우리의 태양 은 불타는 가스의 영원한 공처럼 보일지 모르지만 언젠가는 죽을 것입니다. 이것은 특히 수십억 년 동안 지구에 살고있는 모든 것에 대해 어리석은 것처럼 들릴 수 있지만 태양의 파멸 에는 밝은면이 있습니다. 2019 년 1 월 네이처 저널에 실린 연구에 따르면 , 우리의 죽은 별은 반짝이는 유산을 남기고 거대한 크리스탈로 변할 것입니다. 그러나 이것은 일반 샹들리에에서 찾을 수있는 크리스탈 유형이 아닙니다.
초대형 항성 결정에 대해 이야기하기 전에 먼저 태양과 같은 별이 어떻게 살고 죽는 지 이해해야합니다.
거인에서 드워프로
태양은 핵융합에 의해 연료를 공급받습니다. 그것의 거대한 중력은 핵에서 수소 원자를 함께 분쇄하여 헬륨을 만들고, 이러한 융합 과정에서 방출되는 막대한 양의 에너지는 행복한 평형을 유지하면서 바깥쪽으로 밀려납니다. 이 과정에 충분한 수소 연료가 공급되는 한, 핵은 거의 동일한 크기와 온도 (약 1500 만 켈빈)로 유지되어 태양계 전체에 방출되는 에너지를 생성하여 궁극적으로 지구라는 거주 가능한 특정 행성에서 생명의 진화를 육성합니다. . 이 수소 연소 단계는 태양의 수명의 90 %, 즉 "주 계열"로 알려진 항성 생명의 기간 동안 지속됩니다. 우리는 현재 태양의 주 계열 일로부터 약 45 억년 또는 그 수명의 절반 정도가되었습니다.
수소 가 모두 소모 되면 어떻게됩니까 ? 가볍게 말하면 상황이 조금 미쳐지기 시작합니다. 수소를 융합하여 생성 된 에너지의 외부 압력이 없으면 태양의 중력이 코어를 압도하여 더 작은 공간으로 분쇄하고 온도를 10 배로 높입니다. 그래도 괜찮습니다. 더 무거운 헬륨 핵은 서로 융합되기 시작하여 평형을 유지하기 위해 다시 한 번 외부 압력을 생성합니다. 이것은 "헬륨 섬광 (helium flash)"으로 알려진 갑작스런 에너지의 유출로 표시되는 약 50 억년 후에 일어날 것으로 예상됩니다. 헬륨이 융합되면서 탄소와 산소가 형성되고 코어의 온도가 다시 상승합니다.
얼마 지나지 않아 더 무거운 요소도 융합되기 시작하고 전체적으로 태양이 마모로 인해 조금 더 나빠 보일 것입니다. 그것은 부풀어 오르기 시작할 것이고, 그 상층을 제거하기 시작하는 잔인한 태양풍으로 행성 간 공간을 폭파하기 시작할 것입니다. 우리의 태양이 초신성으로 폭발 대규모만큼이 아니지만, 그것은 것입니다 가능성이 지구의 궤도를 넘어 확장, 적색 거성으로 설정합니다. 그리고 그것은 좋지 않습니다. 우리 행성은 축배가 될 것입니다.
우리 별이 죽은 후, 그것은 태양 플라즈마의 희미한 잔해를 남길 것입니다.- 차세대 별과 행성을 만들기 위해 계속 될 새로 형성된 무거운 원소로 풍성해진 아름다운 행성상 성운 을 생성합니다. 그리고 그 핵심은 백색 왜성으로 알려진 뜨거운 별의 잔재, 밝게 반짝이는 작고 조밀 한 별, 그 자리에 있었던 태양의 증거.
백색 왜성은 수십억 년 동안 스스로를 지탱할 수 있으며 영원히 사라지고 희미 해집니다. 그러나 이것이 이야기의 끝은 아닙니다. 현재 우리 은하 전체에 걸쳐 별을 정밀 측정하고있는 유럽 가이아 임무의 관측을 사용 하여 영국 워릭 대학의 연구자 들은 숨겨진 백색 왜성 비밀을 발견했습니다.
지금까지.
크리스탈 드워프
형성 직후 백색 왜성은 극도로 뜨거워서 이전에 온 주 계열성 중심에 있던 강렬한 에너지를 발산합니다. 형성 후 수십억 년 동안 백색 왜성은 서서히 냉각되고 특정 시점에 포함 된 산소와 탄소는 액체 물이 얼어 고체 얼음으로 변하는 것과 유사한 상전이를 거치게됩니다. 압력 — 응고되어 거대한 결정체를 형성합니다.
워릭 대학 물리학과의 피어-엠마누엘 트렘 블레이 (Pier-Emmanuel Tremblay) 는 보도 자료에서 "모든 백색 왜성은 진화의 어느 시점에서 결정화 될 것입니다 . 이것은 우리 은하에있는 수십억 개의 백색 왜성이 이미 그 과정을 완료했으며 본질적으로 하늘의 수정 구체라는 것을 의미합니다. 태양 자체는 약 100 억 년 후에 수정 백색 왜성이 될 것입니다.”
Tremblay의 팀은 가이아 관측을 분석하여 지구로부터 300 광년 이내에있는 15,000 명의 백색 왜성의 광도와 색상을 측정했습니다. 그들이 발견 한 것은 특정 색과 밝기를 가진 별들의 과잉 (또는 "더미 쌓기")이었다. 그들은이 별들의 그룹이이 상전이가 일어나기위한 조건이 적절한 항성 진화에서 유사한 단계를 나타내어 냉각을 지연시켜 노화 과정을 늦춘다는 것을 깨달았습니다. 연구원들은이 별들 중 일부가 최대 20 억년까지 수명을 연장했음을 발견했습니다.
"이것은 백색 왜성이 결정화되거나 액체에서 고체로 전환된다는 최초의 직접적인 증거입니다"라고 Tremblay는 또한 성명서에서 덧붙였습니다. "우리는 결정화로 인해 특정 광도와 색상에서 백색 왜성의 숫자가 쌓이는 것을 50 년 전에 관찰해야한다고 예측했으며 지금은 이것이 관찰되었습니다."
결정화 된 백색 왜성은 단지 별의 호기심이 아닙니다. 그들의 양자 구성은 우리가 실험실에서 재현 할 수있는 것과는 다릅니다. 백색 별 물질이 결정화됨에 따라 그 물질은 양자 수준에서 정렬되어 핵이 3D 격자로 정렬되어 금속 산소 코어와 탄소가 풍부한 외부 층을 생성합니다.
그래서 우리는 태양과 같은 별이 죽은 후에 그들의 이야기가 끝나지 않았습니다. 모든 백색 왜성은이 결정화 단계를 거쳐 거대한 다이아몬드 모양의 별 잔해로 은하계를 뒤덮을 것입니다.
이제 그것은 흥미로운 아이디어입니다
비틀즈가 그들의 히트 곡 "Lucy in the Sky with Diamonds"를 불렀을 때 아마도 그들은 LSD를 대중 문화가 믿게하는 것처럼 언급하지 않았을 것입니다. 아마도 그들은 우리가 지금 밤하늘을 채우는 것으로 알고있는 수십억 개의 별 다이아몬드에 고개를 끄덕 였을 것입니다.
