지금으로부터 수십억 년 동안, 태양이 마지막 죽음의 진통을 맞이할 때 (즉, 이미 지구를 기화 한 후), 헬륨 핵 자체가 무너져 흰색 왜성이라는 반짝이는 가스로 압축 된 공으로 뭉개집니다. .
그러나이 별 모양의 묘비는 이미 우리 은하계의 풍경을 나타내지 만, 그 내부는 물리학에서 퍼즐로 남아 있습니다.
최근 한 쌍의 연구원이 흰 왜성 내부를 "보는"정교한 모델을 만들었습니다. 그리고 무엇을 추측합니까? 이 우주의 이상한 공들은 크림 같은 센터가 이국적인 양자 액체로 가득 찬 것처럼 보이며, 지구의 송로 버섯을 수치스럽게 만들 수 있습니다.
한때 자랑스러운 스타
우리 태양과 같은 별들은 수소를 핵 속 깊이 헬륨으로 융합시켜 에너지를 얻습니다. 이 에너지 생산은 영원히 지속될 수 없습니다. 결국, 이용 가능한 수소가 고갈되어 파티가 중단됩니다. 그러나 삶의 끝이 가까워지면서 별들은 헬륨을 태워서 불을 밝게 켤 수있다.
그러나 우리 태양과 같은 작은 별에는 탄소 나 산소를 마그네슘이나 철과 같은 무거운 원소에 녹일 수있는 중력이 충분하지 않기 때문에 죽어 내부를 뒤집고 대기를 아름답게 만듭니다. 관점) 행성상 성운.
그 탄소와 산소의 핵심은 여전히 남아 있으며, 지구의 질량보다 큰 별의 질량은 지구보다 더 크지 않습니다. 천문학 자들이 처음으로 백색 왜성으로 알려진이 이상한 물체를 발견했을 때, 우리가 호흡하는 공기의 10 억 배 이상으로 계산 된 밀도로 인해 불가능하다고 생각했습니다. 어떻게 그런 극도의 밀도를 가질 수 있고 단순히 끔찍한 무게로 무너지지 않을 수 있습니까?
그러나 백색 왜성은 불가능하지 않으며 20 세기 초의 이론적 통찰은 백색 왜성이 존재할 수있는 미스터리를 해결했습니다. 대답은 양자 역학의 형태로 이루어졌으며, 밀도가 높을 때 자연이 단순히 매우 이상하게 생각한다는 사실을 깨달았습니다. 백색 왜성의 경우 특정 수의 전자 만 내부에 포장 할 수 있습니다. 이 회전하는 전자들은 서로를 격퇴하기 때문에, 함께 죽은 별들을 계속 부 풀릴 수있는 충분한 압력을 만들어 거의 압도적 인 중력에도 견딜 수 있습니다.
따라서 스텔라 시체는 수조 년 동안 살 수 있습니다.
크림으로 채워진 센터
이 초기 계산에서 우리 우주에 흰 왜성이 존재할 수있는 방법을 보여 주었지만, 천체 물리학 자들은 간단한 설명이 그러한 이국적인 핵심에서 일어나는 일을 완전히 포착하지 못할 것이라는 것을 알고있었습니다. 결국, 이것은 지구의 실험실과 실험에 완전히 액세스 할 수없는 물질의 상태입니다.이 죽은 마음 속에 자연이 어떤 이상한 게임을 할 수 있는지 아는 사람은 누구입니까?
물리학 자와 천문학 자 모두 수십 년 동안 흰 왜성의 내부에 대해 궁금해 해 왔으며, 최근 한 논문에서 arXiv에 게재 된 한 논문에서 한 쌍의 러시아 이론 물리학자가 흰 왜소의 깊은 심의 새로운 모델을 제안했습니다. 그들의 모델은 초기 작업을 기반으로하고 이전의 작업에서 벗어 났으며 관찰자가 새로운 모델이 정확한지 어떻게 알 수 있는지에 대해 설명합니다.
