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.

백색왜성 핵이 다이아몬드로 결정화되는 모습 시뮬레이션. 사진: 하버드-스미소니언 천체물리학 센터

별의 온도와 질량은 그 핵이 단단한 우주 다이아몬드로 변하고 있음을 시사합니다. Science Alert는 6월 11일, 이 연구 결과를 학술지 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'에 게재하고 arXiv 데이터베이스에서도 이용할 수 있다고 보도했습니다.

백색왜성의 물질은 전자 축퇴압에 의해 압축되지만 핵으로 붕괴되지는 않습니다. 매우 어둡지만, 여전히 잔여 열을 가지고 빛납니다. 시간이 지남에 따라 식으면서 열을 모두 잃고 결정질 탄소로 변하면서 흑색왜성으로 진화합니다.

추정에 따르면 이 과정은 약 1,000조 년으로 매우 긴데, 우주의 나이는 138억 년에 불과합니다. 따라서 과학자들은 결정화 징후가 백색 왜성의 중심부에서 시작된다는 사실만 확인할 수 있습니다.

결정화 과정에서 백색 왜성 내부의 탄소와 산소 원자는 자유로운 움직임을 멈추고 결합을 형성하여 결정 격자를 형성합니다. 이 과정에서 방출되는 에너지는 열로 소산되어 백색 왜성의 냉각 속도를 늦추고, 실제보다 "젊어" 보이게 합니다.

호주 퀸즐랜드 대학교의 알렉산더 베너가 이끄는 국제 천문학자 팀은 가이아 천문대의 데이터를 사용하여 다중성계를 탐색한 결과, HD 190412라는 삼중성계의 중력에 영향을 받는 백색 왜성을 발견했습니다. HD 190412계는 190412 C로 이름이 바뀌고 사중성계가 되었습니다.

백색 왜성의 특징은 결정화 과정을 거치고 있음을 시사합니다. 별의 밀도는 100만 kg/m³가 넘고, 다이아몬드의 밀도는 3,500 kg/m³입니다.

연구팀은 이 항성계의 다른 세 별을 통해 백색왜성의 나이를 측정했습니다. 항성계의 나이는 약 73억 년이고 백색왜성은 42억 년입니다. 31억 년이라는 나이 차이는 결정화 속도가 백색왜성의 냉각을 10억 년 늦췄음을 시사합니다. 지구와의 근접성은 우주에 이러한 항성계가 많이 존재할 가능성을 시사합니다.

An Khang/VNE(Science Alert)에 따르면

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