Milyarlarca yıl sonra, güneş son ölüm boğazlarındayken (yani, zaten Dünyayı buharlaştırdıktan sonra), helyum çekirdeği kendi içinde çökecek ve beyaz cüce adı verilen sıkıca sıkıştırılmış bir parlayan gaz topuna büzülecek. .
Ancak bu yıldız mezar taşları zaten galaktik manzaramızı işaretlerken, iç mekanları fizikte bir bulmaca olmaya devam ediyor - bu ne kadar garip oldukları göz önüne alındığında sürpriz değil.
Son zamanlarda, bir çift araştırmacı, beyaz bir cücenin içindekilere "bakmak" için sofistike bir model yarattı. Ve tahmin et ne oldu? Bu kozmik tuhaflıklar, dünyadaki yer mantarlarını utanç haline getirebilir, çünkü kremsi merkezleri egzotik kuantum sıvılarla dolu.
Bir zamanlar gururlu yıldız
Güneşimiz gibi yıldızlar enerjilerini çekirdeklerinin derinliklerinde helyuma kaynatarak elde ederler. Bu enerji üretimi sonsuza kadar süremez - sonunda, mevcut hidrojen tükenir ve parti durur. Ancak yaşamlarının sonuna doğru yıldızlar, helyum yakarak, inert, ölü bir karbon ve oksijen çekirdeğini geride bırakarak ışıkları kısaca tekrar açabilirler.
Ancak güneşimiz gibi ufacık yıldızlar, karbon ve oksijeni magnezyum veya demir gibi daha ağır elementlere kaynaştırmak için yeterli kütleçekimsel oomfere sahip değildirler ve böylece ölürler, kendilerini ters çevirir ve atmosferlerini güzel bir (veya gory bakış açısı) gezegenimsi bulutsu.
Karbon ve oksijenin çekirdeği geride kalır, yıldız kütlesinin önemli bir kısmı Dünya'dan daha büyük olmayan bir çekirdeğin içine kilitlenir. Gökbilimciler, şimdi beyaz cüceler olarak bilinen bu garip nesneleri ilk keşfettiğinde, soluduğumuz havanın milyarlarca katının üzerinde yükselen hesaplanmış yoğunluklarla imkansız olduklarını düşündüler. Bir şey nasıl bu kadar aşırı yoğunluğa sahip olabilir ve kendi korkunç ağırlığı altında çökmez?
Ancak beyaz cüceler imkansız değildir ve 20. yüzyılın başlarındaki teorik anlayışlar, beyaz cücelerin nasıl varolabileceğinin gizemini çözdü. Cevap kuantum mekaniği şeklinde geldi ve yüksek yoğunluklarda doğanın basitçe çok garip olduğunu fark etti. Beyaz cüceler söz konusu olduğunda, içeride sadece belirli sayıda elektron paketlenebilir. Bu eğirme elektronları birbirini ittiği için, ölü yıldızları balonlamak için yeterli basınç yaratırlar, neredeyse ezici yerçekimi kuvvetlerine bile dayanırlar.
Ve böylece yıldız cesetleri trilyonlarca yıl yaşayabilir.
Krema dolgulu merkezler
Bu ilk hesaplamalar evrenimizde beyaz cücelerin nasıl var olabileceğini gösterse de, astrofizikçiler basit açıklamaların bu tür egzotik çekirdeklerde olanları tam olarak yakalayamayacağını biliyorlardı. Sonuçta, bu dünyadaki laboratuvarlar ve deneyler için tamamen erişilemeyen bir durum - bu ölü kalplerin derinliklerinde doğanın ne kadar tuhaf oyunlar yapabileceğini kim bilebilir?
Fizikçiler ve astronomlar yıllardır beyaz cücelerin içlerini merak ediyorlardı ve son baskı arXiv dergisinde çıkan son bir makalede, bir çift Rus teorik fizikçi, beyaz cücelerin derin çekirdeklerinin yeni bir modelini önerdi. modelleri daha önceki çalışmalara dayanır ve bu çalışmadan sapar ve gözlemcilerin yeni modellerinin doğru olup olmadığını potansiyel olarak nasıl anlatabileceklerini.
Bu yeni modelde, bilim adamları beyaz cücenin çekirdeğini sadece bir çeşit ağır yüklü çekirdekten oluşmuş olarak simüle ettiler (beyaz cüceler karbon ve oksijen gibi çeşitli elementlerin bir karışımı olduğu için bu tamamen doğru değil, ama bu bir yeterince iyi bir başlangıç noktası), bu parçacıklar kalın bir elektron çorbası içine daldırılmış.
