Ανακάλυψη – ανατροπή: Πώς τα νεκρά άστρα αποκαλύπτουν το μέλλον του Ήλιου

Αστροφυσικοί και αστρικοί αρχαιολόγοι εντόπισαν απολιθωμένα ίχνη μαγνητισμού σε άστρα που έχουν πεθάνει εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, γνωστά ως λευκοί νάνοι. Η ανακάλυψη αυτή ρίχνει φως στη μετάβαση των άστρων από τη φάση του ερυθρού γίγαντα στη συμπαγή και θερμή φάση του λευκού νάνου — μια διαδικασία που αναμένεται να βιώσει και ο Ήλιος σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια.

«Γνωρίζουμε ότι τα μαγνητικά πεδία μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την εξέλιξη ενός άστρου. Ωστόσο, δεν γνωρίζουμε ακόμη πώς ακριβώς επιδρούν ή πόσο ισχυρή είναι η επίδρασή τους.»

Η ερευνητική ομάδα συνδύασε θεωρητικά μοντέλα με παρατηρήσεις άστρων σε διαφορετικά στάδια ζωής, εντοπίζοντας συσχετισμούς ανάμεσα στα μαγνητικά πεδία των λευκών νάνων και εκείνων στους πυρήνες των ερυθρών γιγάντων. Το μοντέλο στηρίζεται στην υπόθεση ότι τα μαγνητικά πεδία σχηματίζονται νωρίς στη ζωή ενός άστρου και επιβιώνουν σε όλα τα επόμενα στάδια, εμφανιζόμενα τελικά στους λευκούς νάνους ως «απολιθωμένα πεδία».

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μετρήσεις αστρικών ταλαντώσεων — γνωστών και ως αστροσεισμών — μέσω τεχνικών αστροσεισμολογίας, ενισχύοντας έτσι τη θεωρία των απολιθωμένων μαγνητικών πεδίων ως πιθανή εξήγηση για τον μαγνητισμό των άστρων.

«Το μαγνητικό πεδίο ενός άστρου είναι κρίσιμο για τη λειτουργία του εσωτερικού του και για το πόσο διαρκεί η ζωή του», δήλωσε ο συν-επικεφαλής της έρευνας Λούκας Άινραμχοφ από το Institute of Science and Technology Austria (ISTA). «Γενικά, οι παλαιότεροι λευκοί νάνοι τείνουν να είναι πιο μαγνητικοί από τους νεότερους».

Από τους ερυθρούς γίγαντες στους λευκούς νάνους

Για να γίνει κατανοητή η σχέση μεταξύ ερυθρών γιγάντων και λευκών νάνων, οι επιστήμονες παραπέμπουν στην αναμενόμενη πορεία του Ήλιου. Σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Ήλιος θα έχει εξαντλήσει το υδρογόνο στον πυρήνα του, σταματώντας τη σύντηξη που παράγει ενέργεια. Η βαρύτητα θα αρχίσει τότε να τον συμπιέζει.

Καθώς ο πυρήνας θα καταρρέει, τα εξωτερικά στρώματα θα διογκωθούν έως και εκατό φορές το σημερινό μέγεθος, οδηγώντας τον Ήλιο στη φάση του ερυθρού γίγαντα. Είναι πιθανό να καταπιεί τους εσωτερικούς πλανήτες, ακόμα και τη Γη, φτάνοντας μέχρι την τροχιά του Άρη.

Η φάση του ερυθρού γίγαντα θα διαρκέσει περίπου 1 δισεκατομμύριο χρόνια. Στη συνέχεια, τα εξωτερικά στρώματα θα ψυχθούν και θα διασκορπιστούν, σχηματίζοντας ένα νεφέλωμα γύρω από τον πυρήνα, ο οποίος θα μετατραπεί σε ψυχόμενο λευκό νάνο — το τελικό στάδιο ζωής για άστρα παρόμοιας μάζας με του Ήλιου.

