Открытие в космосе: почему некоторые звезды могут казаться моложе, чем они есть на самом деле

Ближе к концу своего жизненного цикла большинство звезд, включая Солнце, превращаются в белые карлики. После того, как красный карлик или звезда, аналогичная Солнцу, исчерпают свои запасы водорода и гелия, остатки звезды коллапсируют под своим собственным весом, становясь все более плотными, пока квантовое давление электронов не сможет сдерживать гравитацию.

Белые карлики начинают свое существование как ярко горячие угли выродившейся материи, и со временем они постепенно остывают и тускнеют.

Поскольку белый карлик не генерирует новую энергию через ядерный синтез, его тепло поддерживается только остаточной тепловой энергией. Этот факт позволяет астрономам оценить возраст белого карлика по его температуре. В основном, чем ниже температура белого карлика, тем он старше.

Однако существуют некоторые исключения. Астрономы используют иные методы для определения возраста белого карлика, такие как сравнение с возрастом скопления звезд, где он находится.

Некоторые белые карлики, как обнаружено, немного горячее, чем ожидалось, и новое исследование может прояснить причины такого явления.

Это связано с процессом остывания внутренних частей белого карлика. В начале своего существования у него была внешняя твердая оболочка с жидким ядром, аналогичным структуре Земли.

Жидкое ядро представляло собой горячую выродившуюся материю, которая со временем может кристаллизоваться. Ранее считалось, что этот процесс начинается с ядра, где давление наибольшее, и распространяется на поверхность по мере остывания звезды.

Однако новые исследования показывают, что кристаллизация может происходить иначе: вместо образования крупных кристаллов, как это было предположено ранее, могут образовываться мелкие кристаллы. Аналогично тому, как кристаллы льда менее плотны, чем окружающая вода, эти кристаллы материи белых карликов также менее плотны, чем окружающие их слои. Эти кристаллы всплывают к поверхности от ядра, создавая изолирующий слой вокруг еще горячего ядра.

В результате некоторые белые карлики сохраняют тепло дольше, чем предполагалось, и могут казаться моложе, чем они на самом деле. Таким образом, температура не всегда может служить точным показателем возраста для всех белых карликов.

Пока неясно, почему некоторые белые карлики кристаллизуются от ядра к поверхности, а другие образуют кристаллический слой, но вероятно, это связано с различиями в составе. Один из ключей может заключаться в том, что большинство белых карликов происходят от одиночных старых звезд, в то время как другие формируются в результате слияния звезд.

Вероятно, слияние белых карликов может создавать более разнообразный состав, способствующий формированию кристаллического слоя.