Röntgenstrålar strömmar från solen på den här bilden som visar observationer från NASA:s Nuclear Spectroscopic Telescope Array, eller NuSTAR, överlagrat på en bild tagen av NASA:s Solar Dynamics Observatory (SDO). Kredit:NASA
Vår sol och miljarder stjärnor precis som den är på väg mot ett konstigt, kallt öde.
Ny forskning tyder på att långt efter att vi har rullat, kokande livgivande stjärna får slut på bränsle den kommer långsamt att bilda en förkylning, död, supertät kristallsfär ungefär lika stor som jorden som kommer att dröja kvar som en genomskinlig gravsten i nära evigheten.
"Om tiotals miljarder år från nu kommer universum till stor del att bestå av täta kristallsfärer, sa Pier-Emmanuel Tremblay, en astrofysiker vid University of Warwick i Coventry, England, som ledde arbetet som publicerades denna vecka i Natur . "I framtiden, dessa objekt kommer att vara helt dominerande."
För att komma till denna slutsats, forskarna använde data som samlats in av Europeiska rymdorganisationens Gaia-teleskop för att analysera färgen och ljusstyrkan hos 15, 000 vita dvärgstjärnor inom 300 ljusår från jorden.
Vita dvärgstjärnor är bland de äldsta föremålen i universum, och representerar en av de sista livsfaserna för stjärnor som solen.
För närvarande, vår sol är ungefär halvvägs genom huvudsekvensfasen, vilket innebär att den skapar energi genom att smälta väte till helium i dess kärna.
Om cirka 5 miljarder till 6 miljarder år kommer det att ta slut på väte. Sedan kommer dess kärna att krympa och resten av stjärnan kommer att blåsa upp till en relativt kortlivad röd jättefas som kommer att pågå i cirka 500 miljoner till en miljard år innan den drar ihop sig igen.
Efter denna sammandragning kan stjärnan fortfarande skapa energi genom att smälta helium för att skapa kol och syre, sa Tremblay.
Dock, denna form av energiproduktion brinner snabbt och kommer bara att hålla i några miljarder år.
När den processen tar slut, solen kommer att gå in i den vita dvärgstadiet, som i huvudsak är en pensionerad stjärna som huvudsakligen består av syre och kolgas.
Vita dvärgstjärnor börjar extremt varma, men de genererar inte längre sin egen energi. Och medan de initialt utstrålar tillräckligt med värme för att vi kan se dem i våra teleskop, de förlorar långsamt sin energi under miljarder år.
"Det är som att ta ett varmt kol ur en eld och låta det svalna in på natten, " sa JJ Hermes, en astronom vid University of Boston som arbetade med studien.
Det är inte möjligt att observera kristallstrukturer i vita dvärgstjärnor direkt, men det är möjligt att se bevis på kristallisationsprocessen, sa författarna.
Om stjärnorna inte kristalliserade skulle de svalna med en jämn hastighet, går från blått till orange till rött och tappar ljusstyrkan längs en slät sluttning. Men det är inte vad Gaia-data visar.
Istället, författarna fann ett överskott av vita dvärgstjärnor i en viss färg och ljusstyrka.
Denna pileup, eller trafikstockning i data tyder på att vid ungefär samma tidpunkt i kylningsprocessen, stjärnorna slutar helt enkelt bli kallare.
"Vi ser dem sitta där i hundratals miljoner och till och med miljarder år när de borde svalna på en mycket kortare tidsskala, " sa Hermes.
Den enda förklaringen till detta är att dessa stjärnor har en extra energikälla, sa Tremblay.
Även om stjärnan inte längre genererar sin egen kärnenergi, det visar sig att när materia kristalliseras från en vätska till en fast substans frigör den energi.
Du kan se detta när vatten går från en vätska till en fast substans i frysen, Hermes förklarade. Om du höll koll med en termometer, du skulle upptäcka att vattnets temperatur stannar vid noll grader Celsius ett tag – den exakta tiden som H 2 O-molekyler omarrangerar sig till isens kristallstruktur.
När väl kristallarrangemanget är på plats, isen kommer att fortsätta svalna i mer eller mindre jämn hastighet tills den når samma temperatur som miljön i frysen.
Samma sak händer i kärnor av dessa vita dvärgstjärnor förutom under en mycket längre tidsperiod, sa författarna. När syret och kolet i stjärnan kristalliserar, de avger värme, vilket får stjärnan att stoppa sin kylning i ungefär 2 miljarder år.
Många forskare trodde att det var troligt att vita dvärgstjärnor skulle bilda kristaller när de svalnade, men det rådde oenighet om huruvida energin som frigjordes från processen skulle vara detekterbar, sa Tremblay.
Det nya fyndet tyder på att inte bara den energin kan detekteras, men det är i den övre delen av förutspådda uppskattningar av teoretiker, han sa.
Men precis som vattnet i din frys fortsätter att svalna efter att det släppt ut all sin latenta energi, vita dvärgar återupptar så småningom också sin kylning.
Och när processen är klar blir de så kallade svarta dvärgar – kalla kristallsfärer som inte kan detekteras med våra teleskop eftersom de inte avger energi.
En dag i en avlägsen framtid, Tremblay sa, 97 procent av stjärnorna i universum kommer att möta detta öde.
©2019 Los Angeles Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.