Πρόσφατες μελέτες μέσω αστροσεισμών αποκάλυψαν μαγνητικά πεδία στους πυρήνες των ερυθρών γιγάντων, ενώ οι λευκοί νάνοι εμφανίζουν μαγνητισμό στις επιφάνειές τους. Ο Άινραμχοφ και η ομάδα του θεωρούν ότι η θεωρία των απολιθωμένων πεδίων συνδέει αυτά τα δύο φαινόμενα, παρότι είχε χάσει έδαφος τα τελευταία χρόνια.

«Επειδή ένας λευκός νάνος είναι ο εκτεθειμένος πυρήνας ενός ερυθρού γίγαντα, οι παρατηρήσεις αυτές ουσιαστικά εξετάζουν το ίδιο τμήμα του άστρου σε διαφορετικά στάδια ζωής», εξήγησε ο Άινραμχοφ. «Αν το μαγνητικό πεδίο που παρατηρείται στη φάση του ερυθρού γίγαντα είναι το ίδιο με αυτό που βλέπουμε στην επιφάνεια του λευκού νάνου, τότε η θεωρία των απολιθωμένων πεδίων μπορεί να εξηγήσει τη σύνδεση».

Το μαγνητικό αποτύπωμα των άστρων

Η ομάδα υποστηρίζει ότι μετά τη φάση του ερυθρού γίγαντα, η αποβολή των εξωτερικών στρωμάτων αφήνει χαρακτηριστικά ίχνη στην επιφάνεια του λευκού νάνου. Καθοριστικό ρόλο παίζει το βάθος στο οποίο εκτείνεται το μαγνητικό πεδίο μέσα στον πυρήνα του ερυθρού γίγαντα.

«Για να συνδεθούν τα μαγνητικά πεδία των λευκών νάνων με εκείνα των προγόνων τους, ένα μεγαλύτερο ποσοστό της μάζας του άστρου πρέπει να είναι μαγνητισμένο», σημείωσε ο Άινραμχοφ. «Αυτό δεν σημαίνει ότι τα άστρα είναι πιο ισχυρά μαγνητισμένα, αλλά ότι το πεδίο εκτείνεται σε μεγαλύτερο μέρος του πυρήνα».

Οι επιστήμονες παρατήρησαν επίσης ότι η εξέλιξη ενός άστρου μεταβάλλει τη γεωμετρία του μαγνητικού του πεδίου. Αντί να συγκεντρώνεται σε ένα σημείο, σχηματίζει δομές που θυμίζουν τα τμήματα μιας μπάλας μπάσκετ — πιο ισχυρές κοντά στην επιφάνεια απ’ ό,τι στο κέντρο.

Τα ευρήματα αυτά ενδέχεται να προσφέρουν νέα στοιχεία για το μέλλον του Ήλιου και για τη φύση του εσωτερικού του. «Δεν γνωρίζουμε ακόμη αν ο πυρήνας του Ήλιου είναι μαγνητικός. Αν αποδειχθεί ότι είναι, τότε αυτό θα αλλάξει όσα γνωρίζουμε για τα αστρικά μοντέλα», υπογράμμισε ο Άινραμχοφ. «Η έρευνά μας δείχνει ότι πιθανότατα όλα τα άστρα είναι μαγνητικά, απλώς δεν μπορούμε πάντα να ανιχνεύσουμε τον μαγνητισμό τους».

Ακολουθώντας αυτή τη γραμμή μελέτης, οι επιστήμονες ενδέχεται να ανακαλύψουν ότι ο Ήλιος — ηλικίας 4,6 δισεκατομμυρίων ετών — έχει περισσότερα χρόνια ζωής απ’ όσα υπολογίζαμε. «Αν ο Ήλιος μπορέσει να μεταφέρει υδρογόνο από τα εξωτερικά του στρώματα στον πυρήνα, θα μπορούσε να επιμηκύνει τη ζωή του. Ένας τρόπος να το πετύχει αυτό είναι μέσω ισχυρών μαγνητικών πεδίων», κατέληξε ο Άινραμχοφ.

Πηγή: tanea.gr