悬浮晶体减缓恒星老化速度,延缓一些恒星数十亿年的寿命

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这篇文章讨论了天体物理学领域的一项新发现:一些白矮星停止了冷却,这使它们可以延缓数十亿年的死亡过程。2019年,天文学家发现了一组神秘地停止冷却的白矮星,它们在接近恒定的表面温度上保持了至少80亿年之久。而此前,科学家们认为白矮星会随着时间的推移逐渐变暗,不再发光。

研究人员利用欧洲航天局盖亚太空观测站收集的数据,发现一些白矮星实际上停止了冷却。他们发现,通过研究盖亚数据中以温度(从热到冷)为函数的白矮星分布情况,天文学家注意到了在中间温度处有一定数量的白矮星聚集。这表明一些白矮星在这些中间温度下停留的时间比先前的预期要长80亿年。

白矮星是一种奇特的天体,其核心物质密度极高,即使只有一茶匙的白矮星核心物质也能达到几吨。在如此极端的密度下,物质的行为会变得奇异,它们会结晶成碳、氧和其他元素的晶体。然而,并非所有白矮星都会经历内部结晶的过程。研究发现,在白矮星形成晶体时,其中含有的重元素会被排出,并像冰块在水杯里浮起一样漂浮。这些漂浮的晶体会重新排列星体内部的化学层次,将最重的元素逐渐运输到核心,释放出稳定的引力能量,从而维持白矮星的近恒温状态。

目前,这种冷却暂停现象已经被确切地确认存在于少量白矮星中。这些异常白矮星的高质量和特殊组成表明它们可能经历了激烈的历史事件,很可能是恒星的并合产物。但根据研究结果,研究人员怀疑几乎所有的白矮星,而不仅仅是并合产生的白矮星,在演化过程中都经历了某种冷却暂停。这一更普遍的冷却暂停可能比迄今为止研究的数十亿年的中断要短。

这一发现对恒星考古学具有重要意义。白矮星的温度越低,它的年龄就越大。然而,由于这些浮动晶体的形成,某一温度下的白矮星可能比最初预期的要古老数十亿年。因此,关键问题是确定哪些恒星经历了这种冷却暂停,哪些没有。

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