Smrt bílého trpaslíka má podobu krystalizace – Vědátoreferát
TLDR: Nejen vy, ale i hvězdy jednou umřou. Poté, co jim dojde palivo, valná většina z nich v jádru zkrystalizuje (studie zde). Což je doslova cool.
Konec dědství
Určitě jste taky jako malí slyšeli o tom, jaká zářná budoucnost čeká naše Slunce! A jak nám tím naše vlastní hvězda vypisuje ultimátní ortel! Platí to doslova – jen co v něm dojde palivo pro nynější typ reakce, Sluníčko se začne pyšně nadouvat… Až nejspíše do své žhavé ochranné náruče vezme i Zemi.
Tahle hvězdná „krize středního věku“ bude za cca. 6 miliard let zakončena stejně, jako podobné situace končí i z lidí – pádem na hubu! Slunce ve fázi rudého obra odhodí vnější části své atmosféry a zbude po něm jenom fortelný bílý trpaslík. Hvězdička malá, pomalu chladnoucí, vzpomínajíc na zářnější mládí…
No jo, ale co přijde po tomhle dědství? Už asi půl století tušíme, že hvězdy typu bílý trpaslík začnou tlít do mrtvé schránky nazývané černý trpaslík. Děje se tak postupně a prakticky u všech – jen v naší galaxii to postihne 97 % hvězd.
Ve svém jádru počne při chladnutí pod 10 míčů °C postupná krystalizace plazmatu. Ačkoliv tu teploměr stále ukazuje pařák, uvnitř hvězdičky už neprobíhají žádné termojaderné reakce a teplo se tak postupně vytrácí. Slunce by tento okamžik měl potkat asi za 10 až 11 miliard let.
Krystal z plazmatu
Alespoň jsme si to evoluci hvězd typu bílý trpaslík po půlstoletí v teoriích malovali vcelku jasně, a měli na to i nějaké další náznaky – již od roku 2018 ale už máme i první vážnější důkaz! Vědátoři pod vedením Pier-Emmanuela Tremblay z Warwicku totiž tehdy provedli s využitím vesmírné observatoře Gaia pozorování 15 tisíc bílých trpaslíků z okolí 100 parseků.
V datech o jasu a barvě bílých trpaslíků přitom našli údaje o hromadění tepla napříč bílými trpaslíky různého podtypu – ono hromadění přitom odpovídá modelům vychladnutí trpaslíků skrze krystalizaci jejich jádra!
Možná se teď leckdo ptá „WTF, jak může jádro o milionech °C krystalizovat, když moja lednica totéž umí až pod 0 °C?? :-O “ Krystalizace však může vznikat za různých stavů. V tomto případě krystalizací vzniká „pevné“ jádro bílého trpaslíka z prvků kyslíku a uhlíku.
Děje se tak ovšem skrze exotický přechod hmoty mezi skupenstvím plazmatu a skupenstvím pevným: elektrostatické interakce se uvnitř bílého trpaslíka stane tak silnou, že atomy se přestanou tepelně hýbat a zůstanou zaseklé v mřížce. Ecce hvězdný krystal!
Jako první tímto procesem prochází kyslík, poté pak i uhlík. Data Tremlayho práce přitom naznačují, že se tak děje u hmotnějších trpaslíků rychleji než u méně obézních. Staří bílí trpajzlíci díky tomu vypadají podstatně (až o 2 miliardy let) mlaději než by bez podobného chladnutí měli.
To ovlivní i navazující katalogizaci a samozřejmě skrze to i to nejpodstatnější: granty! Další informace včetně toho, kdy to čeká Slunce, jsem se sepsal tu (článek bude publikován asi v nedělu).
Věčný svit poskvrněného Slunce
Výše uvedené samože platí jenom v případě, že se s tím my (nebo možná naši o fous schopnější potomci) nerozhodneme něco dělat! Na zcela šíleně hypotetické (neasi!) rovině bychom jako supercivilizace mohli do Slunce od jiných hvězd vozit palivo, optimálně zároveň ubírajíc vyhořelou hmotnost. Fáze, kdy se z něj stane bílý trpaslík, by se tak mohla odsunout donekonečna…
Podobná vize se na nás ale samozřejmě směje akorát tak z vypolstrované cely, snažíc se zamávat, majíc však ruce ve svěrací kazajce. „Reálná“ by taková možnost byla jenom v případě, že sáhneme po zcela fantasy technologiích typu červí díry a podobných hovadinách.
O fous racionálnější & vědečtější jsou vize budoucího lidstva, které upravuje trajektorii Země. Slunce by se mohlo zvětšit nebo zmenšit, ale nám by to bylo šumák! Ve fázi rudého obra bychom zalítli za orbitu Marsu, po zmenšení na bílý trpaslík bychom se naopak stali novým Merkurem!
Tak jako onak bychom si ale hověli v zóně života. Bílí trpaslíci přitom můžou „žít“ po desítky miliard let, než zcela vychladnou, takže bychom tím rozhodně získali trochu více času na hledání odpovědi na smysl života, vesmíru a vůbec.
Změnit planetární orbitu bychom přitom při dostatku trilionů dolarů uměli už dnes – není třeba ani stavět na Zemi obří „raketové“ motory skze jaderné výbuchy. Stačila by k tomu i pomalá gravitační asistence skze precizní řízené navádění MNOHA objektů z vnějších částí sluneční soustavy. Jako reverzní gravitační prak bychom takto mohli rychlost Země na své orbitě zvyšovat či snižovat.
…což zjevně furt není tak jednoduché, jako prostě kolonizovat jiné světy a exosvěty – ale ta možnost tu je! Zdali se však my sami této velezářné budoucnosti dočkáme, bude hlavně záviset na tom, jestli se naše civilizace ve 21. století sama nepoloží na zadní – a nezkape daleko dříve, než by to kdy mohlo čekat Slunce!
[Ladislav Loukota]
Co kdybychom naopak chtěli hvězdy použít jako mezihvězdný motor? Rozebrali moje podjednotky jako Vědátoři na pivu!
Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a přátel vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, která připravuje přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.
#/media/File:Answer_to_Life.png){kind=link}