Всего в сотне световых лет от нас астрономы заметили белого карлика, температура которого не соответствует его реальному возрасту. Это указывает на то, что мертвая звезда подогревается кристаллизацией своих недр, медленно превращаясь в черного карлика — объект, который до сих пор известен только в теории.
Кристаллизация недр белого карлика: взгляд художника / ©Mark Garlick, University of Warwick
Солнце и другие не слишком крупные звезды заканчивают жизнь, превращаясь в белых карликов. Они постепенно остывают, но так медленно, что этот процесс может занять триллионы лет, пока бывшая звезда не охладеет до состояния черного карлика. Сама Вселенная слишком молода для этого, и возможно, что в ней до сих пор не появилось ни одного такого объекта. Однако недавно австралийские астрономы заметили белый карлик в процессе перехода, подогреваемый кристаллизацией остывающего вещества. Их статья принята к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Когда ресурсы для термоядерного синтеза заканчиваются, звезда умирает. Ее дальнейшая судьба зависит от массы; звезды средних размеров становятся белыми карликами. Они сбрасывают внешние оболочки, а ядро, которое больше не поддерживает внутреннее давление термоядерных реакций, коллапсирует. Возникший компактный и сверхплотный объект насыщен сравнительно тяжелыми элементами, такими как углерод, которые образовались во время прошлой жизни звезды.
По звездным меркам, белые карлики тусклы, но продолжают излучать, постепенно рассеивая, тепло, пока не превратятся в черных карликов. Ни один такой объект пока не известен: теория предсказывает, что процесс занимает невероятное время, возможно, до сотен миллиардов и триллионов лет. Однако признаки такого перехода обнаружили недавно Александр Веннер (Alexander Venner) и его коллеги из Университета Южного Квинсленда, причем сравнительно недалеко от Земли.
Остывание белого карлика должно сопровождаться кристаллизацией его вещества. Атомы углерода и кислорода перестают свободно течь и выкладываются в упорядоченную решетку, в состояние с меньшей энергией. Этот процесс идет с выделением тепла, дополнительно замедляя охлаждение белого карлика. В результате его температура не должна соответствовать реальному возрасту. Несколько лет назад массовый обзор белых карликов подтвердил, что многие из них намного горячее, чем должны быть.
Подобную картину наблюдали астрономы и в системе HD 190412, находящейся от нас на расстоянии чуть больше сотни световых лет. Было известно, что она включает три «обычные» звезды главной последовательности, но новые наблюдения показали, что тут же вращается и белый карлик, гравитационно связанный с ними. Возраст самой системы ученые оценивают в 7,3 миллиарда лет, а температура карлика соответствует возрасту 4,2 миллиарда лет.
Эти оценки довольно приблизительны, однако какой бы ни была разница, она указывает на протекающие в недрах карлика процессы кристаллизации вещества. Более того, тот факт, что он обнаружен так близко от Солнца, может показывать, что подобные объекты должны быть довольно многочисленны. Возможно, вскоре будут найдены и новые белые карлики, понемногу переходящие в черные.
