Jednog dana - vjerojatno milijardu godina od sada - naše će sunce umrijeti. Ipak, što se točno događa sa suncem na kraju njegovog dugog života, već je dugo bilo za raspravu. Nova zapažanja izviještena u studiji u časopisu Nature otkrivaju da će se većina zvijezda, uključujući i sunce, vjerojatno pretvoriti u ogromne svemirske kristale veličine Zemlje koji će obilježiti mjesto na kojem je nekada bio naš Sunčev sustav.
Do otkrića dolazi iz svemirskog teleskopa Gaia Europske svemirske agencije, koji je pomno proučio boju i svjetlinu ostataka 15.000 zvijezda poznatih kao bijeli patuljci unutar oko 300 svjetlosnih godina od Zemlje. Prije pedeset godina astronomi su prvi predvidjeli da će se na kraju života bijelog patuljaka dovoljno ohladiti da prijeđe iz tekuće u krutu i kristalizira, ali nisu imali dokaza. Ova nova studija daje prve promatračke dokaze da se ostaci zvijezda doista hlade u kozmičke disko kuglice.
U stvari, vodeći autor i astronom Pier-Emmanuel Tremblay sa sveučilišta Warwick kaže Deborah Netburn iz Los Angeles Timesa da će se većina zvijezda u poznatom svemiru na kraju kristalizirati.
"Za desetine milijardi godina svemir će biti sastavljen uglavnom od gustih kristalnih sfera", kaže on. "U budućnosti će ti objekti biti potpuno dominantni."
Dakle, što je bijeli patuljak? U osnovi, to je jedna od posljednjih faza života zvijezde. Zvijezde srednje veličine potiču svoje postojanje topljenjem vodika u helij u njihovim super zagrijanim jezgrama. Energija i pritisak oslobođeni tih nuklearnih reakcija stvaraju toplinu i vanjski tlak da bi zvijezda bila stabilna. Na kraju, međutim, zvijezde malih i srednjih dimenzija - definirane kao išta s masom manjom od oko 8 puta veću od mase našeg sunca - pretvorit će većinu svog vodika u helij. Pritisak tih reakcija neće moći nadvladati silu gravitacije iz jezgre zvijezde. Zvijezda će se tada početi raspadati na sebi, zatim će se ponovno zagrijavati i počet će topiti svoj preostali preostali vodik izvan jezgre u gorućoj ljusci koja uzrokuje da se zvijezda masovno širi u crveni div. To će postati dovoljno vruće da stapa svoju helijevu jezgru u teže elemente kisik i ugljik. Nakon toga, ona će ispuhati svoje vanjske slojeve, a ono što ostaje je bijeli patuljak, odnosno istrošena jezgra zvijezde koja će se sporo hladiti tijekom nekoliko milijardi godina.
Prema Netburnu, ako se bijeli patuljci vremenom jednostavno ohlade i ne pretvore u kristale, zvijezde bi mijenjale boju i izgubile svjetlinu u glatkom, predvidljivom putu, pretvarajući se od plave u narančastu do crvenu dok su se hladile.
Ali podaci teleskopa Gaia pokazali su da su se mnogi bijeli patuljci prestali hladiti milijunima, a ponekad i milijardama godina, umjesto da slijede taj predvidljivi put i umjesto toga puste energiju. Najrazumnije objašnjenje je da se u tom vremenskom razdoblju bijeli patuljak kristalizira, proces koji odaje energiju.
"Vidjeli smo gomilu bijelih patuljaka određenih boja i svjetiljki koje inače nisu povezane zajedno u smislu njihove evolucije", kaže Pier-Emmanuel u priopćenju za javnost. "Shvatili smo da to nije izrazita populacija bijelih patuljaka, već učinak hlađenja i kristalizacije predviđen prije 50 godina."
Neki su istraživači vjerovali da bi, ako se bijeli patuljci iskristaliziraju, energija odabrana procesom bila premala da bi ga astronomi mogli otkriti. Ali to nije slučaj, a energija odabrana tijekom postupka nalazi se na gornjem kraju predviđanja. U drugom priopćenju za javnost Tremblay kaže da to vjerojatno ima veze sa sastavom patuljaka.
„Ne samo da imamo dokaze oslobađanja topline nakon stvrdnjavanja, već je potrebno i više oslobađanja energije da bismo objasnili opažanja. Vjerujemo da je to zbog kristalizacije kiseonika, a zatim potonućeg u jezgru, procesa sličnog sedimentaciji na koritu rijeke na Zemlji “, kaže on. "To će ugljik gurnuti prema gore i to razdvajanje oslobađa gravitacijsku energiju."
Iako je saznanje da ove zvijezde postaju kristalne sfere prilično zanimljivo, astronomi imaju praktične posljedice. Budući da se znalo da se bijeli patuljci hlade stalnom brzinom, često se koriste za stvaranje nakupina zvijezda. Ali brzina kristalizacije bijelog patuljaka ovisi o njegovoj masi, a veće zvijezde prolaze proces kristalizacije nakon milijardu godina, dok će manjim zvijezdama trebati milijarde godina duže da započnu kristalizaciju. Istraživači kažu da trebaju stvoriti bolje modele kako se ove zvijezde kristaliziraju kako bi ih iskoristili za bolji datum zvjezdanih skupina.
Zemlji ostaje još vremena prije nego što se Sunce pretvori u masivni astro-luster. Procjenjuje se da će proći oko 5 milijardi godina prije nego što gorivo izgori i postane bijeli patuljak, a potrebno je još 5 milijardi godina da se ohladi i kristalizira.
