לפי המאמר החדש, בחלק מהננסים הלבנים, הפלזמה הצפופה בחלק הפנימי לא קופאת פשוט מבפנים החוצה. במקום זאת, הגבישים המוצקים שנוצרים עם הקפיאה פחות צפופים מהנוזל, ולכן רוצים לצוף, ואז דוחפים את הנוזל פנימה
אם תפתחו ספרים לימוד אסטרונומיה בפרק על כוכבי ננסים לבנים, תמצאו שם קרוב לוודאי שהם “כוכבים מתים” שממשיכים להתקרר עם הזמן. מחקר חדש שהתפרסם ב-Nature מאתגר את התאוריה הזאת, תוך שימוש בנתונים מהלוויין האירופי גאיה כדי לגלות מדוע אוכלוסייה של כוכבי ננסים לבנים הפסיקו להתקרר במשך יותר משמונה מיליארד שנים.
“גילינו שהתמונה הקלאסית שכל הננסים הלבנים הם כוכבים מתים אינה שלמה”, אומר סיימון בלואין, חוקר ראשי משותף מהאוניברסיטה של ויקטוריה. “כדי שננסים לבנים אלה יפסיקו להתקרר, חייבת להיות להם דרך כלשהי ליצור אנרגיה נוספת. לא היינו בטוחים איך זה קורה, אבל עכשיו יש לנו הסבר לתופעה”.
הבנת הגיל והיבטים אחרים של כוכבי ננסים לבנים עוזרת למדענים לשחזר את היווצרות גלקסיית שביל החלב. בלואין, אנטואן בדאר מהאוניברסיטה של וורוויק והחוקר סיהאו צ’נג השתמשו בגילוי התגלית בנתונים של גאיה מ-2019.
יותר מ-97 אחוזים מהכוכבים בשביל החלב יהפכו בסופו של דבר לננסים לבנים. מזה זמן רב המדענים מחשיבים את הכוכבים האלה כנמצאים בסוף חייהם. אחרי שדלדלו את מקור האנרגיה הגרעינית שלהם, הם מפסיקים לייצר חום ומתקררים עד שהפלזמה הצפופה בחלק הפנימי שלהם קופאת למצב מוצק, והכוכב מתמצק מבפנים החוצה. תהליך ההתקררות הזה יכול לקחת מיליארדי שנים.
לפי המאמר החדש, בחלק מהננסים הלבנים, הפלזמה הצפופה בחלק הפנימי לא קופאת פשוט מבפנים החוצה. במקום זאת, הגבישים המוצקים שנוצרים עם הקפיאה פחות צפופים מהנוזל, ולכן רוצים לצוף. כשהגבישים צפים כלפי מעלה, הם דוחקים את הנוזל הכבד יותר כלפי מטה. המעבר של חומר כבד יותר אל מרכז הכוכב משחרר אנרגיית כבידה, והאנרגיה הזאת מספיקה כדי להפסיק את תהליך ההתקררות של הכוכב במשך מיליארדי שנים.
“זאת הפעם הראשונה שמנגנון ההעברה הזה ניצפה בכוכב מסוג כלשהו, וזה מלהיב, כי לא כל יום מגלים תופעה אסטרופיזיקלית חדשה לגמרי”, אומר בדאר.
לא בטוחים מדוע זה קורה בחלק מהכוכבים ולא באחרים, אבל בלואין חושב שזה כנראה בגלל ההרכב של הכוכב.
“חלק מהננסים הלבנים נוצרים על ידי מיזוג של שני כוכבים שונים. כשהכוכבים האלה מתנגשים ויוצרים את הננס הלבן, ההתנגשות משנה את הרכב הכוכב באופן שיכול לאפשר את ההיווצרות של גבישים צפים”, אומר בלואין.
ננסים לבנים משמשים באופן שגרתי כמצייני גיל: ככל שננס לבן קר יותר, מניחים שהוא עתיק יותר. אבל בגלל העיכוב הנוסף בהתקררות שנמצא בחלק מהננסים הלבנים, ייתכן שחלק מהכוכבים בעלי טמפרטורה נתונה עתיקים יותר במיליארדי שנים ממה שחשבו בעבר.
“התגלית החדשה הזאת לא רק תצריך לשנות את הספרים ללימוד אסטרונומיה, אלא גם תחייב את האסטרונומים לבחון מחדש את התהליך שבו הם משתמשים כדי לקבוע את הגיל של אוכלוסיות כוכבים”, מוסיף בלואין.
עוד בנושא באתר הידען:
