科學家們揭示了一些白矮星神秘地停止冷卻的原因–這改變了人們對恆星到底有多老以及它們死後會發生什麼的看法。白矮星普遍被認為是隨著時間不斷冷卻的”死星”。然而，2019 年，歐洲太空總署（ESA）的蓋亞衛星（Gaia satellite）提供的數據發現，有一群白矮星已經停止冷卻超過80 億年。

這顯示一些白矮星可以產生大量額外能量，這與經典的”死星”圖景不符，而天文學家最初並不確定這種情況是如何發生的。

恆星物理學的突破性發現

華威大學的安托萬-貝達爾（Antoine Bédard）博士和加拿大維多利亞大學的西蒙-布勞因（Simon Blouin）博士在《自然》雜誌上發表的最新研究揭示了這一令人費解的現象背後的機理。

銀河系中超過97% 的恆星最終會變成白矮星。長期以來，科學家一直認為這些恆星已經走到了生命的盡頭。在耗盡核能之後，它們會停止產生熱量並冷卻下來，直到內部的高密度等離子體凍結成固態，恆星從內部向外凝固。這個冷卻過程可能需要數十億年。

根據這項新研究，在某些白矮星中，內部的緻密等離子體並不是單純地從內部向外凍結。相反，凍結後形成的固態晶體密度比液體小，因此想要漂浮起來。當晶體向上漂浮時，它們會將較重的液體向下置換。較重的物質向恆星中心的移動釋放出引力能量，這種能量足以中斷恆星的冷卻過程數十億年。

華威大學研究員安蒂內-貝達爾（Antione Bédard）說：「這種解釋符合不尋常白矮星群的所有觀測特性。這是在任何類型的恆星中首次觀測到這種傳輸機制，令人興奮：並不是每天我們都能發現全新的天文物理現象！”

研究人員對為什麼有些恆星會出現這種情況而有些恆星不會出現這種情況提出了一個假設。維多利亞大學加拿大理論天體物理研究所國家研究員西蒙-布勞因解釋說：”這種差異很可能是由於恆星的成分造成的。有些白矮星是由兩顆不同的恆星合併而成的。當這些恆星碰撞形成白矮星時，會改變恆星的成分，從而形成浮游晶體。”

對恆星年齡評估的影響

這項新發現不僅要求修訂天文學教科書，還要求天文學家重新審視他們用來確定恆星群年齡的過程。目前，白矮星通常被用作年齡指標：白矮星的溫度越低，就認為它的年齡越大。然而，由於在一些白矮星中發現了額外的冷卻延遲，一些特定溫度的恆星可能比以前認為的要老幾十億年。

貝達爾補充說：”我們發現的傳輸機制意味著，一些白矮星在數十億年裡一直像’正常’恆星一樣閃亮。這使得年齡測定和利用白矮星重建銀河系形成過程的工作變得更加複雜。 “

編譯自: ScitechDaily