ดาวแคระขาวกำลังกลายเป็น ‘เพชร’ ขนาดยักษ์

นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวแคระขาวที่ประกอบด้วยคาร์บอนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ในกระบวนการตกผลึกห่างจากโลกเพียง 104 ปีแสง

การจำลองแกนของดาวแคระขาวที่ตกผลึกเป็นเพชร ภาพ: ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียน

อุณหภูมิและมวลของดาวฤกษ์บ่งชี้ว่าแกนกลางของดาวฤกษ์กำลังเปลี่ยนรูปเป็นเพชรจักรวาลที่เป็นของแข็ง ผลการวิจัยดังกล่าวจะตีพิมพ์ในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society และสามารถดูได้ในฐานข้อมูล arXiv โดย Science Alert รายงานเมื่อวันที่ 11 มิถุนายน

สสารในดาวแคระขาวถูกบีบอัดแต่ไม่ยุบตัวลงสู่แกนกลางโดยแรงกดดันจากการเสื่อมสภาพของอิเล็กตรอน ถึงแม้ว่าดาวแคระขาวจะมีแสงสลัวมาก แต่ก็ยังคงเรืองแสงจากความร้อนที่หลงเหลืออยู่ เมื่อเวลาผ่านไป ดาวแคระขาวจะเย็นตัวลงและจะพัฒนาเป็นดาวแคระดำเมื่อสูญเสียความร้อนทั้งหมด และเปลี่ยนเป็นคาร์บอนที่เป็นผลึก

การประมาณการณ์ระบุว่ากระบวนการนี้กินเวลายาวนานมาก ประมาณหนึ่งล้านล้านปี ในขณะที่จักรวาลมีอายุเพียง 13,800 ล้านปีเท่านั้น ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ จึงสามารถสรุปได้ว่าสัญญาณการตกผลึกเริ่มต้นที่แกนกลางของดาวแคระขาวเท่านั้น

ในระหว่างการตกผลึก อะตอมของคาร์บอนและออกซิเจนภายในดาวแคระขาวจะหยุดเคลื่อนที่อย่างอิสระและสร้างพันธะกัน เรียงตัวกันเป็นโครงตาข่ายผลึก พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากกระบวนการนี้จะสลายตัวไปในรูปของความร้อน ทำให้การเย็นตัวของดาวแคระขาวช้าลง ทำให้ดาวแคระขาวดู "อายุน้อยกว่า" จริง

ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติซึ่งนำโดย Alexander Venner จากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นควีนส์แลนด์ ประเทศออสเตรเลีย ได้ใช้ข้อมูลจากหอสังเกตการณ์ Gaia เพื่อค้นหาระบบดาวหลายดวง และค้นพบดาวแคระขาวดวงหนึ่งที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของระบบดาวสามดวงที่เรียกว่า HD 190412 ระบบ HD 190412 ได้รับการเปลี่ยนชื่อเป็น 190412 C และกลายมาเป็นระบบดาวสี่ดวง

ลักษณะของดาวแคระขาวบ่งชี้ว่ามันกำลังตกผลึก ดาวมีความหนาแน่นมากกว่า 1 ล้านกิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ในขณะที่เพชรมีความหนาแน่น 3,500 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

ดาวฤกษ์อีกสามดวงในระบบนี้ทำให้ทีมงานสามารถระบุอายุของดาวแคระขาวได้ ระบบดาวฤกษ์นี้มีอายุประมาณ 7,300 ล้านปี และดาวแคระขาวมีอายุ 4,200 ล้านปี ความแตกต่างของอายุ 3,100 ล้านปีบ่งชี้ว่าอัตราการตกผลึกทำให้การเย็นตัวของดาวแคระขาวล่าช้าไปหนึ่งพันล้านปี ความใกล้ชิดกับโลกของดาวฤกษ์นี้บ่งชี้ว่าอาจมีระบบเช่นนี้อยู่หลายแห่งในจักรวาล

ตามรายงานของ An Khang/VNE (Science Alert)

แหล่งที่มา