Onze zon en miljarden sterren zijn op weg naar een vreemde, koud lot.

Nieuw onderzoek suggereert dat lang na onze roiling, kokende levengevende ster zonder brandstof zal het langzaam koud worden, dood, superdichte kristallen bol ter grootte van de aarde die bijna eeuwig zal blijven hangen als een doorschijnende grafsteen.

"Over tientallen miljarden jaren zal het universum grotendeels uit dichte kristallen bollen bestaan, " zei Pier-Emmanuel Tremblay, een astrofysicus aan de Universiteit van Warwick in Coventry, Engeland, wie leidde het werk dat deze week werd gepubliceerd in Natuur . "In de toekomst, deze objecten zullen volledig dominant zijn."

Om tot deze conclusie te komen, de onderzoekers gebruikten gegevens verzameld door de Gaia-telescoop van het European Space Agency om de kleur en helderheid van 15 te analyseren, 000 witte dwergsterren binnen 300 lichtjaar van de aarde.

Witte dwergsterren behoren tot de oudste objecten in het heelal, en vertegenwoordigen een van de laatste levensfasen van sterren zoals de zon.

Momenteel, onze zon is ongeveer halverwege de hoofdreeksfase, wat betekent dat het energie creëert door waterstof in de kern te fuseren tot helium.

Over ongeveer 5 miljard tot 6 miljard jaar zal de waterstof opraken. Dan zal zijn kern krimpen en de rest van de ster zal opblazen tot een relatief kortstondige rode reuzenfase die ongeveer 500 miljoen tot een miljard jaar zal duren voordat hij opnieuw samentrekt.

Na deze samentrekking kan de ster nog steeds energie creëren door helium te fuseren om koolstof en zuurstof te creëren, zei Tremblay.

Echter, deze vorm van energieopwekking brandt snel en gaat maar een paar miljard jaar mee.

Als aan dat proces een einde komt, de zon zal het stadium van de witte dwerg binnengaan, wat in wezen een gepensioneerde ster is die voornamelijk bestaat uit zuurstof en koolstofgas.

Witte dwergsterren beginnen extreem heet, maar ze wekken niet langer hun eigen energie op. En hoewel ze aanvankelijk genoeg warmte uitstralen dat we ze in onze telescopen kunnen zien, ze verliezen langzaam hun energie over miljarden jaren.

"Het is alsof je een hete kool uit een vuur haalt en laat afkoelen tot in de nacht, " zei JJ Hermes, een astronoom aan de Universiteit van Boston die aan de studie werkte.

Het is niet mogelijk om kristalstructuren in witte dwergsterren direct waar te nemen, maar het is mogelijk om bewijs te zien van het kristallisatieproces, zeiden de auteurs.

Als de sterren niet zouden kristalliseren, zouden ze met een constante snelheid afkoelen, gaan van blauw naar oranje naar rood en verliezen helderheid langs een gladde helling. Maar dat is niet wat de Gaia-gegevens laten zien.

In plaats daarvan, de auteurs vonden een te groot aantal witte dwergsterren in een bepaald kleur- en helderheidsgebied.

Deze stapeling, of verkeersopstopping in de data suggereert dat op ongeveer hetzelfde punt in het koelproces, de sterren worden gewoon niet kouder.

"We zien ze daar honderden miljoenen en zelfs miljarden jaren zitten terwijl ze op een veel kortere tijdschaal zouden moeten afkoelen, ' zei Hermes.

De enige verklaring hiervoor is dat deze sterren een extra energiebron hebben, zei Tremblay.

Hoewel de ster niet langer zijn eigen kernenergie opwekt, het blijkt dat wanneer materie uit een vloeistof kristalliseert in een vaste stof, er energie vrijkomt.

Je kunt dit zien wanneer water in de vriezer van een vloeistof naar een vaste stof gaat, Hermes legde het uit. Als je het met een thermometer zou bijhouden, je zou merken dat de temperatuur van het water een tijdje op nul graden Celsius blijft - de exacte tijd dat de H ₂ O-moleculen herschikken zichzelf in de kristalstructuur van ijs.

Zodra de kristalregeling op zijn plaats is, het ijs zal met een min of meer constante snelheid blijven afkoelen totdat het dezelfde temperatuur bereikt als de omgeving in de vriezer.

Hetzelfde gebeurt in de kernen van deze witte dwergsterren, behalve over een veel langere periode, zeiden de auteurs. Terwijl de zuurstof en koolstof in de ster kristalliseren, ze geven warmte af, waardoor de ster zijn koeling voor ongeveer 2 miljard jaar stopte.

Veel wetenschappers dachten dat het waarschijnlijk was dat witte dwergsterren kristallen zouden vormen als ze afkoelden, maar er was onenigheid over de vraag of de energie die vrijkomt uit het proces detecteerbaar zou zijn, zei Tremblay.

De nieuwe bevinding suggereert dat niet alleen die energie detecteerbaar is, maar het is aan de bovenkant van de voorspelde schattingen door theoretici, hij zei.

Maar net zoals het water in uw vriezer blijft afkoelen nadat het al zijn latente energie heeft afgegeven, witte dwergen hervatten uiteindelijk ook hun koeling.

En wanneer het proces is voltooid, worden ze wat bekend staat als zwarte dwergen - koude kristallen bollen die niet detecteerbaar zijn met onze telescopen omdat ze geen energie uitstralen.

Op een dag in de verre toekomst, Tremblay zei, 97 procent van de sterren in het heelal zal dit lot ondergaan.

©2019 Los Angeles Times
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.