104光年外的惊人发现:一颗正在结晶的白矮星
白矮星是一种已经耗尽了核燃料的恒星,它们的质量大约和太阳相当,但是体积却只有地球的几分之一。白矮星在宇宙中很常见,但是它们的演化过程还有许多未解之谜。其中一个最有趣的现象就是白矮星的结晶,也就是白矮星内部的碳和氧原子停止运动,形成键并排列成晶格结构。这个过程会释放出大量的能量,使得白矮星的冷却速度变慢。如果结晶足够彻底,白矮星就会变成一颗硬如钻石的天体。 最近,一群来自澳大利亚、加拿大和美国的天文学家发现了一颗正在结晶的白矮星,它位于距离我们大约104光年的一个四重星系统中。这个系统被命名为HD 190412,其中包括两对双星。其中一对双星是两颗类太阳恒星,另一对双星则是一颗红矮星和一颗白矮星。这颗白矮星被命名为HD 190412 C,它的质量是0.6倍太阳质量,表面温度是1.1万开尔文。天文学家通过观测它在赫罗图上的位置,推断出它正在经历结晶过程。 这颗白矮星非常特殊,因为它是第一颗被确认正在结晶且总年龄可以被外部限制的白矮星。这意味着我们可以通过比较它和其他恒星在该系统中的年龄差异,来检验白矮星结晶模型的正确性。如果没有结晶效应,白矮星应该比其他恒星更老,因为它们是从更大更亮的恒星演化而来的。但是如果有结晶效应,白矮星会看起来更年轻,因为它们冷却得更慢。 天文学家使用了多种方法来估计HD 190412系统中各个恒星的年龄。他们发现,HD 190412 C看起来比其他恒星年轻了31亿年左右。这个结果虽然没有达到统计显著性,但是与最近提出的一个假设相符合。这个假设认为,在白矮星结晶过程中,Ne同位素会发生相分离,也就是从液态核心沉淀到固态外壳中。这个过程会释放出更多的能量,并增加白矮星冷却延迟的幅度。 HD 190412系统是一个类似于天狼星的系统,因为天狼星也是一个由一颗类太阳恒星和一颗白矮星组成的双星系统。但是,天狼星的白矮星还没有开始结晶,所以不能用来测试结晶模型。而HD 190412系统则提供了一个更好的实验室,让我们可以探索白矮星结晶的奥秘。天文学家认为,类似于HD 190412的系统在太阳附近应该很常见,未来的发现可能会为白矮星结晶模型提供更强有力的检验。 白矮星是一种奇妙的天体,它们不仅记录了恒星演化的历史,也展示了物质在极端条件下的行为。通过观测正在结晶的白矮星,我们可以揭开它们内部的秘密,也可以增进我们对宇宙中恒星和行星形成和演化的理解。HD 190412系统是一个珍贵的样本,它让我们有机会观察到一颗正在变成钻石的白矮星。 |