白色矮星が巨大な「ダイヤモンド」に変化している

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天文学者たちは、地球からわずか104光年離れたところで、結晶化の過程にある、主に炭素と酸素でできた白色矮星を発見した。

白色矮星の核がダイヤモンドに結晶化するシミュレーション。写真: ハーバード大学スミソニアン天体物理学センター — 白色矮星の核がダイヤモンドに結晶化するシミュレーション。写真:*ハーバード大学スミソニアン天体物理学センター*

星の温度と質量は、その中心核が固体の宇宙ダイヤモンドに変化しつつあることを示唆している。研究結果は王立天文学会月報に掲載され、arXivデータベースで閲覧可能になるとサイエンスアラートが6月11日に報じた。

白色矮星内の物質は圧縮されているが、電子の縮退圧力によって中心核に崩壊しない。非常に暗いにもかかわらず、残留熱でまだ輝いています。時間が経つにつれて、それらは冷えてすべての熱を失って結晶炭素に変化し、黒色矮星へと進化します。推定によれば、このプロセスは約 1,000 兆年と非常に長いが、宇宙の年齢はわずか 138 億年である。したがって、科学者は結晶化の信号が白色矮星の中心核から始まるとしか判断できない。

結晶化の過程で、白色矮星内部の炭素原子と酸素原子は自由な動きを止めて結合し、結晶格子を形成します。この過程で放出されるエネルギーは熱として消散し、白色矮星の冷却を遅らせ、白色矮星を実際よりも「若く」見せる。

オーストラリアの南クイーンズランド大学のアレクサンダー・ヴェナー氏が率いる国際天文学者チームは、ガイア観測所のデータを使って多くの恒星系を探索している。彼らは、白色矮星が HD 190412 と呼ばれる 3 つの星からなる系の重力の影響下にあることを発見しました。HD 190412 系は 190412 C と改名され、4 つの星からなる系になりました。白色矮星の特徴は、結晶化が進行中であることを示しています。星の密度は100万kg/m3を超えますが、ダイヤモンドの密度は3,500kg/m3です。

系内の残りの3つの星により、研究チームは白色矮星の年齢を判定することができた。恒星系の年齢は約 73 億年、白色矮星の年齢は 42 億年です。年齢差は31億年であり、結晶化速度によって白色矮星の冷却が10億年遅れたことを示しています。地球に非常に近いことから、宇宙にはこのような恒星系が数多く存在する可能性があると考えられます。

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