ESA kosmoselaeva Gaia jäädvustatud andmed näitasid esmakordselt, kuidas valged kääbused, selliste tähtede surnud jäänused nagu meie Päike, muutuvad tahketeks sfäärideks pärast seda, kui nende sees olev kuum gaas jahtub.
Seda valgete kääbuste sees oleva materjali tahkestamise või kristallumise protsessi ennustati 50 aastat tagasi, kuid astronoomid pole suutnud neid objekte piisavalt jälgida, et näha seda protsessi paljastavat proovi.
"Varem oli meil vaid paarsada valget kääbust ja paljud neist olid enam-vähem sama vanadesse kobaratesse," ütleb Pierre-Emmanuel Tremblay Suurbritannia Warwicki ülikoolist, tulemusi kirjeldava paberi juhtiv autor.
Gaia abiga saime rohkem teavet. Erinevate vahemaade, heleduse ja värviga objektide kohta laekus palju andmeid. Neid on Linnutee väliskettal sadu tuhandeid valgeid kääbuseid, erineva massiga ja erineva vanusega.
Gaia teeb läbimurde just nende tähtede vahelise kauguse täpseks hindamiseks, võimaldades astronoomidel enneolematu täpsusega mõõta nende tõelist heledust.
(Põhifotol on valge kääbus, meie Päikese taolise tähe surnud jäänuk kristalliseerunud tahke südamikuga.)
Valged kääbused on meie Päikesele sarnaste keskmise suurusega tähtede jäänused. Pärast seda, kui need tähed kogu tuumas oleva tuumakütuse ära põletasid, vabastasid nad oma välimised kihid, jättes maha kuuma tuuma, mis hakkab jahtuma.
Need ülitäpsed jäänused eraldavad jahenedes endiselt soojuskiirgust ja on astronoomidele nähtavad kui üsna nõrgad objektid. Arvatakse, et kuni 97% Linnutee tähtedest muutuvad lõpuks valgeteks kääbusteks, samas kui massiivseim neist osutub neutronitähtedeks või mustadeks aukudeks.
Reklaamvideo:
Valgete kääbuste jahutamine võtab miljardeid aastaid. Kui nad on saavutanud teatud temperatuuri, hakkab tähe tuumas olev algselt kuum aine kristalliseeruma, muutudes tahkeks. Protsess sarnaneb vedela vee muutumisega jääks Maa peal nulli temperatuuril, välja arvatud see, et temperatuur, mille juures see tahkumine toimub valgetes kääbustes, on eriti kõrge -
umbes 10 miljonit kraadi Celsiuse järgi.
Selles uuringus analüüsisid astronoomid enam kui 15 000 kandidaadi tähejääki 300 valgusaasta kaugusel Maast. Gaia suutis näha neid kristalliseeruvaid valgeid kääbuseid eraldiseisva rühmana.
“Nägime suurt hulka erinevat värvi ja varjundiga valgeid kääbuseid, mis ei olnud evolutsiooni osas üksteisega seotud,” räägib Pierre-Emmanuel.
“Saime aru, et see pole eraldi valgete kääbuste populatsioon, vaid jahutamise ja kristalliseerumise efekt, mida ennustati 50 aastat tagasi."
Näib, et selle kristallimisprotsessi käigus eraldunud soojus, mis kestab mitu miljardit aastat, aeglustab valgete kääbuste arengut.
“Valgeid kääbuseid on traditsiooniliselt kasutatud selliste tähtpopulatsioonide nagu täheparvede vanuse tutvumiseks,” selgitab Pierre-Emmanuel.
„Peame nüüd välja töötama paremad kristallimismudelid, et saada nende süsteemide vanusest täpsemat hinnangut."
Kõik valged kääbused ei kristalliseeru sama kiirusega. Massiivsemad tähed jahtuvad kiiremini ja jõuavad temperatuurini, mille juures kristalliseerumine toimub umbes miljard aastat. Päikese eeldatavale lõppjärgule lähemal olevad madalama massiga valged kääbused jahtuvad aeglasemalt, kuludes kuni kuue miljardi aasta jooksul surnud tahketeks sfäärideks.
Päikesel on veel umbes viis miljardit aastat, enne kui ta valgeks kääbuseks saab, ja astronoomide hinnangul kulub selle kristalliliseks sfääriks jahtumiseks veel viis miljardit aastat.
"See tulemus rõhutab Gaia ja selle paljude rakenduste mitmekülgsust," ütleb Timo Prusti, ESA projekti Gaia teadlane.
