Обычно белые карлики, считающиеся "мёртвыми звёздами", постепенно остывают. Однако в 2019 году данные от спутника Gaia Европейского космического агентства (ESA) обнаружили популяцию белых карликов, которые прекратили охлаждение более восьми миллиардов лет назад. Это показало, что некоторые из них могут генерировать дополнительную энергию, что противоречит общепринятому представлению о "мёртвых звёздах", и исследователи не могли объяснить, как это происходит.
Новое исследование, опубликованное в Nature под руководством доктора Антуана Бедара из Университета Уорика и доктора Саймона Блуэна из Университета Виктории (Канада), раскрывает механизм этого необычного явления.
Более 97% звёзд Млечного Пути в конечном итоге становятся белыми карликами. Ранее считалось, что эти звёзды приближаются к завершению своей жизни. Перестав производить тепло после исчерпания своего источника ядерной энергии, они остывают, пока плазма в их недрах не замерзает в твердое состояние, и звезда не застывает изнутри. Этот процесс может продолжаться миллиарды лет.
Согласно новому исследованию, у некоторых белых карликов внутренняя плазма не просто замерзает. Вместо этого твердые кристаллы, образующиеся при замерзании, менее плотны, чем жидкость, и поэтому стремятся всплывать. Поднятие кристаллов вверх вытесняет более тяжелую жидкость вниз. Это перемещение более тяжелого материала к центру звезды высвобождает гравитационную энергию, достаточную, чтобы прекратить охлаждение звезды на миллиарды лет.
Антуан Бедар, научный сотрудник Университета Уорика, сказал:
Это объяснение согласуется со всеми наблюдаемыми свойствами этой необычной популяции белых карликов. Этот механизм транспортировки впервые наблюдался у звезд любого типа, что очень интересно: такие астрофизические явления открываются далеко не каждый день!
Исследователи предполагают, что различие в поведении связано с составом звезды. Саймон Блуэн, научный сотрудник Канадского института теоретической астрофизики при Университете Виктории, объяснил: "Вероятно, различие связано с составом звезды. Некоторые белые карлики формируются в результате слияния двух звезд. Когда звезды сталкиваются и образуют белого карлика, состав звезды меняется, что может привести к образованию плавающих кристаллов".
Это новое открытие потребует пересмотра учебников по астрономии и пересмотра методов определения возраста звёздного населения. В настоящее время белые карлики используются как индикаторы возраста: чем холоднее белый карлик, тем старше он. Однако из-за дополнительной задержки охлаждения некоторые звезды данной температуры могут быть на миллиарды лет старше, чем ранее предполагалось.
Бедар добавил:
Открытый нами механизм транспорта означает, что некоторые белые карлики светят так же ярко, как "обычные" звезды, в течение миллиардов лет. Это усложняет датировку возраста и использование белых карликов для реконструкции формирования нашей Галактики.