恒星の寿命が尽きると「白色矮星」と呼ばれるものになります。長年、白色矮星の詳細は不明でしたが、最近の研究で白色矮星の謎が明らかになりつつあります。白色矮星の詳細について、海外メディア「sciencealert」が解説しています。
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解明された白色矮星の謎とは？
寿命が尽きた恒星は白色矮星になってもしばらくの間、余熱で輝いています。そして、時間が経つにつれ冷えて、熱を失って炭素の結晶のような冷たい塊になります。
この際の白色矮星の密度は1立方メートルあたり約100万キログラム以上です。ダイヤモンドの密度が1立方メートルあたり約3,500キログラムのため、白色矮星はダイヤモンドのように硬くなるということです。
このようにして死んだ星は「超巨大ダイヤモンド」と化すのです。
計算すると、この過程には約1兆年という非常に長い時間がかかることが分かりました。結晶化では、白色矮星の中の炭素原子や酸素原子が自由な動きを止めて結合し、結晶格子に配列します。このときエネルギーが放出され、熱として放散されます。このため、白色矮星の冷却期間はエネルギーが星の色や明るさに現れて、実際の年齢よりも若く見えます。
星の明るさを正確に測るには、その星がどのくらい遠くにあるのかを正確に知る必要があります。近年、ガイア計画による高精度の恒星分布図が作成されたことにより、星の正確な場所を知ることができるようになりました。つまり、結晶化した白色矮星をより確実に特定できるようになったということです。
オーストラリアの南クイーンズランド大学のアレクサンダー・ヴェナー教授が率いる国際天文学者チームは、ガイア計画のデータを使って結晶化している白色矮星を発見しました。そして、この白色矮星は「HD 190412 C」と名付けられました。この星は、約104光年離れた「HD 190412」という四重星系に存在します。
研究者は星のエネルギー量から星系の年齢を約73億歳と算出しました。しかし「HD 190412 C」の年齢は約42億歳と算出したのです。なぜ、このような差が発生したのでしょうか？
結晶化する白色矮星
算出された年齢の差は31億年で、結晶化が白色矮星の冷却速度を約10億年遅らせていることが示唆されます。
— 出典：arxiv
このようなプロセスは他の白色矮星系でも起こりうると考えられているため、今回の発見は白色矮星を理解するための新たな一歩になると期待されています。