Белые карлики — это звезды размером примерно с Землю. Появляются они после того, как красный гигант теряет свои внешние слои в планетарной туманности. Наше Солнце столкнется с этой судьбой через 5 миллиардов лет.
Когда в прошлом году Gaia (космический телескоп Европейского космического агентства) показал точные расстояния и светимости для 1,7 миллиарда звезд, он также измерил эти свойства для 200 000 белых карликов — это больше в тысячу раз по сравнению с тем, что было доступно ранее.
Теперь результаты, основанные на данных Gaia и появившихся в Nature от 9 января, показывают, что тысячи белых карликов кристаллизуются в глубинах своих ядер. (Основываясь на этих выводах, Солнце тоже кристаллизуется примерно через 10 миллиардов лет).
Свидетельством этого изменения является диаграмма, которая отображает величину (меру светимости) в зависимости от цвета (показатель температуры). Пьер-Эммануэль Тремблей (Pier-Emmanuel Tremblay. Университет Уорика, Великобритания) и его коллеги разместили на этой диаграмме 15 000 белых карликов в пределах 300 световых лет от Солнца, обнаружив, что они находятся именно там, где предсказывали определенные эволюционные модели.
Эти модели предполагают, что при определенной температуре ядра белые карлики должны испытывать фазовый переход. Эти довольно экзотичные звезды упаковывают так много вещества в такое маленькое пространство, что атомные ядра объединяются в своего рода жидкость. Электроны, тем временем, становятся несвязанными и образуют своего рода газообразную дымку. Фазовый переход происходит, когда белый карлик остывает ниже 10 миллионов градусов и ядро жидкости затвердевает. Более того, ядра выделяют тепло по мере того, как они оседают в упорядоченной структуре, точно так же, как замерзающая вода выделяет энергию, когда она упорядочивает свои молекулы. Таким образом, кристаллизующееся ядро фактически задерживает полное охлаждение белого карлика. Как только ядро станет полностью твердым, охлаждение возобновится.