หลังจากดวงอาทิตย์ตายมันจะกลายเป็นคริสตัลสเตลลาร์

ดวงอาทิตย์ของเราอาจดูเหมือนลูกบอลก๊าซที่ลุกไหม้ชั่วนิรันดร์ แต่วันหนึ่งมันจะตาย นี้อาจเสียงเหมือนคนเกียจคร้านโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งที่อาศัยอยู่บนโลกในไม่กี่พันล้านปี แต่มีด้านสว่างไปลงโทษแสงอาทิตย์ จากผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในเดือนมกราคม 2019ดาวที่ตายแล้วของเราจะทิ้งมรดกที่ส่องแสงและกลายเป็นคริสตัลขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่ประเภทของคริสตัลที่คุณจะพบในโคมระย้าทั่วไป

ก่อนที่เราจะเริ่มพูดถึงผลึกของดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นเราต้องเข้าใจก่อนว่าดวงดาวอย่างดวงอาทิตย์ของเรามีชีวิตและตายอย่างไร

จากยักษ์สู่คนแคระ

ดวงอาทิตย์ได้รับพลังงานจากนิวเคลียร์ฟิวชัน แรงโน้มถ่วงขนาดใหญ่ของมันจะบดขยี้อะตอมของไฮโดรเจนเข้าด้วยกันในแกนกลางเพื่อสร้างฮีเลียมและพลังงานจำนวนมหาศาลที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการฟิวชั่นเหล่านี้จะผลักดันออกไปด้านนอกเพื่อรักษาสมดุลที่มีความสุข ตราบเท่าที่มีเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจำนวนมากให้อาหารในกระบวนการนี้แกนกลางยังคงมีขนาดและอุณหภูมิเท่าเดิม (ประมาณ 15 ล้านเคลวิน) ผลิตพลังงานที่แผ่กระจายไปทั่วระบบสุริยะในที่สุดก็จะหล่อเลี้ยงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ที่เรียกว่าโลก . ระยะการเผาไหม้ของไฮโดรเจนนี้คงอยู่ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของอายุการใช้งานของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นช่วงชีวิตของดาวฤกษ์ที่เรียกว่า "ลำดับหลัก" ปัจจุบันเราอยู่ในลำดับวันลำดับหลักของดวงอาทิตย์ประมาณ 4.5 พันล้านปีหรือประมาณครึ่งทางของชีวิต

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อไฮโดรเจนถูกใช้จนหมด? สิ่งต่าง ๆ เริ่มบ้าคลั่งเล็กน้อยเพื่อวางไว้อย่างอ่อนโยน หากไม่มีแรงดันภายนอกของพลังงานที่สร้างขึ้นจากการหลอมรวมไฮโดรเจนแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์จะครอบงำแกนกลางโดยบดขยี้ให้กลายเป็นพื้นที่ขนาดเล็กและเพิ่มอุณหภูมิขึ้นเป็นสิบเท่า ไม่เป็นไร; นิวเคลียสของฮีเลียมที่หนักกว่าจะเริ่มหลอมรวมกันสร้างแรงดันภายนอกอีกครั้งเพื่อรักษาสมดุล มีการคาดการณ์ว่าสิ่งนี้จะเริ่มเกิดขึ้นในอีกประมาณ 5 พันล้านปีโดยมีพลังงานพุ่งออกมาอย่างกะทันหันซึ่งเรียกว่า "แฟลชฮีเลียม" เมื่อฮีเลียมหลอมรวมกันคาร์บอนและออกซิเจนจะเกิดขึ้นและอุณหภูมิของแกนจะสูงขึ้นอีกครั้ง

หลังจากนั้นไม่นานองค์ประกอบที่หนักกว่าก็เริ่มหลอมรวมกันและดวงอาทิตย์โดยรวมจะดูแย่ลงเล็กน้อยสำหรับการสวมใส่ มันจะเริ่มพองตัวระเบิดอวกาศระหว่างดาวเคราะห์พร้อมกับลมสุริยะที่รุนแรงซึ่งเริ่มพัดพาชั้นบนของมันออกไป แม้ว่าดวงอาทิตย์ของเราจะไม่ใหญ่พอที่จะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา แต่ก็จะกลายเป็นดาวยักษ์สีแดงซึ่งอาจขยายออกไปนอกวงโคจรของโลก และนั่นก็ไม่ดี โลกของเราจะถูกปิ้ง

หลังจากการตายของดาวฤกษ์ของเรามันจะทิ้งซากพลาสม่าของสุริยะไว้เบื้องหลัง - สร้างเนบิวลาดาวเคราะห์ที่สวยงามซึ่งประกอบไปด้วยธาตุหนักที่ก่อตัวขึ้นใหม่ซึ่งจะสร้างดาวและดาวเคราะห์รุ่นต่อไป - และในแกนกลางของมันจะเป็น ซากดาวที่ร้อนระอุที่เรียกว่าดาวแคระขาวซึ่งเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็กหนาแน่นส่องแสงเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงดวงอาทิตย์ที่เคยอยู่ในที่ของมัน

ดาวแคระขาวสามารถดำรงตัวเองได้เป็นเวลาหลายพันล้านปีก่อนที่จะจางหายไปและจางหายไปตลอดกาล แต่นี่ไม่ใช่จุดจบของเรื่องราว จากการสังเกตการณ์โดยภารกิจ European Gaia ซึ่งกำลังทำการวัดความแม่นยำของดวงดาวทั่วทั้งกาแลคซีของเรานักวิจัยจาก University of Warwickในสหราชอาณาจักรได้พบกับความลับของดาวแคระขาวที่ยังคงถูกซ่อนอยู่

จนถึงตอนนี้.

