蠻浪漫的! 太陽的結局將是巨大的「宇宙鑽石」

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蠻浪漫的! 太陽的結局將是巨大的「宇宙鑽石」

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白矮星可能最終會一個形成如同地球一般大小的巨大鑽石。(圖/shutterstock)

著名的鑽石廣告詞,以「手上的星星」來形容鑽石,這可能是對的,天文研究發現,像是太陽這樣的中型恆星,最後的結局可能會晶化成超巨大的宇宙鑽石,它的質量不能以克拉來計算,而是幾千億噸。

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科學警報(ScienceAlert)報導,我們太陽這種小質量恆星,最後並不會引發超新星大爆炸,而是在膨脹之後,中心縮小成白矮星,然後緩慢的冷卻時。那麼白矮星之後又是如何?科學家認爲它們會逐漸變硬並結晶,而且天文學家可能發現了一顆進入晶化的白矮星。它是一顆主要由碳和金屬氧組成的,距離我們僅 104 光年,其溫度質量分佈表明,恆星的中心正在轉變爲緻密、堅硬的宇宙鑽石。

澳洲南昆士蘭大學(USQ )的天文學家亞歷山大•凡納 (Alexander Venner)在32秒差距處,發現了一個新的類天狼星4重星系統,這由一顆結晶化的白矮星伴星組成,與HD 190412的3重星相伴。

凡納博士說:「這可能是第一顆走向結晶化白矮星,它的年齡可能受到其他伴星的影響,我們利用測量由白矮星核心結晶引起的冷卻延遲。」

宇宙中的所有事物都不是一成不變的,懸在天空中的每一顆恆星,雖然看似永不變動,但它們發出的光芒是靠着核融合反應消耗能量,總有一天也會耗盡它們的燃料,並走向下一個階段。

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對於絕大多數恆星(包括太陽,以及質量低於太陽8倍的小恆星),就會逐步成爲白矮星。當燃料耗盡時,恆星的外層物質被吹向周圍的太空,恆星變得愈來愈稀薄,最後剩下的核心,無法維持向外擴張的壓力,就坍縮成一個密度超級高的小白點,其大小與地球(或月球)相當,這就叫白矮星。著名的印度裔天文學家錢卓西卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)計算出,形成白矮星有其質量上限,不得超過太陽質量的1.44倍,這稱爲「錢卓西卡極限」(Chandrasekhar Limit),一但超過該值,就會形成更狂暴的中子星。

白矮星暗淡無光,但它們仍會因餘熱而發光。隨着時間的推移,它們還是會冷卻,當它們失去所有熱量,預計會演化成一種叫做「黑矮星」的東西。計算表明,這個過程非常的緩慢,大約是1兆年之後,這是難以想象的遙遠未來,需知如今宇宙只有大約 138 億年的歷史,因此這個宇宙尚未出現任何一個黑矮星。

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我們如今能做的是,從我們周圍的白矮星核心去尋找是否出現理論裡的結晶跡象。在結晶過程中,白矮星內部的碳和氧原子停止自由移動並形成鍵,排列成晶格。在此過程中釋放能量,以熱量的形式消散,這是白矮星的發熱原理,可以從恆星的顏色和亮度中觀察到。近年來,由於蓋亞任務進行的高精度恆星測繪,使天文學家更有信心識別結晶化的白矮星,最近的成果就是HD 190412系統中的第4顆,該系統也從原本以爲的3重星,修正爲4重星。

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該系統的年齡約爲73億年,那顆白矮星的年齡似乎約爲 42 億年。研究人員說,這個差異是 31 億年,這表明結晶速度,使白矮星的冷卻速度減慢了大約 10 億年。

鑽石是碳元素在壓力下的終極形態,其密度約爲每立方公尺3500公斤,而白矮星的密度超過每立方公尺100萬公斤,因此它極可能形成宇宙中最硬、密度最大的鑽石。