La impresión de este artista muestra una estrella enana blanca en proceso de solidificación, el mismo proceso que le sucederá al sol algún día. Universidad de Warwick / Mark Garlick Nuestro sol puede parecer una bola eterna de gas ardiente, pero un día morirá. Esto puede sonar como un fastidio, especialmente para cualquier cosa que viva en la Tierra en unos pocos miles de millones de años, pero hay un lado positivo en la ruina solar. Según una investigación publicada en la revista Nature en enero de 2019, nuestra estrella muerta dejará un legado resplandeciente y se convertirá en un cristal masivo. Este no es el tipo de cristal que encontrarías en un candelabro promedio, sin embargo.
Antes de empezar a hablar de cristales estelares de gran tamaño, primero tenemos que entender cómo viven y mueren estrellas como nuestro sol.
El sol se alimenta de la fusión nuclear. Su gravedad masiva aplasta los átomos de hidrógeno en su núcleo para crear helio, y las grandes cantidades de energía liberadas por estos procesos de fusión empujan hacia afuera, manteniendo un feliz equilibrio. Mientras haya mucho combustible de hidrógeno alimentando este proceso, el núcleo permanece aproximadamente del mismo tamaño y temperatura (alrededor de 15 millones de Kelvin), produciendo energía que irradia por todo el sistema solar, en última instancia, nutriendo la evolución de la vida en cierto planeta habitable llamado Tierra. Esta fase de combustión de hidrógeno dura el 90 por ciento de la vida útil de nuestro sol, un período de vida estelar conocido como la "secuencia principal". Actualmente estamos a unos 4.500 millones de años en la secuencia principal de días de nuestro sol, o aproximadamente a la mitad de su vida.
¿Qué sucede cuando todo ese hidrógeno se agota? Las cosas comienzan a ponerse un poco locas por decirlo suavemente. Sin la presión exterior de la energía creada por la fusión del hidrógeno, la gravedad del sol abruma el núcleo, aplastándolo en un espacio más pequeño y aumentando su temperatura diez veces. Aunque eso está bien; los núcleos de helio más pesados comenzarán a fusionarse, creando la presión hacia afuera una vez más para mantener el equilibrio. Se predice que esto comenzará a suceder en unos 5 mil millones de años, marcado con una repentina descarga de energía conocida como "destello de helio". Mientras el helio se fusiona, se forman carbono y oxígeno y la temperatura del núcleo vuelve a subir.
Poco después incluso los elementos más pesados también comienzan a fusionarse, y el sol en general se verá un poco peor por el uso. Comenzará a hincharse bombardeando el espacio interplanetario con vientos solares salvajes que comienzan a arrancar sus capas superiores. Aunque nuestro sol no es lo suficientemente masivo para explotar como una supernova, eso voluntad conviértete en una estrella gigante roja, posiblemente expandiéndose más allá de la órbita de la Tierra. Y eso no es bueno. Nuestro planeta estará tostado.
Después de la muerte de nuestra estrella dejará atrás los tenues restos de plasma solar, creando una hermosa nebulosa planetaria enriquecida con elementos pesados recién formados que continuarán para crear la próxima generación de estrellas y planetas, y en su núcleo habrá un remanente estelar caliente conocido como enano blanco, una pequeña, estrella densa que brilla intensamente, un testimonio del sol que solía estar en su lugar.
Las enanas blancas pueden mantenerse a sí mismas durante miles de millones de años antes de evaporarse y apagarse para siempre. pero este no es el final de la historia. Utilizando observaciones de la misión europea Gaia, que actualmente está realizando mediciones de precisión de estrellas en toda nuestra galaxia, Investigadores de la Universidad de Warwick en el Reino Unido han tropezado con un secreto enano blanco que ha permanecido oculto.
Hasta ahora.
Poco después de formarse, las enanas blancas son extremadamente calientes, irradiando la intensa energía que una vez se mantuvo en el núcleo de la estrella de la secuencia principal que vino antes que ellos. Durante miles de millones de años después de su formación, las enanas blancas se enfrían lentamente y, en un cierto punto, el oxígeno y el carbono que contienen pasarán por una transición de fase, similar al agua líquida que se congela y se convierte en hielo sólido, solo a temperaturas y presiones mucho más extremas, solidificándose para formar un enorme cristal.
"Todas las enanas blancas cristalizarán en algún momento de su evolución, aunque las enanas blancas más masivas pasan por el proceso antes, "Pier-Emmanuel Tremblay, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick y líder del estudio, dijo en un comunicado de prensa. "Esto significa que miles de millones de enanas blancas en nuestra galaxia ya han completado el proceso y son esencialmente esferas de cristal en el cielo. El sol mismo se convertirá en una enana blanca de cristal en unos 10 mil millones de años".
El equipo de Tremblay analizó las observaciones de Gaia para medir la luminosidad y los colores de 15, 000 enanas blancas a 300 años luz de la Tierra. Lo que encontraron fue un exceso (o un "amontonamiento") en la población de estrellas de colores y brillo específicos. Se dieron cuenta de que este grupo de estrellas representaba una fase similar en la evolución estelar donde las condiciones son adecuadas para que ocurra esta transición de fase. provocando un retraso en el enfriamiento, ralentizando así el proceso de envejecimiento. Los investigadores encontraron que algunas de estas estrellas habían extendido su vida útil hasta 2 mil millones de años.
"Esta es la primera evidencia directa de que las enanas blancas cristalizan, o transición de líquido a sólido, "agregó Tremblay, también en el comunicado. "Se predijo hace cincuenta años que deberíamos observar una acumulación en el número de enanas blancas con ciertas luminosidades y colores debido a la cristalización y solo ahora esto se ha observado".
Las enanas blancas cristalizadas no son solo una curiosidad estelar; su composición cuántica no se parece a nada que podamos recrear en el laboratorio. A medida que cristaliza el material de la estrella blanca, su material se ordena a nivel cuántico, núcleos que se alinean a sí mismos como una celosía 3D creando un núcleo metálico de oxígeno y una capa exterior enriquecida con carbono.
Entonces, ahí lo tenemos, después de que mueran estrellas como nuestro sol, sus historias no han terminado. Todas las enanas blancas pasarán por esta fase de cristalización, ensuciando la galaxia con remanentes estelares masivos como diamantes.
Esa es una idea interesanteCuando los Beatles cantaron su melodía exitosa, "Lucy en el cielo con diamantes, "Quizás no se estaban refiriendo al LSD como la cultura popular quiere hacernos creer. Quizás, en cambio, estaban dando un guiño a los miles de millones de diamantes estelares que ahora sabemos que llenan el cielo nocturno.
