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著名的鑽石广告词,以“手上的星星”来形容鑽石,这可能是对的,天文研究发现,像是太阳这样的中型恆星,最后的结局可能会晶化成超巨大的宇宙鑽石,它的质量不能以克拉来计算,而是几千亿吨。
科学警报(ScienceAlert)报道,我们太阳这种小质量恆星,最后并不会引发超新星大爆炸,而是在膨胀之后,中心缩小成白矮星,然后缓慢的冷却时。那麽白矮星之后又是如何?科学家认为它们会逐渐变硬并结晶,而且天文学家可能发现了一颗进入晶化的白矮星。它是一颗主要由碳和金属氧组成的,距离我们仅 104 光年,其温度质量分佈表明,恆星的中心正在转变为緻密、坚硬的宇宙鑽石。
澳洲南昆士兰大学(USQ )的天文学家亚历山大•凡纳 (Alexander Venner)在32秒差距处,发现了一个新的类天狼星4重星系统,这由一颗结晶化的白矮星伴星组成,与HD 190412的3重星相伴。
宇宙中的所有事物都不是一成不变的,悬在天空中的每一颗恆星,虽然看似永不变动,但它们发出的光芒是靠著核融合反应消耗能量,总有一天也会耗尽它们的燃料,并走向下一个阶段。
对于绝大多数恆星(包括太阳,以及质量低于太阳8倍的小恆星),就会逐步成为白矮星。当燃料耗尽时,恆星的外层物质被吹向周围的太空,恆星变得愈来愈稀薄,最后剩下的核心,无法维持向外扩张的压力,就坍缩成一个密度超级高的小白点,其大小与地球(或月球)相当,这就叫白矮星。著名的印度裔天文学家钱卓西卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)计算出,形成白矮星有其质量上限,不得超过太阳质量的1.44倍,这称为“钱卓西卡极限”(Chandrasekhar Limit),一但超过该值,就会形成更狂暴的中子星。
白矮星暗淡无光,但它们仍会因馀热而发光。随著时间的推移,它们还是会冷却,当它们失去所有热量,预计会演化成一种叫做“黑矮星”的东西。计算表明,这个过程非常的缓慢,大约是1兆年之后,这是难以想象的遥远未来,需知如今宇宙只有大约 138 亿年的历史,因此这个宇宙尚未出现任何一个黑矮星。
我们如今能做的是,从我们周围的白矮星核心去寻找是否出现理论里的结晶迹象。在结晶过程中,白矮星内部的碳和氧原子停止自由移动并形成键,排列成晶格。在此过程中释放能量,以热量的形式消散,这是白矮星的发热原理,可以从恆星的颜色和亮度中观察到。近年来,由于盖亚任务进行的高精度恆星测绘,使天文学家更有信心识别结晶化的白矮星,最近的成果就是HD 190412系统中的第4颗,该系统也从原本以为的3重星,修正为4重星。
该系统的年龄约为73亿年,那颗白矮星的年龄似乎约为 42 亿年。研究人员说,这个差异是 31 亿年,这表明结晶速度,使白矮星的冷却速度减慢了大约 10 亿年。
鑽石是碳元素在压力下的终极形态,其密度约为每立方米3500公斤,而白矮星的密度超过每立方米100万公斤,因此它极可能形成宇宙中最硬、密度最大的鑽石。
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