Международная группа астрофизиков нашла ответ на загадку «мертвых звезд»: почему некоторые белые карлики не остывают так, как предсказывает теория. Открытие меняет представления ученых о том, сколько лет звездам на самом деле и что с ними происходит, когда они умирают.
Считается, что белые карлики — это «мертвые звезды», которые медленно, но непрерывно остывают. Исчерпав источник ядерной энергии, эти звезды перестают производить тепло и остывают, пока плотная плазма в их недрах не замерзнет в твердое состояние, а звезда не затвердеет изнутри. Этот процесс охлаждения занимает миллиарды лет.
Но в 2019 году спутника Gaia показали популяцию белых карликов, которые перестали остывать более 8 млрд лет назад. Это указывало на то, что некоторые подобные звезды генерировали значительную энергию, что противоречило классической картине «мертвых звезд».
В новом исследовании астрофизики обнаружили, что у некоторых белых карликов плотность образующихся при замерзании твердых кристаллов ниже, чем у жидкости. Поэтому они поднимаются на поверхность и вытесняют более тяжелую жидкость вниз. Транспорт тяжелого материала к центру звезды высвобождает гравитационную энергию, которой достаточно, чтобы на миллиарды лет затормозить охлаждение звезды.
Схематическое изображение процессов в «нормальных» белых карликах (слева) и тех, где охлаждение остановилось (справа). Изображение: Antoine Bédard et al., University of Warwick
У исследователей есть гипотеза, почему это происходит только с некоторыми звездами. Разница, вероятно, связана с их составом. Некоторые белые карлики образуются в результате слияния двух звезд. Это столкновение меняет состав звезды таким образом, что материал может образовываться плавающие кристаллы, полагают ученые.
Авторы исследования полагают, что открытие потребует пересмотра учебников по астрономии и переоценки возраста звездного населения. Сейчас оценивают температуру белых карликов, чтобы определить возраст: чем холоднее звезда, тем она старше. Но из-за дополнительной задержки некоторые белые карлики могут быть на миллиарды лет старше, чем считалось.
