Maždaug prieš penkiasdešimt metų astronomai numatė, koks bus didžiausias mūsų Saulės likimas. Remiantis teorija, Saulė išnaudos savo vandenilio degalų milijardus metų nuo šiol ir išsiplės iki Raudonojo milžino, paskui išmesdama išorinius sluoksnius ir tapdama balta nykštukė. Po dar kelių milijardų metų aušinimo vidus kristalizuosis ir taps tvirtas.
Dar visai neseniai astronomai turėjo mažai įrodymų pagrįsti šią teoriją. Tačiau dėka EKA „Gaia“ observatorija, astronomai dabar gali milžinišku tikslumu pastebėti šimtus tūkstančių baltųjų nykštukinių žvaigždžių - įvertindami atstumą, ryškumą ir spalvą. Tai savo ruožtu leido jiems išsiaiškinti, kokia ateitis yra mūsų saulei, kai tai nebe tokia šilta, geltona žvaigždė, kurią šiandien žinome ir mylime.
Neseniai žurnale pasirodė tyrimas, kuriame aprašomos šios išvados Gamta pavadinimu „Pagrindinė kristalizacija ir besikaupiančių augančių baltųjų nykštukų aušinimo seka.“ Tyrimui vadovavo Warwicko universiteto docentas Pier-Emmanuelis Tremblay. Tyrime dalyvavo keli Warwicko astronomijos ir astrofizikos grupės, Montréal universiteto ir Šiaurės Karolinos universiteto tyrėjai.
Žvelgiant į žvaigždžių evoliuciją, dešimtmečių stebėjimai, sujungti su teoriniais modeliais, leido astronomams padaryti išvadą, kas nutiks žvaigždei, remiantis jos klasifikacija. Nors didesnės žvaigždės (pavyzdžiui, mėlyni super-milžinai) ilgainiui virsta supernova ir virsta neutroninėmis arba juodosiomis skylėmis, mažesnės žvaigždės, tokios kaip mūsų Saulė, išorinius sluoksnius išstumia į planetos ūkius ir galiausiai užbaigia savo gyvenimo ciklą kaip balta nykštukė.
Šios ypač tankios žvaigždės ir toliau skleidžia radiaciją atvėsdamos - procesas trunka milijardus metų. Galų gale jų interjerai bus pakankamai vėsūs - apie 10 milijonų ° C (50 milijonų F) - kad dėl jų šerdims daromo didelio slėgio medžiaga kristalizuosis ir taps kieta. Manoma, kad tai įvyks iki 97% Paukščių Tako žvaigždžių, o likusios taps neutroninėmis žvaigždėmis arba juodosiomis skylėmis.
Kadangi baltosios nykštukės yra vienos seniausių žvaigždžių Visatoje, jos yra neįtikėtinai naudingos astronomams. Kadangi jų gyvenimo ciklas yra nuspėjamas, jie naudojami kaip „kosminiai laikrodžiai“, siekiant tiksliai įvertinti kaimyninių žvaigždžių grupių amžių. Tačiau sunku nustatyti, kas nutiks baltosioms nykštukėms jų gyvenimo ciklo pabaigoje.
Anksčiau astronomai buvo riboti, kai reikėjo sužinoti apie baltųjų nykštukių, kuriuos jie galėtų ištirti, skaičių. Visa tai pasikeitė diegiant Gaia, kosmoso observatorija, pastaruosius kelerius metus praleidusi tiksliai matuojant žvaigždžių padėtis, atstumus ir judesius, kad būtų sukurtas išsamiausias kada nors sukurtas 3D kosmoso katalogas.
