百科网

首页 > 文化教育 > 科学探索

科学探索

浮力晶体:让白矮星重获新生的奇妙现象

科学探索万象经验2024-03-08

白矮星是是一些已经耗尽了核燃料的恒星的残骸,它们的质量大约是太阳的质量,但是它们的体积只有地球的体积。你可以想象一下,它们有多么的致密。这样的密度是我们在地球上无法实现的,所以我们要用一些特殊的物理理论来描述它们的性质。

白矮星没有了核能源,所以它们只能靠散发热量来冷却,就像一个热水壶一样,它们会越来越冷,直到最后冻成一块冰。这个过程可能需要几十亿年,甚至更长。我们可以用一些简单的公式来估计白矮星的冷却时间,比如说,它的冷却时间和它的质量的平方成反比,和它的半径的平方成正比。这意味着,质量越大,半径越小的白矮星,冷却得越快。这也和我们的直觉相符,因为质量越大,半径越小的物体,表面积越小,散热的效率越低。

但是,最近有一些天文学家发现了一些很奇怪的白矮星,它们的冷却过程被打断了,它们的亮度保持在一个恒定的水平,而不是随着时间逐渐变暗。这些白矮星的质量都比较大,大约是太阳的0.9倍,它们的表面温度都在1万度左右,它们的年龄都超过了80亿年。这些白矮星在赫罗图上形成了一个分支,被称为Q分支。赫罗图是一个用来表示恒星的亮度和表面温度的关系的图,它可以帮助我们了解恒星的演化过程。

这些Q分支的白矮星是怎么产生的呢?它们为什么会停止冷却呢?最近发表在《自然》的一篇论文,他们用了一些数值模拟和理论分析,来探究白矮星的内部结构和冷却机制。他们的主要发现是,这些白矮星的内部发生了一种固液分馏的过程,导致了一种浮力晶体的形成,这些晶体可以释放大量的重力能,从而抵消了白矮星的冷却。