I en proces, der ikke er ulig menneskelig aldring, har de fleste stjerner, der kommer ind i det sidste kapitel i deres liv, en tendens til at krympe, krympe og langsomt blive hvide. Astronomer kalder disse kolde, tætte skaller af engang mægtige stjerner hvide dværge, og i modsætning til mennesker kan deres dosering vare i milliarder af år.
I den tid brænder stjerner med masser mellem ca. en tiendedel og otte gange massen af vores sol op den sidste af deres kerneenergi, kaster deres brændende ydre lag og sænker ned i ultrakompakte kerner, der pakker en solværdi af masse ind i en planet -størrelse pakke. Selvom dette muligvis kan lyde som en unglamorøs afslutning for en stjerne, udgør en ny undersøgelse, der blev offentliggjort i dag (9. januar) i tidsskriftet Nature, at hvidt dværgværk muligvis bare er starten på en smuk ny metamorfose.
I en undersøgelse af mere end 15.000 kendte hvide dværge rundt om Mælkevejen konkluderede et team af astronomer fra University of Warwick i Storbritannien, at døende stjerner ikke bare svirrer ud af eksistensen - de forvandles først til lysende krystalkugler.
"Alle hvide dværge vil krystallisere på et tidspunkt i deres udvikling," sagde hovedundersøgelsesforfatter Pier-Emmanuel Tremblay, en astrofysiker ved University of Warwick, i en erklæring. "Dette betyder, at milliarder af hvide dværge i vores galakse allerede har afsluttet processen og i det væsentlige er krystalkugler på himlen."
Hvis det er nøjagtigt, er Jordens sol selv - såvel som anslået 97 procent af stjernerne i Mælkevejen - også bestemt til at afslutte deres dage som krystalkugler, der skinner gennem kosmos.
Gaia på himlen med krystaller
Til deres nye undersøgelse brugte Tremblay og hans kolleger observationer fra Det europæiske rumfartsagenturs Gaia-satellit til at analysere lysstyrken og farverne på ca. 15.000 kendte hvide dverge beliggende inden for 300 lysår fra Jorden. De så, at et overskud af stjerner syntes at dele de samme lysstyrker og farver, uanset stjernenes størrelser og aldre.
Disse ensartede udseende antydede, at dværgene havde nået en eller anden form for fase i deres udvikling, og en, der kunne spænde over milliarder af år. Ved hjælp af modeller for stjerneudvikling bestemte forskerne, at disse dværge alle havde nået en fase, hvor latent varme blev frigivet fra deres kerner i store mængder, hvilket betydeligt bremsede deres afkøling. Og når en hvid dværg afkøles, skrev forfatterne, begynder den smeltede væske ved kernen at stivne - med andre ord begynder stjernen at vende sig til krystal.
Ifølge Tremblay giver denne undersøgelse "det første direkte bevis for, at hvide dværge krystalliserer", som endelig understøtter en hypotese, der først blev rejst af forskere for 50 år siden. Hvis disse fund faktisk er nøjagtige, kan de give forskere grund til at overveje den måde, de har dateret himmelobjekter på. Fordi det kan tage en stjerne mange milliarder af år at nå hvid dværgstatus, bruger astronomer ofte disse stjernernes ældre statsmænd for at komme med datointervaller for galakser og andre himmellegemer i en given dværgs kvarter.
Ifølge den nye undersøgelse kunne den varme, der frigives under en hvid dværgs krystallisationsfase, imidlertid bremse stjernens køling med så mange som 2 milliarder år. Hvis det er tilfældet, kan kendte hvide dværge være milliarder af år ældre end troet. Dette komplicerer en allerede mystisk kronologi; forskere er ikke helt sikre på, hvor længe en døende stjerne kan forblive en hvid dværg, før den ophører med at udsende lys og varme helt og bliver til det, som nogle forskere kalder en "sort dværg." Dette teoretiske endepunkt for stjernestatusudvikling er aldrig blevet observeret, da forskere mener, at det kunne tage en stjernekvadrillioner af år at nå denne tilstand. I en alder, der er 13,8 milliarder år gammel, er vores univers alt for ung til at være vært for sådanne ældre solskin.
Yderligere forskning er påkrævet for forskere at bedre forstå stjernenes liv og død og for at finpudse deres kosmiske dateringsmetoder. Heldigvis takket være Gaia-satellitens omfattende observationer er der et hidtil uset antal kendte hvide dverge, der bare klør for at fortælle historierne om deres lange, lange liv.
”Før Gaia havde vi 100 til 200 hvide dværge med præcise afstande og lysstyrker,” sagde Tremblay. "Nu har vi 200.000."
