Ühel päeval - arvatavasti miljardite aasta pärast - sureb meie päike. Mis aga täpselt juhtub päikesega selle pika eluea lõpus, on juba pikka aega arutluse all olnud. Ajakirja Nature uuringus avaldatud uued tähelepanekud näitavad, et enamik tähti, sealhulgas päike, muutuvad tõenäoliselt Maa suuruselt hiiglaslikeks kosmikristallideks, mis tähistavad kohta, kus meie päikesesüsteem kunagi asus.
Leiutis pärineb Euroopa Kosmoseagentuuri Gaia kosmoseteleskoobist, mis vaatles lähemalt Maa umbes 300 valgusaasta jooksul valgete kääbustena tuntud 15 000 tähejäänuse värvi ja heledust. Viiskümmend aastat tagasi ennustasid astronoomid, et valge kääbiku elu lõppedes jahutab see vedelast tahkeks ja kristalliseerub piisavalt, kuid neil polnud selle kohta mingeid tõendeid. See uus uuring annab esimesed vaatluslikud tõendid selle kohta, et tähtede jäänused jahutavad tõepoolest kosmilisi diskopalle.
Tegelikult ütleb Warwicki ülikooli juhtiv autor ja astronoom Pier-Emmanuel Tremblay Deborah Netburnile ajalehes The Los Angeles Times, et enamus tuntud universumi tähtedest kristalliseerub lõpuks.
"Mõnekümne miljardi aasta pärast koosneb universum suuresti tihedatest kristallkeradest, " ütleb ta. "Edaspidi on need objektid täiesti domineerivad."
Mis on valge kääbus? Põhimõtteliselt on see tähe elu üks lõppfaase. Keskmise suurusega tähed õhutavad nende olemasolu, sulatades vesiniku heeliumiks nende ülekuumendatud südamikes. Nendest tuumareaktsioonidest vabanev energia ja rõhk tekitavad tähe stabiilsena hoidmiseks soojuse ja välisrõhu. Lõpuks aga muudavad väikesed ja keskmise suurusega tähed - mida defineeritakse kui midagi, mille mass on vähem kui umbes 8 korda suurem kui meie päikese mass - muundavad suurema osa nende vesinikust heeliumiks. Nendest reaktsioonidest tulenev rõhk ei suuda tähe tuumast gravitatsioonijõudu ületada. Seejärel hakkab täht iseenesest kokku kukkuma, siis hakkab uuesti kuumenema ja hakkab oma viimast järelejäänud vesinikku tuumast välja sulatama põlevas kestas, mis põhjustab tähe massilise laienemise punaseks hiiglaseks. See muutub piisavalt kuumaks, et sulatada selle heeliumi tuum raskematesse elementidesse hapnikku ja süsinikku. Pärast seda puhub see välja oma välimised kihid ja järele jääb valge kääbus ehk tähe kulutatud tuum, mis jahtub mitme miljardi aasta jooksul aeglaselt.
Netburni sõnul muutuksid valged kääbused aja jooksul lihtsalt maha ja ega muutuks kristallideks, tähed muudaksid värvi ja kaotaksid heleduse sujuval, etteaimataval viisil, muutudes jahtumisel sinisest oranžiks punaseks.
Kuid Gaia teleskoobi andmed näitasid, et paljud valged kääbused lakkasid miljonite ja mõnikord miljardite aastate jooksul jahenemast, selle asemel, et järgida seda ennustatavat rada ja vabastasid selle asemel energiat. Kõige mõistlikum seletus on see, et sel perioodil kristalliseerub valge kääbus, see protsess annab energiat.
"Me nägime teatud värvide ja heledusega valgete kääbuste hunnikut, mis ei olnud evolutsiooni mõttes muidu omavahel seotud, " ütleb Pier-Emmanuel pressiteates. "Mõistsime, et see ei olnud selgelt eristatav valgete kääbuste populatsioon, vaid 50 aastat tagasi ennustatud jahutamise ja kristalliseerumise mõju."
Mõned teadlased uskusid, et kui valged kääbused kristalliseeruksid, oleks protsessi eraldatav energia astronoomide tuvastamiseks liiga väike. Kuid see pole nii ja protsessi käigus eralduv energia on ennustuste ülemises otsas. Teises pressiteates väidab Tremblay, et tõenäoliselt on see seotud kääbuste koosseisuga.
„Meil pole mitte ainult tõendeid soojuse eraldumise kohta tahkestumisel, vaid ka vaatluste selgitamiseks on vaja märkimisväärselt rohkem energia eraldumist. Usume, et selle põhjuseks on hapniku kõigepealt kristalliseerumine ja seejärel vajumine südamikku - protsess, mis sarnaneb settega Maa jõe sängis, ”ütleb ta. "See surub süsinikku ülespoole ja eraldamine vabastab gravitatsioonilise energia."
Ehkki teadmine, et neist tähtedest saavad kristallsfäärid, on päris huvitav, on sellel astronoomide jaoks praktilisi tagajärgi. Kuna valged kääbused jahtusid teadaolevalt ühtlase kiirusega, kasutatakse neid sageli tähtklastrite moodustamiseks. Kuid valge kääbuse kristalliseerumise kiirus sõltub selle massist. Suuremad tähed läbivad kristallimisprotsessi miljardi aasta pärast, väiksemate tähtede kristalliseerumine võib aga miljardeid aastaid kauem aega võtta. Teadlaste sõnul peavad nad looma paremad mudelid selle kohta, kuidas need tähed kristalliseeruvad, et neid tähtklastrite paremaks dateerimiseks kasutada.
Maakeral on veel natuke aega minna, kuni Päike muudab end massiliseks astrokillriks. Hinnanguliselt kulub umbes 5 miljardit aastat, enne kui see kütusest läbi põleb ja valgeks kääbuseks muutub. Jahtumiseks ja kristallumiseks kulub veel 5 miljardit aastat.
