ดาวแคระขาวที่ไม่ยอมแก่
นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยความลับว่า เพราะเหตุใด ดาวแคระขาวบางส่วนจึงหยุดเย็นตัวลงอย่างน่าแปลกใจ ซึ่งได้เปลี่ยนแปลงแนวคิดว่าดาวฤกษ์อายุมากจริงๆ แล้วจะมีสภาพอย่างไร และเกิดอะไรขึ้นกับพวกมันเมื่อพวกมันตายลง
ในบรรดาดาวฤกษ์ทั้งหมดในทางช้างเผือก มีเกิน 97% ที่จะกลายเป็นดาวแคระขาวในท้ายสุด ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าเป็นจุดจบของชีวิตดาว เมื่อแหล่งพลังงานนิวเคลียร์หมดลง ดาวจะหยุดสร้างความร้อนและเย็นตัวลงจนกระทั่งพลาสมาหนาแน่นภายในดาวแข็งตัวจนอยู่ในสถานะของแข็ง และดาวจะแข็งตัวจากข้างในออกมา กระบวนการเย็นตัวลงนี้อาจใช้เวลาถึงหลายพันล้านปี
อย่างไรก็ตาม ในปี 2019 ข้อมูลจากดาวเทียมไกอา(Gaia) ขององค์กรอวกาศยุโรป ได้พบประชากรดาวแคระขาวกลุ่มหนึ่งที่หยุดเย็นตัวลงมานานถึง 8 พันล้านปีแล้ว นี่บอกว่าดาวแคระขาวบางส่วนได้สร้างพลังงานพิเศษขึ้นมา ซึ่งค้านกับภาพ “ดาวที่ตายแล้ว” และนักดาราศาสตร์ก็ไม่แน่ใจว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ล่าสุด งานวิจัยที่เผยแพร่ใน Nature วันที่ 6 มีนาคม นำทีมโดย ดร. Antoine Bedard จากมหาวิทยาลัยวอร์วิคและ ดร. Simon Blouin จากมหาวิทยาลัยวิคตอเรีย คานาดา ได้เผยกลไกเบื้องหลังการหยุดเย็นตัวลงนี้
งานวิจัยใหม่บอกว่า ในดาวแคระขาวบางส่วน พลาสมาที่หนาแน่นภายในดาวไม่ได้แค่เย็นตัวลงจากภายในออกมา แต่ผลึกของแข็งที่ก่อตัวขึ้นในระหว่างแข็งตัวนั้นมีความหนาแน่นต่ำกว่าของเหลว ดังนั้นมันจึงลอยขึ้น เมื่อผลึกลอยขึ้นบนจะไปแทนที่ให้ของเหลวที่หนักกว่า จมลงมา การขนถ่ายวัสดุสารที่หนักกว่าเข้าสู่ใจกลางดาว ได้ปล่อยพลังงานศักย์โน้มถ่วง(Gravitational potential energy) และพลังงานนี้ก็เปลี่ยนเป็นความร้อน และเพียงพอที่จะรบกวนกระบวนการเย็นตัวลงของแคระขาวไปได้หลายพันล้านปี
งานวิจัยใหม่บอกว่าเพราะเหตุใดดาวแคระขาวบางส่วนจึงหยุดเย็นตัวลง เผยให้เห็นว่าการก่อตัวผลึกภายในดาวอาจรบกวนวิวัฒนาการความร้อน การค้นพบนี้ส่งผลต่อความเข้าใจกระบวนการแก่เฒ่าของดาวและส่งผลกระทบต่อวิธีที่นักดาราศาสตร์ใช้ตรวจสอบอายุของดาว
Bedard กล่าวว่า คำอธิบายนี้สอดคล้องกับคุณสมบัติที่สำรวจพบจากประชากรแคระขาวที่ไม่ปกติ นี่เป็นครั้งแรกที่มีการสำรวจกลไกการขนถ่ายในดาวชนิดใดๆ ก็ตาม ซึ่งเป็นเรื่องที่สร้างความตื่นเต้นเพราะไม่ใช่ทุกวันที่เราจะได้พบปรากฏการณ์ประหลาดทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ใหม่เอี่ยมสิ้นเชิง
นักวิจัยมีสมมุติฐานว่าเพราะเหตุใดปรากฏการณ์ประหลาดนี้จึงเกิดขึ้นในแคระขาวบางดวงแต่ไม่เกิดกับดวงอื่นๆ Blouin อธิบายว่า ความแตกต่างก็น่าจะเป็นที่องค์ประกอบชองแคระขาว แคระขาวบางดวงก่อตัวขึ้นจากการควบรวมของดาวที่แตกต่างกันสองดวง เมื่อดาวเหล่านี้ยุบตัวลงก่อตัวเป็นแคระขาว มันจะเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของดาวในแบบที่ยอมให้เกิดการก่อตัวของผลึกลอยได้
ภาพแสดงลำดับเหตุการณ์การตกผลึกในดาวแคระขาว 2 แบบ
การค้นพบใหม่ไม่เพียงแต่ทำให้หนังสือเรียนดาราศาสตร์ต้องมีการปรับปรุง แต่ยังทำให้นักดาราศาสตร์ต้องกลับไปตรวจสอบกระบวนการที่พวกเขาใช้เพื่อประเมินอายุของประชากรดาวเสียใหม่ ในขณะนี้ แคระขาวถูกใช้เป็นตัวระบุอายุ กล่าวคือ ยิ่งแคระขาวเย็นตัวลงแค่ไหน ก็สันนิษฐานได้ว่ามันยิ่งมีอายุเก่าแก่มากตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม จากความล่าช้าในการเย็นตัวลงที่เพิ่งพบในแคระขาวบางส่วน แคระขาวที่มีอุณหภูมิระดับหนึ่ง แท้จริงแล้วอาจจะเก่าแก่กว่าที่เคยคิดไว้หลายพันล้านปี
Bedard กล่าวเสริมว่า กลไกการขนถ่ายที่เราได้พบยังหมายถึงว่าแคระขาวบางส่วนก็ส่องสว่างพอๆ กับดาวฤกษ์ปกติไปได้หลายพันล้านปี นี่ทำให้การระบุอายุและใช้แคระขาวเพื่อตรวจสอบการก่อตัวของทางช้างเผือกก็ยุ่งยากมากขึ้น
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
