Data dari kapal angkasa Gaia ESA menunjukkan untuk pertama kalinya bagaimana kerdil putih, sisa-sisa bintang yang mati seperti Matahari kita, berubah menjadi sfera padat setelah gas panas di dalamnya menyejuk.
Proses pemejalan atau penghabluran bahan di dalam kerdil putih ini diramalkan 50 tahun yang lalu, tetapi para astronom belum dapat memerhatikan cukup banyak objek ini untuk melihat sampel yang mendedahkan proses ini.
"Dulu kita hanya mempunyai beberapa ratus kerdil putih dan banyak dari mereka berada dalam kelompok usia yang hampir sama," kata Pierre-Emmanuel Tremblay dari University of Warwick, UK, pengarang utama makalah yang menjelaskan hasilnya.
Dengan bantuan Gaia, kami mendapat lebih banyak maklumat. Banyak data diterima dari objek yang berlainan dengan jarak, kecerahan dan warna yang berbeza. Ini adalah ratusan ribu kerdil putih di cakera luar Bima Sakti, dengan jisim dan usia yang berbeza.
Dengan tepat mengira jarak ke bintang-bintang ini, Gaia membuat penembusan, membolehkan para astronom mengukur kecerahan sebenar mereka dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.
(Foto utama menunjukkan kerdil putih, sisa bintang seperti Matahari kita yang mati, dengan inti padat yang dikristal.)
Kerdil putih adalah sisa-sisa bintang bersaiz sederhana yang serupa dengan Matahari kita. Setelah bintang-bintang ini membakar semua bahan bakar nuklear di dalam inti mereka, mereka melepaskan lapisan luarnya, meninggalkan teras panas yang mula sejuk.
Sisa-sisa superdense ini masih memancarkan sinaran termal ketika ia menyejuk dan dapat dilihat oleh para astronom sebagai objek yang agak samar. Dianggarkan bahawa sehingga 97% bintang di Bima Sakti akhirnya akan berubah menjadi kerdil putih, sementara yang paling besar dari itu akan berubah menjadi bintang neutron atau lubang hitam.
Video promosi:
Kerdil putih yang sejuk memerlukan berbilion tahun. Sebaik sahaja mereka mencapai suhu tertentu, bahan yang awalnya panas di dalam inti bintang mula mengkristal, menjadi padat. Prosesnya serupa dengan transformasi air cair menjadi ais di Bumi pada suhu sifar, kecuali bahawa suhu di mana pemejalan ini terjadi pada kerdil putih sangat tinggi -
sekitar 10 juta darjah celcius.
Dalam kajian ini, ahli astronomi menganalisis lebih daripada 15,000 sisa-sisa bintang calon 300 tahun cahaya dari Bumi. Gaia dapat melihat kerdil putih yang mengkristal ini sebagai kumpulan yang berbeza.
"Kami melihat sebilangan besar kerdil putih dengan berbagai warna dan warna yang tidak saling berkaitan dalam hal evolusi mereka," kata Pierre-Emmanuel.
"Kami menyedari bahawa ini bukan populasi kerdil putih yang terpisah, tetapi kesan penyejukan dan penghabluran diramalkan 50 tahun yang lalu."
Haba yang dikeluarkan semasa proses penghabluran ini, yang berlangsung selama beberapa bilion tahun, nampaknya memperlambat evolusi kerdil putih.
"Kurcaci putih secara tradisional telah digunakan untuk temu janji usia populasi bintang seperti kelompok bintang," jelas Pierre-Emmanuel.
“Kita sekarang perlu mengembangkan model kristalisasi yang lebih baik untuk mendapatkan anggaran yang lebih tepat mengenai usia sistem ini."
Tidak semua kerdil putih mengkristal pada kadar yang sama. Bintang yang lebih besar sejuk lebih cepat dan mencapai suhu di mana penghabluran berlaku dalam kira-kira satu bilion tahun. Kerdil putih berjisim rendah, lebih dekat dengan tahap akhir Matahari yang diharapkan, sejuk lebih perlahan, memerlukan masa sehingga enam bilion tahun untuk berubah menjadi sfera pepejal mati.
Matahari masih mempunyai sekitar lima miliar tahun sebelum menjadi kerdil putih, dan ahli astronomi mengira akan memerlukan lima miliar tahun lagi untuk akhirnya menjadi sejuk ke bola kristal.
"Hasil ini menggarisbawahi fleksibiliti Gaia dan banyak aplikasinya," kata Timo Prusti, Project Gaia Scientist di ESA.