Kaip savo naujausiame ESA pranešime spaudai nurodė EMTT * Starto stipendijų stipendininkas Pier-Emmanuelis Tremblay:
„Anksčiau mes turėdavome atstumus tik keliems šimtams baltųjų nykštukų ir daugelis jų būdavo klasteriuose, kur visi yra vienodo amžiaus. Su „Gaia“ dabar atstumas, ryškumas ir spalvos yra šimtai tūkstančių baltųjų nykštukų, kad būtų galima dideliu kiekiu pieno pieno išorinio disko mėginio, apimančio pradines mases ir įvairius amžius. “
Tyrimui astronomai panaudojo „Gaia“ duomenis, kad išanalizuotų daugiau nei 15 000 žvaigždžių liekanų per 300 šviesos metų nuo Žemės. Iš šio pavyzdžio jie sugebėjo nustatyti žvaigždžių skaičiaus perteklių (dar vadinamą krūva), kurių spalvos ir ryškumas neatitiko nė vienos masės ar amžiaus.
Šis krūva, palyginus su evoliuciniais žvaigždžių modeliais, atrodė, kad sutapo su vystymosi stadija, kai žvaigždės praranda šilumą dideliais kiekiais. Šis procesas sulėtina natūralų aušinimo procesą ir negyvosios žvaigždės nustos pritemdytos, todėl jos atrodo iki 2 milijardų metų jaunesnės, nei yra iš tikrųjų.0
„Tai yra pirmas tiesioginis įrodymas, kad baltosios nykštukės kristalizuojasi arba pereina iš skysto į kietą“, - „Warwick“ pranešime spaudai paaiškino Tremblay. „Prieš penkiasdešimt metų buvo prognozuota, kad turėtume pastebėti baltųjų nykštukų skaičiaus padidėjimą dėl tam tikro šviesumo ir spalvų dėl kristalizacijos, ir tik dabar tai buvo pastebėta“.
Šis modelis, kai blizgesys nesusijęs su amžiumi, buvo viena iš pagrindinių prognozių, susijusių su baltųjų nykštukų kristalizavimu prieš 50 metų. Dabar, kai astronomai turi tiesioginių šio proceso įrodymų, greičiausiai tai turės įtakos mūsų supratimui apie tai, į kokias žvaigždžių grupes turėtų būti įtrauktos baltosios nykštukės.
„Baltosios nykštukės tradiciškai naudojamos žvaigždžių populiacijų, tokių kaip žvaigždžių spiečiai, išorinis diskas ir aureolė, pažinimui pagal mūsų pieno kelią“, - sakė D. Tremblay. „Dabar turėsime sukurti geresnius kristalizacijos modelius, kad gautume tikslesnius šių sistemų amžiaus įvertinimus.“
Pavyzdžiui, nors visos baltosios nykštukės kristalizuojasi tam tikru savo evoliucijos momentu, laikas, kurio reikia, priklauso nuo žvaigždės. Masyvesni balti nykštukai greičiau atvėsta ir pasiekia tokią temperatūrą, kurioje kristalizacijos įvyksta greičiau (maždaug po milijardo metų). Mažesnėms baltosioms nykštukėms, kuriomis taps mūsų Saulė, gali prireikti net šešių milijardų metų, kad įvyktų tas pats perėjimas.
„Tai reiškia, kad milijardai baltųjų nykštukų mūsų galaktikoje jau yra baigę procesą ir iš esmės yra krištolo sferos danguje“, - sakė D. Tremblay. Tuo tarpu mūsų Saulė gali pereiti per maždaug dešimt milijardų metų. Tuo metu mūsų Saulė bus išėjusi iš savo Raudonojo milžino šakelės fazės, tapusi balta nykštukė ir pradėjusi kristalizacijos procesą.
Tai tik naujausias apreiškimas Gaia misija, kuri pastaruosius penkerius metus praleido katalogizuodama dangaus objektus Paukščių Take ir kaimyninėse galaktikose. Iki misijos pabaigos (tikimasi, kad tai įvyks iki 2022 m.), Planuojama paskelbti dar du duomenis: DR3 išleidimas numatytas 2021 m., O galutinis leidimas dar turi būti nustatytas.
* Tyrimas tapo įmanomas dėl Europos mokslinių tyrimų tarybos (EMTT) finansavimo.
