Плавучие кристаллы остановили замерзание белых карликов
Белые карлики оказались не такими уж «мертвыми», как принято считать. Ученые объяснили, почему некоторые из этих звезд перестают «затвердевать» и откуда в них берется энергия на то, чтобы продолжать ровно светить на протяжении миллиардов лет.
В 2019 году астрономы построили диаграмму Герцшпрунга — Рассела по данным обзора «Гайя». Эта диаграмма иллюстрирует соотношение светимости звезд с их спектральным классом и между другими величинами. Главное, что в ней хорошо видны ветви-классы звезд. И вот в линии белых карликов ученые заметили необычное «скопление», которое они назвали Q-ветвью. Она располагалась там, где должны быть массивные белые карлики, находящиеся в процессе охлаждения. Но анализ показал, что от пяти до девяти процентов из этого «скопления» на самом деле очень старые; просто они не остывают уже на протяжении как минимум восьми миллиардов лет. Наконец ученые объяснили, как этим звездам удалось остановить свою «смерть».
В стандартной модели охлаждения белого карлика его кристаллизация идет изнутри наружу. «Мертвая» звезда, истратившая свой термоядерный ресурс, начинает охлаждаться, плазма в ее недрах кристаллизуется. При этом выделяется заметное количество тепла и энергии. Они, конечно, замедляют процесс охлаждения, но не способны остановить его на миллиарды лет.
По расчетам астрофизиков, у большинства массивных белых карликов ядро должно состоять из кислорода и неона. Их охлаждение протекает по стандартному сценарию. И все же в некоторых слияниях двойных звезд должны формироваться массивные белые карлики с углерод-кислородным ядром и большим количеством примесей, богатых нейтронами. Например, неоном-22.
Как выяснили авторы нового исследования, опубликованного в Nature, при таком составе процесс затвердевания превращается в дистилляцию.
В массивных белых карликах с «примесями» формируются плавучие кристаллы. Они двигаются «вверх», в то время как более тяжелая, насыщенная неоном-22 жидкость смещается вниз. По оценке авторов, насыщенность неоном-22 вырастает с трех процентов до примерно 30 процентов массы. Авторы использовали неон-22 в качестве «представителя» всех насыщенных нейтронами молекул.
Как результат увеличивается масса ядра (плотность вырастает примерно на восемь процентов), белый карлик слегка сжимается (радиус уменьшается на один процент), за счет чего выделяется дополнительная энергия. Именно она тормозит охлаждение. По расчетам, в зависимости от массы белого карлика оно останавливается на 7-13 миллиардов лет. Чем больше масса, тем короче «остановка», потому что процесс протекает быстрее, и энергия выделяется быстрее.
Авторы работы смоделировали эволюцию массивных белых карликов, среди которых большинство были «обычными», а от пяти до девяти процентов — с составом, подходящим для формирования плавучих кристаллов. Результаты впервые точно совпали по положению и ширине с Q-ветвью в данных «Гайя».
«Это открытие потребует пересмотра не только учебников по астрономии, но и методов оценки возраста звездных популяций», — отметил Саймон Блуин (Simon Blouin), соавтор новой работы из Университета Виктории (Канада).
Получается, что на протяжении миллиардов лет такие белые карлики светятся так же, как и «нормальные». Значит, они могут быть значительно старше, чем выглядят. А ведь именно по возрасту звезд ученые определяют возраст скоплений и восстанавливают истории их формирования. В их числе и наша галактика Млечный Путь.
Популяция таких белых карликов все же не настолько большая. Поэтому не стоит ждать существенных переоценок. Конечно, астрономы теперь будут учитывать их существование.
Telegram 
Дзен 
VK Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Молодежь сегодня проводит часы в онлайн-общении, и их манера речи часто определяется возможностью скрываться за никами. Общение в сети не только помогает оставаться на связи, но и может способствовать распространению травли, троллинга и другой словесной агрессии. Ученые считают, что анонимность усиливает эти явления, снижает самоконтроль и ответственность за свои слова. Исследование экспертов МГППУ выяснило, как анонимность в интернете меняет язык молодых людей. Понимание этих механизмов важно для создания эффективных мер профилактики негативных языковых проявлений.
Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Российского квантового центра и МГУ впервые применили оптический подход для работы с прямыми объемными магнитостатическими спиновыми волнами. Им удалось не только возбудить, но и зарегистрировать их с помощью фемтосекундных лазерных импульсов. Новый метод открывает путь к созданию быстрых, энергоэффективных оптомагнонных логических устройств и нанофотонных структур.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии