211service.com
Ny partikel född inuti heliumvita dvärgstjärnor, säger fysiker
Vita dvärgstjärnor är glödande glöd, resterna av små stjärnor som har slut på bränsle för att brinna De flesta vita dvärgar är heta kolklumpar som gradvis utstrålar sin värme ut i rymden. Men några är gjorda av helium och det är dessa vi tittar på idag.
Eftersom de inte genererar egen värme, kommer vita dvärgar så småningom att bli så kalla att de borde sluta avge betydande mängder värme och ljus. Men denna avkylningsprocess tar evigheter, mycket längre till och med än universums ålder, så inga så kallade svarta dvärgar tros ännu existera.
Den exakta hastigheten med vilken vita dvärgar svalnar beror på deras inre struktur. Det är ganska väl förstått för vanliga vaniljvita dvärgar. Men heliumsmaken rymmer några överraskningar.
Den konventionella uppfattningen är att helium under högt tryck bildar ett plasma av kärnor i ett hav av elektroner. När trycket ökar blir kärnorna ordnade och bildar en kristall. Egenskaperna hos denna heliumkristall avgör hur snabbt stjärnan svalnar.
På senare tid har dock astrofysiker påpekat att heliumet också kan bilda ett Bose-Einstein-kondensat. Frågan som Paulo Bedaque vid University of Maryland i College Park och några kompisar undersöker är hur närvaron av ett sådant kondensat kan påverka stjärnans egenskaper.
Det visar sig att heliumkondensat har ett utomordentligt rikt beteende där olika typer av kvasipartiklar kan bildas. Dessa kvasipartiklar är i huvudsak kvantiserade excitationer i kondensatet och har studerats väl för vanliga kondensat.
Eftersom dessa kvasipartiklar transporterar energi genom och ut ur ett kondensat, minskar de dess specifika värme.
Vad Bedaque och co har hittat är en helt ny kvasipartikel som dyker upp i heliumvita dvärgar på grund av de extra begränsningarna för beteendet hos kondensatet i mitten av ett så tätt föremål.
Denna kvasipartikel, säger de, minskar den specifika värmen hos den vita dvärgkärnan med två storleksordningar jämfört med en kristallin kärna.
Konsekvenserna är inte svåra att förstå. Den lägre specifika värmen gör att heliumvita dvärgar borde svalna betydligt snabbare än man tidigare trott. Faktum är att Bedaque och co föreslår att denna snabbare kylning borde kunna upptäckas.
Som det visar sig finns det en känd anomali i temperaturen hos heliumvita dvärgar. För ett par år sedan hittade astronomer en grupp heliumvita dvärgar i en klotformad klunga några tusen ljusår härifrån.
Rita upp temperaturen och magnituden för vita dvärgar och astronomer finner vanligtvis att sekvensen av stjärnor blir svalare och mindre ljusa tills de inte längre är synliga för vilket teleskop de än använder.
Men med dessa heliumvita dvärgar såg astronomerna något annat: sekvensen slutade långt över magnitudgränsen för observationerna (som gjordes med Hubble). Av någon anledning är de mörkaste, coolaste, äldsta stjärnorna inte där de ska vara
Ingen vet varför men den nya kvasipartikeln och kylningen den orsakar, väcker en möjlighet. Kanske går heliumvita dvärgar igenom någon form av inre övergång när de blir äldre som gör att de plötsligt svalnar mycket snabbare än förväntat. Det är därför de äldsta coolaste stjärnorna inte följer det vanliga kylningsmönstret.
För tillfället är det bara en gissning. Bedaque och co säger att det krävs mycket mer modellering för att till fullo förstå hur allt detta kan fungera. Mer data om riktiga heliumvita dvärgar skulle också hjälpa.
Det ser ut att vara några intressanta månader framför de här killarna.
Ref: arxiv.org/abs/1111.1343 : Kärnkondensat och heliumvita dvärgar