新的研究阐明了为什么一些白矮星会停止冷却，揭示了这些恒星内部的晶体形成会破坏它们的热演化。这一发现改变了人们对恒星老化过程的理解，并影响了天文学家确定恒星年龄的方式。来源:SciTechDaily.com

　　科学家发现，一些白矮星由于内部晶体的形成而停止冷却，这对现有的恒星老化理论提出了挑战，并影响了恒星年龄的估计方法。

　　科学家揭示了为什么一些白矮星会神秘地停止冷却，这改变了人们对恒星年龄的看法，以及它们死亡后会发生什么。

　　白矮星被普遍认为是“死星”，随着时间的推移会不断冷却。然而，在2019年，来自欧洲航天局(ESA)盖亚卫星的数据发现，一群白矮星已经停止冷却超过80亿年。这表明一些白矮星可以产生大量的额外能量，这与经典的“死星”图景不一致，天文学家最初也不确定这是如何发生的。

　　恒星物理学的突破性发现

　　华威大学的Antoine b

　　达德博士和加拿大维多利亚大学的Simon Blouin博士领导的一项新研究发表在《自然》杂志上，揭示了这一令人困惑的观察结果背后的机制。

　　银河系中超过97%的恒星最终会变成白矮星。长期以来，科学家们一直认为这些恒星已经到了生命的尽头。在耗尽了它们的核能源后，它们停止产生热量并冷却下来，直到它们内部的致密等离子体冻结成固态，恒星从内到外凝固。这个冷却过程可能需要数十亿年。

　　根据这项新的研究，在一些白矮星中，内部的致密等离子体并不是简单地从内到外冻结的。相反，在冷冻时形成的固体晶体比液体密度小，因此想要漂浮。当晶体向上漂浮时，它们会向下取代较重的液体。较重的物质向恒星中心的运输释放出引力能，这种能量足以中断恒星数十亿年的冷却过程。

　　来源:华威大学

　　华威大学的研究员安托内·巴姆达德说:“这种解释符合所有观测到的不寻常白矮星群体的特征。这是首次在任何类型的恒星中观察到这种传输机制，这是令人兴奋的:我们不是每天都能发现一个全新的天体物理现象!”

　　研究人员提出了一个假设，解释了为什么这种情况只发生在一些恒星上，而不发生在其他恒星上。维多利亚大学加拿大理论天体物理研究所国家研究员西蒙·布鲁因解释说:“这种差异可能是由于恒星的组成。一些白矮星是由两颗不同的恒星合并而成的。当这些恒星碰撞形成白矮星时，它会改变恒星的组成，从而形成漂浮的晶体。”

　　对恒星年龄评估的启示

　　这一新发现不仅需要修改天文学教科书，还需要天文学家重新审视他们用来确定恒星群年龄的过程。目前，白矮星通常被用作年龄指标:白矮星温度越低，它就越老。然而，由于在一些白矮星上发现了额外的冷却延迟，某些给定温度的恒星可能比之前认为的要老数十亿年。

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　　达德补充说:“我们发现的传输机制意味着，一些白矮星在数十亿年的时间里像‘正常’恒星一样明亮。这使得年龄测定和我们利用白矮星重建银河系的形成变得复杂。”

　　参考文献:《浮力晶体阻止白矮星冷却》，作者:Antoine b

　　达德、Simon Blouin和程思豪，《自然》杂志，2024年3月6日。DOI: 10.1038 / s41586 - 024 - 07102 - y

　　这项研究得到了加拿大国家科学与工程研究委员会(NSERC)、班廷博士后奖学金计划、欧洲研究委员会和加拿大理论天体物理研究所(CITA)的支持。

　　该研究的第三作者程思豪博士是美国新泽西州普林斯顿高等研究院的博士后。