Nasze Słońce ma aktualnie nieco ponad 4,6 miliarda lat. Gwiazda tych rozmiarów (mniej masywna niż 8 mas Słońca) i w tym wieku znajduje się dopiero w połowie swojego życia. Astrofizycy podejrzewają, że dopiero za 5-6 miliardów lat Słońce zasadniczo się zmieni przechodząc w stadium czerwonego olbrzyma. Z czasem jednak zewnętrzne warstwy wielokrotnie już wtedy większej gwiazdy oderwą się od jądra i utworzą mgławicę planetarną. Gdy w jądrze ustaną procesy fuzji, skurczy się ono do rozmiarów zbliżonych do rozmiarów Ziemi i masy nie większej niż 1,4 masy Słońca stając się w ten sposób tzw. białym karłem.
Biały karzeł: życie i ewolucja
Biały karzeł to niezwykle gęsty obiekt składający się z materii zdegenerowanej. To właśnie ciśnienie zdegenerowanych elektronów hamuje proces grawitacyjnego zapadania się białego karła pod wpływem grawitacji. Dzięki temu kompaktowanie materii zatrzymuje się tutaj, a nie na etapie gwiazdy neutronowej czy czarnej dziury. Do tego gwiazda macierzysta musi mieć masę wyższą niż 8 mas Słońca.
Dalsza ewolucja białego karła według definicji wygląda tak, że we wnętrzu tego obiektu nie zachodzi już proces fuzji jądrowej, a biały karzeł powoli wypromieniowuje nadmiar energii stopniowo obniżając swoją temperaturę. Ostatecznie biały karzeł zamienia się w czarnego karła i staje się jedynie zimną bryłą skrystalizowanego węgla.
Teorii tej nie da się potwierdzić na przykładach z jednego prostego powodu: proces przekształcania białego karła w czarny karzeł może trwać około biliarda (czyli milion miliardów) lat. Zważając na to, że od Wielkiego Wybuchu minęło dopiero 13,6 miliarda lat, to jeszcze musimy poczekać… około biliarda lat.
Czytaj także: Biały karzeł – diament wielkości Ziemi
Jak jednak zauważają naukowcy, już teraz możemy identyfikować oznaki krystalizacji rozpoczynającej się we wnętrzu białego karła. Wszystko bowiem wskazuje na to, że w trakcie procesu krystalizacji, atomy węgla i tlenu przestają się ruszać i tworzą strukturę krystaliczną. W tym procesie uwalniana jest energia, która uwalniana jest w formie ciepła. Ta dodatkowa energia wydostająca się na powierzchnię sprawia, że tempo ochładzania się białego karła wyhamowuje, co widoczne jest w jego jasności.
Powstaje zatem pytanie o to, jak ocenić czy proces ochładzania białego karła wyhamował. Aby to prawidłowo ocenić, trzeba precyzyjnie poznać odległość do niego.
Układ trzech gwiazd okazuje się układem czterech gwiazd
Tak się dobrze stało, że podczas analizy danych z satelity Gaia, który kataloguje odległości do gwiazd, naukowcy dostrzegli, że jeden ze znanych białych karłów związany jest grawitacyjnie z odległym od nas o 104 lata świetlne układem trzech gwiazd skatalogowanym pod numerem HD 190412. W efekcie udało się ustalić, że układ potrójny w rzeczywistości jest układem poczwórnym składającym się z trzech gwiazd i jednego białego karła.
Dzięki temu, że naukowcy dobrze poznali odległość do tego układu, udało się potwierdzić, że we wnętrzu białego karła faktycznie zachodzi obecnie proces krystalizacji. Co więcej, na podstawie trzech gwiazd udało się ustalić, że układ ten powstał 7,3 miliarda lat temu, a biały karzeł ma 4,2 miliardy lat, choć wygląda jakby miał dopiero 3,1 miliarda lat. Różnica ta wynika z wolniejszego ochładzania, za co odpowiada najprawdopodobniej proces krystalizacji.
Dane z satelity Gaia, którego głównym zadaniem jest pomiar odległości do ponad miliarda gwiazd w naszym otoczeniu, pozwolą w najbliższym czasie zidentyfikować odległości także do innych białych karłów. Być może się okaże, że także w innych proces krystalizacji już trwa i diamentów w naszym gwiezdnym otoczeniu jest wprost pod dostatkiem.