מחקר חדש מאתגר את ההשקפה המסורתית של ננסים לבנים כשרידים בלבד של כוכבים מתים בכך שהוא מסביר את עוצמת הארה הממושכת של ננסים לבנים מושהים. קרדיט: twoday.co.il.com
חוקרים גילו מדוע חלק מהגמדים הלבנים נשארים זוהרים במשך מיליארדי שנים: תהליך ליבה שבו גבישים קלים יותר עולים ונוזלים צפופים יותר שוקעים, מאזן את האנרגיה ושומר על בהירות פני השטח.
ספר הלימוד שלך באסטרונומיה עשוי לתאר את הגמדים הלבנים כשרידים קרירים ולא מעניינים יחסית של כוכבים מתים. פרספקטיבה זו מאותגרת על ידי קיומם הבלתי מוסבר בעבר של ננסים לבנים מושהים, שמתריסים בציפיות בכך שהם זורחים בבהירות כמו כמה כוכבים ברצף הראשי המוכרים במשך מיליארדי שנים.
מחקר חדש של סיימון בלואין עם מחברים משותפים ב- אוניברסיטת וורוויק והמכון למחקר מתקדם, בפרינסטון, ניו ג'רזי מגלה כי בליבות הכוכבים המתנהגים בצורה מוזרה נוצרים גבישים בצפיפות נמוכה יותר וצפים למעלה בעוד נוזלים צפופים יותר עם זיהומים כבדים שוקעים. תהליך זה של זיקוק מוצק-נוזל מפריע לקירור במשך מיליארדי שנים ומסביר את כל המאפיינים הנצפים של אוכלוסיית הגמדים הלבנים המושהים הבלתי רגילים.
מחזור חיים כוכבי וקירור גמד לבן
מחזור החיים של כוכב מתחיל בערפילית גז, שבה הכבידה מתחילה למשוך את החומר יחד עד שהוא מורכב בכמויות כאלה שליבת השמש החדשה מתחילה למזג יחד גרעיני מימן ולשפוך אור אל היקום. בסופו של דבר, רוב הכוכבים ממצים את הדלק הגרעיני שלהם, משילים את השכבות החיצוניות שלהם לתוך ערפילית פלנטרית, ומסתיימים כגמדים לבנים בגודל כדור הארץ שבהם לא מתרחש עוד היתוך.
ללא מקור דלק להיתוך, היה צפוי שהכוכבים האלה פשוט יתקררו לשארית הזמן. הנחות אלו לגבי קירור ניזונות להערכות של ננס לבןגיל, בתורו משפיע על ההבנה שלנו לגבי היווצרות שלנו שביל החלב.
גאיה, המופעלת על ידי סוכנות החלל האירופית (ESA), סוקרת את השמים ממסלול כדור הארץ כדי ליצור את המפה התלת מימדית הגדולה והמדויקת ביותר של הגלקסיה שלנו. תמונה זו מציגה את מראה כל השמיים של גאיה על שביל החלב בהתבסס על מדידות של כמעט 1.7 מיליארד כוכבים. קרדיט: ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
תצפיות לוויין גאיה וממצאי מחקר
הציפייה לקירור ננסים לבנים מתנגשת עם נתוני תצפית של לוויין גאיה של סוכנות החלל האירופית, שהראו ב-2019 שאוכלוסיית ננסים לבנים הצליחה, ככל הנראה, להפסיק להתקרר במשך למעלה משמונה מיליארד שנים, שהם כמעט פי שניים מגיל כדור הארץ. מעל מחצית מגיל היקום מאז המפץ הגדול.
הממצאים של בלואן ושותפיו מסבירים את הזוהר המתמשך של ננסים לבנים עם "תהליך הזיקוק" (גבישים קלים הנוצרים וצפים מעלה בעוד נוזלים צפופים יותר שוקעים למטה), הגורם לשחרור אנרגיית כבידה. תפוקת האנרגיה מתהליך זה מאזנת כמעט במדויק את האנרגיה המוקרנת לחלל על ידי הגמד הלבן, מה שהופך את הזוהר והטמפרטורה שלו למעשה קבועים.
"בהמשך", מסביר בלווין, "יהיה חשוב לקחת את המנגנון הזה בחשבון כאשר משתמשים בגמדים לבנים כשעונים קוסמיים למדידת גילאי הכוכבים".
תרומות של סיימון בלואן
סיימון בלואין הוא עמית לאומי של המכון הקנדי לאסטרופיזיקה תיאורטית (CITA) העובד באוניברסיטת ויקטוריה עם פרופסור פאלק הרוויג. Blouin קיבל את הדוקטורט שלו בפיזיקה ב-l'Université de Montréal בשנת 2019 לפני שהשלים מלגות פוסט-דוקטורט במעבדה הלאומית של לוס אלמוס וב-UVic. עבודתו משתמשת במגוון רחב של טכניקות סימולציה לשיפור מודלים של גמדים לבנים. זה משפר את יכולתם של הפיזיקאים והאסטרונומים להשתמש בכוכבים האלה כשעונים קוסמיים מדויקים שעוזרים להסיק את ההיסטוריה של כוכבים שנוצרים בגלקסיית שביל החלב שלנו.
עם המחקר האחרון שלו, שפורסם זה עתה ב טֶבַעבלואין ומשתפי הפעולה שלו מזהים את המנגנון ששומר על הגמדים הלבנים המושהים חמים במשך מיליארדי שנים ובכך מסבירים את חיי הכוכבים השניים של הננסים הלבנים.
אנטואן בדארד, המחבר הראשון המשותף של המאמר, הוא עמית פוסט-דוקטורט של NSERC באוניברסיטת וורוויק, בריטניה. הוא השיג את הדוקטורט שלו בפיזיקה מאוניברסיטת מונטריאול ב-2022.
סיימון בלואין הוא עמית לאומי של המכון הקנדי לאסטרופיזיקה תיאורטית (CITA) העובד באוניברסיטת ויקטוריה עם פרופסור פאלק הרוויג. Blouin קיבל את הדוקטורט שלו בפיזיקה ב-l'Université de Montréal בשנת 2019 לפני שהשלים מלגות פוסט-דוקטורט במעבדה הלאומית של לוס אלמוס וב-UVic.
Sihao Cheng, מחבר המאמר ומגלה את חריגת הקירור בשנת 2019, הוא חבר פוסט-דוקטורט במכון למחקר מתקדם בפרינסטון. הוא השיג את הדוקטורט שלו מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס ב-2021.
