Van egy rossz hírünk azok számára, akik majd néhány milliárd év múlva élnek a Földön (már ha még él egyáltalán valaki): a Nap, ez a látszólag örökké lángoló gázgömb el fog pusztulni.
Ez elsőre lehangolóan hangzik, de ennek az elkerülhetetlen kozmikus katasztrófának van egy pozitív oldala is. A Nature folyóiratban 2019 januárjában publikált kutatás szerint ugyanis halott csillagunk ragyogó örökséget hagy maga után:
ugyanis egy hatalmas, űrbéli kristálygömbbé alakul.
De hogyan is zajlik mindez? Először is: a Napot a magfúzió táplálja. Hatalmas gravitációja a magjában összenyomja a hidrogénatomokat, hogy héliumot hozzon létre, és a fúziós folyamatok során felszabaduló, óriási mennyiségű energia kifelé nyomul, fenntartva az egyensúlyt. Amíg elegendő hidrogén táplálja ezt a folyamatot, a mag mérete és hőmérséklete (körülbelül 15 millió celsius) nagyjából változatlan marad, és energiát termel, amely szétsugárzik az egész naprendszerben, és egyebek mellett fenntartja és táplálja a földi életet. Ez a hidrogénégető fázis a Nap életének 90 százalékát teszi ki, egy csillagéletnek azt a szakaszát, amelyet fősorozatnak nevezünk. Jelenleg körülbelül 4,5 milliárd éve tart a Nap fősorozatának korszaka – vagyis körülbelül az élettartamának felénél járunk.
A Vénusz elhalad a Nap előtt (fotó: SDO/NASA via Getty Images)
De mi történik, amikor a hidrogén teljesen elfogy? A hidrogén fúziója által létrehozott energia külső nyomása nélkül a Nap gravitációja elnyomja a magot, kisebb térbe préseli és tízszeresére növeli a hőmérsékletét. Ez azonban nem baj; a nehezebb héliumatommagok elkezdnek fuzionálni, és ismét külső nyomást hoznak létre az egyensúly fenntartása érdekében. Az előrejelzések szerint ez körülbelül 5 milliárd év múlva fog bekövetkezni, és egy hirtelen energia-kibocsátással, az úgynevezett hélium-villanással fog együtt járni. A hélium fúziója során szén és oxigén keletkezik, és a mag hőmérséklete ismét emelkedik.
Nem sokkal később még nehezebb elemek is elkezdenek fuzionálni, és a Nap kissé rozzantabb állapotba kerül. Megduzzad, és vad napszelekkel bombázza a bolygók közötti teret, amelyek elkezdik lehámozni felső rétegeit. Mivel Napunk nem elég nagy ahhoz, hogy szupernóvaként robbanjon fel, vörös óriáscsillaggá változik, amelynek terjedelme valószínűleg a Föld pályáján túlra is átnyúlik: vagyis a bolygónk ezen a ponton megsemmisül.
Csillagunk halála után csak napplazma marad hátra:
ebből egy szemkápráztatóan szép planetáris köd keletkezik, amely a következő generáció csillagai és bolygói bölcsőjéül szolgál. Magjában pedig egy forró csillagmaradvány, amelyet fehér törpének neveznek: egy apró, sűrű csillag, amely fényesen ragyog.
Fehér törpe egy illusztráción (forrás: Wikimedia Commons)
A fehér törpék milliárd évig fennmaradhatnak, mielőtt kialszanak és örökre elsötétülnek, de ez még korántsem a történet vége. A galaxisunkban található csillagokról precíziós megfigyeléseket végző európai Gaia-misszió adatait elemezve ugyanis a brit Warwick Egyetem kutatói rábukkantak a fehér törpék különös titkára, amely eddig rejtve maradt.
A fehér törpék kialakulásuk után rövid ideig rendkívül forróak, és az elődjük, a fősorozatbeli csillag magjában korábban tárolt intenzív energiát sugározzák. Aztán több milliárd év alatt lassan lehűlnek, és egy bizonyos ponton az általuk tartalmazott oxigén és szén fázisátalakuláson megy keresztül – hasonlóan a folyékony víz fagyásához és szilárd jéggé alakulásához, csak sokkal szélsőségesebb hőmérsékleten és nyomáson –, és megszilárdulva hatalmas kristályt képeznek.
„Minden fehér törpe kristályosodik valamikor fejlődése során, bár a nagyobb tömegű fehér törpék hamarabb mennek keresztül ezen a folyamaton” – írta Pier-Emmanuel Tremblay, a Warwick Egyetem Fizika Tanszékének munkatársa és a kutatás vezetője egy sajtóközleményben.
„Ez azt jelenti, hogy galaxisunkban milliárdnyi fehér törpe már végigment ezen a folyamaton, és lényegében kristálygömbökként keringenek az égen. Maga a Nap is kristályos fehér törpévé válik körülbelül 10 milliárd év múlva.”
A Nap optikai szűrőn keresztül (Fotó: NASA)
A kristályosodott fehér törpék nem csupán csillagászati érdekességek; kvantumszerkezetük nem hasonlít semmihez, amit laboratóriumban létre tudnánk hozni. Ahogy a fehér csillag anyaga kristályosodik, az atommagok 3D-s rácsba rendeződnek, létrehozva egy fémes oxigénmagot és egy szénnel dúsított külső réteget.
Tehát, miután a Naphoz hasonló csillagok meghalnak, történetük nem ér véget: minden fehér törpe átmegy ezen a kristályosodási fázison, és hatalmas, gyémántszerű csillagmaradványokkal borítja be a galaxist. Kár, hogy mi ezt már nem láthatjuk. Bár a Science magazin szerint a Föld talán túlélheti a Nap halálát…
The post A Nap lassan egy gigantikus, űrbéli kristálygömbbé alakul, és ez ellen nem tehetünk semmit first appeared on nlc.
nlc