新研究称太阳死亡后将留下一堆亮闪闪的遗产：一颗巨大的“水晶球”

这种艺术想象展示了一颗白矮星被固化，也许未来太阳也会发生同样的过程。

据新浪科技(任天):据国外媒体报道，太阳似乎是一个永远燃烧的气体球，但有一天它会死去，这听起来可能非常令人沮丧，尤其是对于那些在地球上生活了数十亿年的生物来说。但是太阳的死亡也有光明的一面。根据2019年1月发表在《自然》杂志上的一项研究，死去的太阳会留下一堆闪闪发光的遗产:它会变成一个巨大的晶体，但这不是你在普通吊灯上能找到的那种晶体。

在讨论超大恒星晶体之前，我们首先要知道像太阳这样的恒星是如何生存和死亡的。

从红巨星到白矮星

能量是由太阳原子的核聚变产生的。其巨大的引力将恒星核心的氢原子挤压在一起，并聚集成氦原子。在这个过程中，大量释放的能量被向外推，保持良好的平衡。只要有足够的氢燃料支持这个过程，核心的大小和温度就会保持不变(大约1500万开尔文)。核聚变产生的能量辐射到整个太阳系，最终催生了宜居星球地球上生命的进化。在太阳的生命周期中，这个燃烧氢的阶段大约持续90%的时间，这个生命周期中的恒星被称为“主序星”。目前，太阳的主序阶段已经过去了45亿年——大约是其寿命的一半。

氢原子耗尽后会发生什么？说得好听点，事情会变得有点疯狂。如果没有聚变氢产生的能量向外的压力，太阳的引力会压倒它的核心，把它挤进一个更小的空房间，它的温度会增加十倍。不过没关系，较重的氦核会开始聚变，再次产生向外的压力来维持平衡。据预测，这将在大约50亿年后开始发生，其标志是一种称为“氦闪”的能量突然爆发。在氦聚变的过程中，形成碳和氧，核心的温度再次升高。

不久之后，更重的元素开始融合，由于物质消耗，太阳整体看起来有点糟糕。它将开始膨胀，猛烈的太阳风将席卷星际空间空，太阳外层开始剥落。但是太阳的质量不足以爆炸成超新星，而会变成红巨星。它可能会扩展到地球轨道之外，烧焦我们的星球。

红巨星末期，残留在太阳外层的气体会被太阳风吹到太阳空中，电离成太阳等离子体，从而形成美丽的行星状星云。这个星云富含新形成的重元素，并将继续用于产生下一代恒星和行星。外层被剥离后，唯一剩下的将是被称为白矮星的炽热星核。这是一颗小而高密度的恒星，它将在数十亿年后逐渐冷却变暗，它将是太阳曾经位置的证明。

白矮星将在数十亿年后永远熄灭和变暗，但这并不是故事的结尾。利用欧洲盖亚任务的观测结果，英国华威大学的研究人员意外发现了一颗白矮星隐藏已久的秘密。

水晶白矮星

在其形成后不久，白矮星变得非常热，辐射出主序星核心曾经拥有的强大能量。在形成后的数十亿年里，白矮星会慢慢冷却下来，在某个时间点，其内部的氧和碳会发生相变——类似于液态水冻结成固体冰。只有在极端的温度和压力下，碳和氧才会凝固形成巨大的晶体。

华威大学物理系的研究负责人Pierre-Emmanuel Tramblay在新闻发布会上说:“所有的白矮星都会在它们进化的某个时候结晶，而较大的白矮星会更快地经历这个过程。”“这意味着我们银河系中完成这一过程的数十亿颗白矮星，本质上都是天空中的水晶球空。大约100亿年后，太阳本身将变成一颗白矮星。”

Tramblay的团队分析了Gaia mission的观测结果，测量了地球300光年范围内的15000颗白矮星的亮度和颜色，观察到某种颜色和亮度的恒星数量过多(或“堆叠”)。他们意识到，这组白矮星代表了恒星演化过程中的一个类似阶段，具有适合晶体相变的条件，这将导致冷却的延迟，从而延缓恒星的衰老过程。研究人员还发现，其中一些恒星的寿命已经延长了20亿年。

“这是白矮星结晶，或液体转化为固体的第一个直接证据，”Tramblay在声明中补充道。“50年前就有人预言，我们会观察到白矮星由于凝固结晶而在一定亮度和颜色下堆积。直到现在，我们都没有观察到这种现象。”

水晶白矮星不仅仅是一颗恒星。它们的量子组成不同于我们在实验室里重建的任何东西。当白矮星的物质结晶后，其物质在量子水平上变得有序，其原子核排列成三维晶格，形成金属氧核和富碳外层。

所以，太阳这样的恒星死后，它们的故事还没有结束。所有的白矮星都会经历这个结晶阶段，在星系中留下大量闪耀着钻石般光芒的恒星碎片。