이 새로운 모델에서 과학자들은 한 종류의 무거운 하전 된 핵으로 만 구성된 백색 왜성의 핵심을 시뮬레이션했습니다 (백색 왜성은 탄소와 산소와 같은 여러 요소가 혼합되어 있기 때문에 완전히 정확하지는 않습니다). 이 입자가 두꺼운 전자 수프에 잠기면 충분합니다.
이 설정에서는 흰색 왜성이 액체 내부를 가질 수있을 정도로 따뜻하다고 가정합니다. 태어날 때 (또는 호스트 스타가 사망 한 후 마지막으로 노출 될 때) 온도가 높다는 점을 감안할 때 합리적인 가정입니다. 백만도 이상의 켈빈.
백색 왜성의 가장 바깥 쪽 층은 순수한 진공의 혹독한 환경에 노출되어 수소가 표면에 침전되도록하여 가볍고 얇은 분위기를 제공합니다. 그리고 극단적 인 시간에, 백색 왜성들은 식어 결국 거대한 결정을 형성하지만, 그 대부분은 백색 왜성들이 이국적인 양의 탄소와 산소로 채워질만큼 충분히 길기 때문에이 연구에 사용 된 모델은 백색 왜성 수명의 상당 부분에 대해 상대적으로 정확합니다.
서명 표면
백색 왜성 내장은 우주에서 가장 특이한 환경 중 하나를 나타 내기 때문에 극한 조건에서 양자 역학의 일부 깊은 특성을 연구 할 수 있습니다. 그러나 과학자들은 근처의 백색 왜성에 줄을 대서 활력을 얻기를 기대할 수 없기 때문에 어떻게 우리는 어떻게 후드를 살펴볼 수 있을까요?
새로운 모델의 연구자들은 백색 왜성에 의해 방출 된 빛이 어떻게 다른 열이 될 수 있는지 보여 주었다. 백색 왜성은 스스로 열을 발생시키지 않습니다. 그들의 강렬한 온도는 그들이 별 안에있을 때 직면했던 극도의 중력 압력의 결과입니다. 그러나 일단 호스트 스타가 불고 우주에 노출되면 강렬하게 빛납니다. 큰 공개 후 처음 수천 년 동안 그들은 매우 뜨겁기 때문에 엑스레이 방사선을 방출합니다.
그러나 그들은 너무 느리게 식히고 복사 공간으로 열을 방출합니다. 그리고 우리는 수백 년 동안 열이 식는 것을 볼 수있을 정도로 오랫동안 백색 왜성을보고있었습니다. 얼마나 빨리 식히는가는 갇힌 열이 얼마나 효율적으로 표면으로 빠져 나갈 수 있는지에 달려 있으며, 이는 장의 정확한 성질에 달려 있습니다.
연구자들이 백색 왜성 내부를 조사하는 데 사용할 수있는 또 다른 특징은 아주 작은 흔들림입니다. 지진학이 지구의 핵심을 연구하는 데 사용되는 방식과 유사하게, 백색 왜성의 구성과 특성은 진동이 표면에 어떻게 표시되는지를 변화시킵니다.
마지막으로, 질량과 크기 사이의 관계는 내부를 지배하는 정확한 양자 역학 관계에 달려 있기 때문에 백색 왜성 집단을 사용하여 내부에 대한 힌트를 얻을 수 있습니다.
특히, 새로운 연구에 따르면 대부분의 백색 왜성은 생각했던 것보다 빨리 식고 구형 모델보다 약간 덜 진동하고 이보다 현실적인 모델을 고려하지 않은 경우보다 예상보다 약간 더 커야합니다. 이제 우리는이 이국적인 환경을 실제로 이해하고 있는지 또는 또 다른 균열을 가져와야하는지 알기 위해 충분히 정확한 측정을하는 것은 천문학 자에 달려 있습니다.
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폴 엠. 셔터 천체 물리학 자입니다 오하이오 주립대 학교, 의 주인 우주인에게 물어보세요 과 우주 라디오의 저자 우주에서의 당신의 장소.
