백색왜성이 거대한 '다이아몬드'로 변하고 있다

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천문학자들은 지구에서 불과 104광년 떨어진 곳에서 대부분이 탄소와 산소로 이루어져 있고 결정화 과정에 있는 백색 왜성을 발견했습니다.

백색 왜성 핵이 다이아몬드로 결정화되는 과정을 시뮬레이션한 것입니다. 사진: 하버드-스미소니언 천체물리학 센터 — 백색 왜성 핵이 다이아몬드로 결정화되는 과정을 시뮬레이션한 것입니다. 사진: *하버드-스미소니언 천체물리학 센터*

별의 온도와 질량은 그 핵이 단단한 우주 다이아몬드로 변하고 있음을 시사합니다. Science Alert는 6월 11일에 해당 연구 결과를 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 저널에 게재하고 arXiv 데이터베이스에서도 볼 수 있다고 보도했습니다.

백색 왜성의 물질은 압축되지만 전자 축퇴 압력으로 인해 중심부로 붕괴되지는 않습니다. 매우 어두워도 여전히 잔여열로 빛납니다. 시간이 지나면서 이들은 식어서 열을 모두 잃고 결정질 탄소로 변하면서 검은 왜성으로 진화합니다. 추정에 따르면 이 과정은 약 1조 년으로 매우 긴데, 우주의 나이는 불과 138억 년에 불과합니다. 따라서 과학자들은 결정화 신호가 백색 왜성의 중심에서 시작된다는 것을 확인할 수밖에 없습니다.

결정화 과정에서 백색 왜성 내부의 탄소와 산소 원자는 자유롭게 움직이는 것을 멈추고 결합을 형성하여 결정 격자로 배열됩니다. 이 과정에서 방출되는 에너지는 열로 소실되어 백색 왜성의 냉각 속도를 늦추고 실제보다 "젊어" 보이게 만듭니다.

호주 퀸즐랜드 대학교의 알렉산더 베너가 이끄는 국제 천문학자 팀에 따르면, 가이아 천문대의 데이터를 사용하여 많은 항성계를 탐색하고 있습니다. 그들은 백색 왜성이 HD 190412라는 3성계의 중력적 영향을 받고 있다는 것을 발견했습니다. HD 190412 계는 190412 C로 이름이 바뀌었고 4성계가 되었습니다. 백색 왜성의 특징은 그것이 결정화 과정을 거치고 있음을 나타냅니다. 별의 밀도는 100만 kg/m3가 넘지만 다이아몬드의 밀도는 3,500 kg/m3입니다.

연구팀은 시스템에 남아 있는 세 개의 별을 이용하여 백색 왜성의 나이를 알아낼 수 있었습니다. 항성계의 나이는 약 73억 년이고, 백색왜성의 나이는 42억 년입니다. 연령 차이는 31억 년으로, 이는 결정화 속도로 인해 백색 왜성의 냉각이 10억 년 지연되었음을 나타냅니다. 지구와의 거리가 매우 가까워 우주에는 그러한 항성계가 많이 있을 가능성이 있습니다.

안캉 ( Science Alert 에 따르면)

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