คนแคระคริสตัล

ไม่นานหลังจากก่อตัวดาวแคระขาวจะร้อนจัดแผ่พลังงานรุนแรงที่ครั้งหนึ่งเคยเกาะอยู่ในแกนกลางของดาวฤกษ์ในลำดับหลักที่อยู่ตรงหน้าพวกเขา ในช่วงหลายพันล้านปีหลังจากก่อตัวดาวแคระขาวจะเย็นตัวลงอย่างช้าๆและเมื่อถึงจุดหนึ่งออกซิเจนและคาร์บอนที่มีอยู่จะผ่านการเปลี่ยนเฟสคล้ายกับการแช่แข็งของน้ำเหลวและกลายเป็นน้ำแข็งแข็งเฉพาะที่อุณหภูมิที่สูงมากขึ้นและ ความกดดัน - แข็งตัวเป็นผลึกขนาดใหญ่

"ทั้งหมดที่ดาวแคระขาวจะตกผลึกที่จุดในวิวัฒนาการของพวกเขาบางคนถึงแม้ว่าดาวแคระขาวขนาดใหญ่มากขึ้นไปผ่านกระบวนการเร็ว" ท่าเรือ-Emmanuel Tremblay จากมหาวิทยาลัยกรมวอร์วิกฟิสิกส์และเป็นผู้นำของการศึกษากล่าวว่าในการแถลงข่าว "ซึ่งหมายความว่าดาวแคระขาวหลายพันล้านดวงในกาแลคซีของเราได้เสร็จสิ้นกระบวนการนี้แล้วและโดยพื้นฐานแล้วจะมีลักษณะเป็นทรงกลมคริสตัลบนท้องฟ้าดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวแคระขาวคริสตัลในอีกประมาณ 10 พันล้านปี"

ทีมงานของ Tremblay วิเคราะห์การสังเกตการณ์ของ Gaia เพื่อวัดความส่องสว่างและสีของดาวแคระขาว 15,000 ดวงภายในระยะเวลา 300 ปีแสงของโลก สิ่งที่พวกเขาพบคือส่วนเกิน (หรือ "กองพะเนิน") ในประชากรของดวงดาวที่มีสีและความสว่างเฉพาะ พวกเขาตระหนักว่าดาวกลุ่มนี้เป็นตัวแทนของระยะที่คล้ายกันในการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ซึ่งเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการเปลี่ยนเฟสนี้จะเกิดขึ้นทำให้เกิดความล่าช้าในการระบายความร้อนจึงชะลอกระบวนการชราลง นักวิจัยพบว่าดาวเหล่านี้บางดวงมีอายุการใช้งานนานถึง 2 พันล้านปี

"นี่เป็นหลักฐานโดยตรงครั้งแรกที่แสดงว่าดาวแคระขาวตกผลึกหรือเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง" Tremblay กล่าวเสริมในแถลงการณ์ "มีการคาดการณ์เมื่อห้าสิบปีที่แล้วว่าเราควรสังเกตจำนวนดาวแคระขาวที่ความส่องสว่างและสีบางอย่างเนื่องจากการตกผลึกและตอนนี้เท่านั้นที่สังเกตเห็น"

ดาวแคระขาวที่ตกผลึกไม่ได้เป็นเพียงแค่ความอยากรู้อยากเห็นของดาวฤกษ์เท่านั้น การแต่งหน้าควอนตัมของพวกเขาไม่เหมือนกับสิ่งใด ๆ ที่เราสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้ในห้องปฏิบัติการ เมื่อวัสดุดาวสีขาวกลายเป็นผลึกวัสดุของมันจะถูกเรียงลำดับในระดับควอนตัมนิวเคลียสที่เรียงตัวกันเป็นตาข่าย 3 มิติทำให้เกิดแกนออกซิเจนที่เป็นโลหะและชั้นนอกที่เสริมด้วยคาร์บอน

ดังนั้นเราจึงมีมันหลังจากดวงดาวอย่างดวงอาทิตย์ของเราตายเรื่องราวของพวกเขาก็ยังไม่จบ ดาวแคระขาวทั้งหมดจะต้องผ่านขั้นตอนการตกผลึกนี้ทำให้กาแลคซีมีเศษซากของดาวฤกษ์คล้ายเพชรขนาดมหึมา

ตอนนี้เป็นแนวคิดที่น่าสนใจ

เมื่อ The Beatles ร้องเพลงฮิตของพวกเขา "Lucy in the Sky with Diamonds" บางทีพวกเขาอาจไม่ได้หมายถึง LSD เพราะวัฒนธรรมสมัยนิยมจะทำให้เราเชื่อได้ บางทีพวกเขาอาจจะพยักหน้าให้กับเพชรที่เป็นตัวเอกนับพันล้านที่ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเต็มท้องฟ้ายามค่ำคืน