Studie toont aan: zon-achtige sterren eindigen hun leven als een kristallen bol
Gegevens van ruimtetelescoop Gaia hebben onthuld hoe witte dwergen, de overblijfselen van sterren zoals onze zon, kristalliseren als het hete gas binnenin afkoelt. Dat schrijven onderzoekers in een nieuwe studie in Nature.
Witte dwergen zijn de overblijfselen van sterren van middelmatige grootte, zoals onze zon. Als deze sterren aan het einde van hun leven komen, stoten ze hun buitenste lagen af waardoor enkel de hete kern achterblijft. Die begint vervolgens af te koelen.
Het afkoelen duurt miljarden jaren. Eens de witte dwerg een bepaalde temperatuur bereikt, begint de kristallisering: de ooit hete massa maakt de overgang van vloeibare naar vaste materie. Dat is vergelijkbaar met vloeibaar water op aarde, dat ijs wordt bij 0 graden Celsius. Alleen vindt de kristallisatie plaats bij een veel hogere temperatuur: ongeveer 10 miljoen graden.
50 jaar geleden voorspeld
Dit proces werd 50 jaar geleden al voorspeld, maar kon nooit aangetoond worden. Dankzij de ESA-ruimtetelescoop Gaia konden onderzoekers 15.000 witte dwergen bestuderen binnen 300 lichtjaren afstand van de aarde. Daarbij ontdekten ze dat een zeer groot aantal witte dwergen dezelfde kleur en helderheid had.
“We beseften dat dit niet om een afzonderlijke groep witte dwergen ging”, zegt onderzoeker Pier-Emmanuel Trembley van de universiteit van Warwick. “Dit is het eerste directe bewijs dat witte dwergen kristalliseren. Vijftig jaar geleden werd voorspeld dat we heel veel witte dwergen met dezelfde kleur en helderheid zouden moeten zien omdat ze kristalliseren, en nu pas zien we dat ook.”
Onze zon heeft nog ongeveer 5 miljard jaar voor ze een witte dwerg wordt, en daarna nog eens 5 miljard jaar voor ze uiteindelijk afkoelt tot een kristallen bol
Zon
De onderzoekers schatten dat tot 97 procent van de sterren in de Melkweg uiteindelijk een witte dwerg wordt. Enkel de zwaarste sterren eindigen als neutronenster of zwart gat.
Alle witte dwergen zullen uiteindelijk kristalliseren, stellen de wetenschappers. Dat gebeurt niet bij elke ster met dezelfde snelheid. Massievere sterren koelen sneller af en bereiken na ongeveer een miljard jaar de temperatuur waarbij kristallisatie plaatsvindt. Witte dwergen met een lagere massa, zoals de voorspelde eindfase van onze zon, koelen trager af. Het duurt tot 6 miljard jaar voor ze in een dode vaste bol veranderen.
Onze zon heeft nog ongeveer 5 miljard jaar voor ze een witte dwerg wordt. De onderzoekers schatten dat het daarna nog eens 5 miljard zal duren voor ze uiteindelijk afkoelt tot een kristallen bol.