英國科學家首次找到直接證據可以證明,像太陽這樣的恆星在死亡後會結晶化成為固體,而太陽預計在大約100億年後也會變成結晶化的白矮星。

白矮星是類似太陽這樣的中、低質量恆星在死亡後遺留下來的殘骸。當這些恆星耗盡其核心的燃料後,其外層的氣體會散失,剩下的熱核心便開始冷卻,最終成為白矮星。這樣的冷卻過程可能會持續幾十億年。

白矮星是宇宙中最古老的天體之一。它們就像宇宙中的時鐘一樣,其可預測的生命周期有助於科學家以極高的準確度估計鄰近恆星的年齡。

早在五十年前,科學家就預測白矮星內部的物質會結晶化,亦即其核心氣體在冷卻之後會變為固體,但直到現在,英國華威大學(University of Warwick)的研究人員藉由歐洲太空總署(ESA)的蓋亞(Gaia)太空望遠鏡,才有機會觀測到這樣的過程。

在這項研究中,該大學研究人員選定距離地球300光年內的15,000顆白矮星,並以蓋亞太空望遠鏡的觀測資料分析其光度和顏色。

研究人員發現,有特定光度和顏色的大量白矮星與其質量或年齡不相稱,而這是結晶化過程所造成的結果。據估計,在某些案例中,這樣的過程會使恆星延緩其老化長達20億年。

換句話說,由於結晶化會延緩冷卻的過程,有些恆星的實際年齡可能比人們先前認定的還老幾十億年。

主導這項研究的華威大學助理教授特倫佈雷(Pier-Emmanuel Tremblay)說:「這是白矮星結晶化的第一個直接證據。」

特倫佈雷表示,所有白矮星在其演化階段的某個時間點都會結晶化,這意味著銀河系中幾十億顆白矮星已經成為結晶化的天體。而太陽預計在大約100億年後也會變成結晶化的白矮星。

太陽在大約50億年後才會變成白矮星,而科學家估計它需要再耗用50億年的時間完成結晶化,最終冷卻下來變為固體。

特倫佈雷還說,這項研究結果使其在取得銀河系中白矮星和古老恆星的正確年齡方面,邁進了一大步。

上述研究成果發表於《自然》(Nature)期刊上。