恒星進化：進化する白色矮星のコアの結晶化と冷却過程の停滞

白色矮星は、核エネルギー源が枯渇し数十億年かけて冷える、恒星の残骸である。こうした星は電子の縮退圧によって支えられており、コアの密度は、10⁷ g cm⁻³に達する。白色矮星の冷却の間に一次相転移が生じることによって、コア内の縮退していない炭素イオンや酸素イオンが結晶化して大量の潜熱が解放され、冷却過程が10億年ほど遅れると予想されている。しかし、この効果を示す観測的な直接証拠は、これまで報告されていない。本論文では、ガイア衛星で得られた測光観測データと視差データを用いて決定された、太陽から100パーセク以内にある進化する白色矮星の冷却過程の停滞について報告する。我々は、モデリングを用いて、この停滞が、白色矮星のコアが結晶化する際の潜熱の解放に起因すると推測する。潜熱の解放に加えて、結晶化しているコアにおける元素の沈降によって重力エネルギーが解放され、冷却がさらに減速していることを示す強固な証拠が見いだされた。今回の結果は、強く結び付いたクーロンプラズマにおける結晶化によって解放されたエネルギーを記述するものであり、測定された冷却の遅れは、白色矮星から恒星種族の年齢を決定するために用いる手法の精度を改善するのに役立つ可能性がある。

目次へ戻る