たくさんの星は実際には宇宙にぶら下がっている固体の「水晶球」です

私たちのほとんどは、宇宙に散らばる燃える水素の高密度の球を「空のダイヤモンド」に例えた、ジェーン・テイラーの童謡「きらきら星」をよく知っています。 新しい研究によると、テイラーの魅力的な比喩は文字通りに受け取ることができるそうです。

水曜日にネイチャー誌に掲載された論文で詳述されているように、英国ウォリック大学の天文学者らは、恒星の核が固体の酸素と炭素の結晶に変化するという直接的な証拠を初めて入手した。 さらに、この研究は、空には結晶化中または結晶化を完了した星でいっぱいであり、私たちの太陽もいつか結晶に変化することを示唆しています。

実際、ウォリック大学の物理学者ピア＝エマニュエル・トレンブレイ氏が声明で述べたように、「私たちの銀河系にある数十億の白色矮星はすでにそのプロセスを完了しており、本質的には空の結晶球である」。

白色矮星は、核燃料を使い果たし、星雲と呼ばれるガスの雲として外層を脱落させた後に残る中型星の超高温で高密度の核です。 白色矮星は外層を脱ぎ捨てた後、この時点では地球とそれほど大きくなく、何十億年も続く冷却プロセスを開始します。

白色矮星のおそらく予測可能な冷却プロセスは、天文学者が白色矮星の温度を測定し、それを一種の宇宙時計として使用して、近くにある他の天体の年齢を決定できることを意味しました。 しかし、ワーウィックの天文学者らによると、白色矮星の中心が結晶として固まりつつある場合、冷却プロセスが劇的に遅くなるだろうという。 これは、多くの白色矮星が以前に計算されたよりも数十億年古い可能性があることを意味します。

白色矮星の核が固体の結晶に変化するという理論は 50 年以上前に初めて提案されましたが、天文学者がこの予測を検証するために必要なデータを入手したのは最近になってからです。 このデータは、前例のない精度で星の動きを測定するという 10 年にわたるミッションのために 2013 年に打ち上げられた、欧州宇宙機関のガイア衛星によって提供されました。

「ガイアが誕生する前には、正確な距離と明るさを持った白色矮星が100～200個存在していた」とトレンブレイ氏は声明で述べた。 「今では20万人いるよ。」

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トレンブレイと彼の同僚は、ガイアからのデータを使用して、地球から 300 光年以内にある潜在的な白色矮星 15,000 個を選択しました。 これらの星の明るさと色のスペクトルを分析した結果、半世紀前に結晶化を起こしている白色矮星の予測と一致する特性を持つ白色矮星が過剰に存在することが判明した。

トレンブレイ氏は声明で、「これは白色矮星が結晶化したり、液体から固体に変化したりすることを示す最初の直接的な証拠だ」と述べた。

「凝固時の熱放出の証拠があるだけでなく、観察を説明するにはかなり多くのエネルギー放出が必要です」とトレンブレイ氏は付け加えた。 「これは、酸素が最初に結晶化し、次に中心部に沈むためであると考えています。これは、地球の川底での堆積と同様のプロセスです。これにより炭素が上に押し上げられ、分離により重力エネルギーが解放されます。」

すべての白色矮星は最終的には結晶化を経験するが、より質量の大きい白色矮星ほど早く結晶化が起こるとトレンブレイ氏は述べた。 トレンブレイ氏らによると、私たちの太陽は約100億年後に結晶化し始めるが、人類は宇宙の結晶によって目が見えなくなることを心配する必要はないという。 地球は結晶化が始まるずっと前に、太陽の爆発によって破壊されるでしょう。

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