Bu kurulum, beyaz cücelerin sıvı iç mekanlara sahip olacak kadar sıcak olduğunu varsayar; bu, doğduklarında (veya daha ziyade, ana yıldızlarının ölümlerinden sonra nihayet maruz kaldıklarında), sıcaklıklarının iyi olduğu göz önüne alındığında, makul bir varsayımdır. bir milyon dereceden fazla kelvin.
Beyaz bir cücenin en dış katmanları, temiz bir vakumun soğuk ortamına maruz bırakılarak hidrojenin yüzeye yerleşmesine izin vererek hafif, ince bir atmosfer sağlar. Ve aşırı zamanlar içinde, beyaz cüceler soğur, sonunda dev bir kristal oluşturur, ancak beyaz cücelerin çoğu zaman egzotik bir kuantum sıvısı karbon ve oksijen ile doldurulması yeterince uzundur, bu nedenle bu çalışmada kullanılan model beyaz bir cücenin ömrünün büyük bir kısmı için nispeten doğrudur.
İmza yüzeyler
Beyaz-cüce bağırsaklar evrendeki en sıradışı ortamlardan birini temsil ettiğinden, bunları incelemek aşırı koşullarda kuantum mekaniğinin bazı derin özelliklerini ortaya çıkarabilir. Ancak bilim adamları yakınlarda bir beyaz cüceyi canlandırmak için asla umut veremediklerinden, kaputun altına nasıl bir göz atabiliriz?
Yeni modelin araştırmacıları, beyaz cücelerin verdiği ışığın nasıl farklı ısı olabileceğini gösterdi. Beyaz cüceler kendi başlarına ısı üretmezler; yoğun sıcaklıkları yıldızların içindeyken karşılaştıkları aşırı yerçekimi baskılarının sonucudur. Ancak ev sahibi yıldızları patladığında ve uzaya maruz kaldıklarında, yoğun bir şekilde parlıyorlar - büyük açıklamalarından sonraki ilk birkaç bin yıl içinde, X-ışını radyasyonu yayacak kadar sıcaklar.
Ama soğumaları, yavaş yavaş, uzaya radyasyon olarak ısılarını sızdırıyorlar. Ve beyaz cüceleri, yıllar ve on yıllar boyunca soğuduklarını görebilecek kadar uzun süredir izliyoruz. Ne kadar çabuk soğudukları, sıkışan ısılarının yüzeylerine ne kadar verimli bir şekilde kaçabileceğine bağlıdır - bu da bağırsaklarının tam doğasına bağlıdır.
Araştırmacıların, beyaz cücelerin içinde araştırma yapmak için kullanılabilecek bir diğer özellik, onların hiç olmadığı kadar hafif yalpalamalarıdır. Sismografinin Dünya'nın çekirdeğini incelemek için kullanıldığına benzer şekilde, beyaz bir cücenin makyajı ve karakteri, titreşimlerin kendilerini yüzeyde nasıl göstereceğini değiştirir.
Son olarak, içleri hakkında bir ipucu almak için beyaz cücelerin popülasyonlarını kullanabiliriz, çünkü kütleleri ve boyutları arasındaki ilişki, iç mekanlarını yöneten kesin kuantum-mekanik ilişkilere bağlıdır.
Özellikle, yeni araştırmalar çoğu beyaz cücenin düşündüğümüzden daha hızlı soğuması, daha eski modellerin önerdiğinden biraz daha az titremesi ve bu daha gerçekçi modeli dikkate almadığımızdan biraz daha büyük olması gerektiğini gösteriyor. Şimdi bu egzotik ortamları gerçekten anladığımızı veya başka bir çatlak almamız gerekip gerekmediğini görmek için yeterince hassas ölçüm yapmak astronomlara kalmış.
- Einstein'ın Gerçek Yaşamdaki Görelilik Teorisini Görebileceğiniz 8 Yol
- Samanyolu Gökadamız Hakkında 11 Büyüleyici Gerçek
- Kara Madde Hakkında En Büyük Cevapsız 11 Soru
Paul M. Sutter astrofizikçi Ohio Eyalet Üniversitesi, birşeyin sahibi Bir Uzay Adamına Sorun ve Uzay Radyove yazarı Evrendeki Yeriniz.
