарне маглице и на крају ће свој животни циклус завршити као бели патуљак.
Ове ултра-густе звезде и даље емитују зрачење док се хладе, процес који траје милијарде година. На крају ће се њихова унутрашњост довољно охладити - око 10 милиона ° Ц (50 милиона ° Ф) - да ће екстремни притисак који врши на њихове језгре проузроковати да се материјал тамо кристализује и постане чврст. Процењује се да ће то бити судбина до 97% звезда у Млечном путу, док ће остале постати неутронске звезде или црне рупе.
Пошто су бели патуљци међу најстаријим звездама у Универзуму, они су невероватно корисни астрономима. Пошто је њихов животни циклус предвидив, они се користе као "космички сатови" за процену старости група суседних звезда са високим степеном тачности. Али утврђивање шта се дешава са белим патуљцима до краја њиховог животног циклуса је изазовно.
Раније су астрономи били ограничени када је реч о броју белих патуљака које су могли да проуче. Све се то променило применом Гаиа, свемирска опсерваторија која је провела последњих неколико година прецизно мерећи положаје, растојања и померања звезда ради стварања најцрпнијег 3Д каталога свемира икада направљеног.
Као што је Пиер-Еммануел Тремблаи, ЕРЦ * Стартинг Грант стипендиста, најавио у недавном саопштењу ЕСА-е:
„Раније смо имали удаљености за само неколико стотина белих патуљака и многи од њих били су у гроздовима, где сви имају исту старост. Са Гаиом сада имамо удаљеност, сјај и боју стотина хиљада белих патуљака за значајан узорак на спољном диску Млечног пута, који се протеже у распону од почетних маса и свих старосних доба. "
За своју студију астрономи су користили податке Гаиа да би анализирали више од 15 000 кандидата за звезде у 300 светлосних година Земље. Из овог узорка успели су да идентификују вишак у броју звезда (ака. Гомила) које су имале одређене боје и светлине које нису одговарале ниједној маси или старости.
Чини се да се та гомила, упоређена са еволутивним моделима звезда, поклапа са развојном фазом у којој звезде губе топлоту у великим количинама. Овај процес успорава природни процес хлађења и узрокује да мртве звезде престану да се замагљују, због чега се појављују до две милијарде година млађе него што заправо јесу.0
"Ово је први непосредни доказ да се бијели патуљци кристализирају, или прелазе из течних у чврсти", објаснио је Тремблаи у изјави за Варвицк-ову изјаву. "Пре педесет година било је предвиђено да приметимо скуп белих патуљака на одређеним светлинама и бојама због кристализације и тек сада је то примећено."
Овај образац, где светлост није повезана са старошћу, било је једно од кључних предвиђања предвиђених за кристализацију белих патуљака пре 50 година. Сада, када астрономи имају директне доказе о овом процесу на делу, вероватно ће то утицати на наше разумевање у које звјездане груписање треба укључити бијеле патуљке.
"Бели патуљци се традиционално користе за добивање звезданих популација као што су гроздови звезда, спољни диск и ореол у нашем Млечном путу", рекао је Тремблаи. "Сада ћемо морати да развијемо боље моделе кристализације да бисмо добили тачније процене старости ових система."
На пример, док ће се сви бели патуљци кристализирати у неком тренутку своје еволуције, време које вам треба варира у зависности од звезде. Масивнији бели патуљци брже се хладе и достижу температуру на којој кристализација долази пре (за око милијарду година). Мањим белим патуљцима, каквим ће постати и наше Сунце, можда ће бити потребно чак шест милијарди година да направе исти прелаз.
„То значи да су милијарде белих патуљака у нашој галаксији већ завршили процес и у суштини су кристалне сфере на небу“, рекао је Тремблаи. У међувремену, може се очекивати да ће наше Сунце проћи овај прелаз за око десет милијарди година. У том тренутку, наше ће Сунце изаћи из фазе Црвеног џиновског огранка, постати бели патуљак и започети процес кристализације.
Ово је само најновије откриће које потиче из Гаиа мисије, која је протеклих пет година провела каталогизирајући небеске објекте у Млечном путу и суседним галаксијама. Пре завршетка мисије (очекује се да ће се догодити до 2022.), предвиђена су још два објављивања података, а издање ДР3 заказано је за 2021. годину, а коначно издање тек треба да се утврди.
* Истраживање је омогућено захваљујући финансирању Европског истраживачког савета (ЕРЦ).
