Como la mayoría de estrellas en nuestra galaxia, el Sol eventualmente colapsará en una enana blanca, un objeto exótico cerca de 200.000 veces más denso que la Tierra para ponerlo en perspectiva, una mera cucharada de té del material de una enana blanca puede pesar tanto como un elefante. Hace medio siglo, los teóricos predijeron que las enanas blancas se solidificarían en el cristal con el tiempo, y ahora una nueva investigación ha encontrado que este es realmente el caso.
«Todas las enanas blancas se cristalizarán en algún momento de su evolución, aunque las enanas blancas más masivas pasan por el proceso antes», destaca el autor principal del estudio Pier-Emmanuel Tremblay, físico de la Universidad de Warwick en Inglaterra.
«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 se convertirá en una enana blanca de cristal en unos 10.000 millones de años». Tremblay y sus colegas analizaron los datos recopilados por la nave espacial Gaia de la Agencia Espacial Europea, lanzada en diciembre de 2013 con el propósito de construir un ambicioso mapa tridimensional de la Vía Láctea, el cual apunta a cartografiar unos mil millones de objetos astronómicos durante la vida operacional de la nave.
Para el nuevo estudio, los investigadores seleccionaron 15.000 candidatas a enanas blancas a unos 300 años luz de la Tierra. Los resultados obtenidos revelaron una acumulación, un exceso en el número de estrellas con colores y luminosidades específicos que no corresponden a una sola masa o edad.
El posterior trabajo de modelado sugirió que la acumulación fue causada por la cristalización de los interiores de las enanas blancas, que liberaron suficiente calor para reducir la velocidad de enfriamiento.
«Ésta es la primera evidencia directa de que las enanas blancas se cristalizan, o la transición de líquido a sólido. Se predijo hace 50 años que deberíamos observar un aumento en el número de enanas blancas en ciertas luminosidades y colores debido a la cristalización y solo ahora se ha observado esto», explica Tremblay.
De líquido a sólido
Las estrellas enanas blancas son algunos de los objetos estelares más antiguos del universo. Son increíblemente útiles para los astrónomos ya que su ciclo de vida predecible les permite utilizarlas como relojes cósmicos para estimar la edad de los grupos de estrellas vecinas con un alto grado de precisión.
Son los núcleos restantes de gigantes rojas después de que estas estrellas hayan muerto y se hayan desprendido de sus capas externas y se estén enfriando constantemente a medida que liberan su calor acumulado a lo largo de miles de millones de años. «No solo tenemos evidencia de esa liberación de calor al solidificarse, sino que se necesita una cantidad de energía considerablemente mayor para explicar las observaciones.
Creemos que esto se debe a que el oxígeno se cristaliza primero y luego se hunde hasta el núcleo, un proceso similar a la sedimentación en un lecho de un río en la Tierra. Esto empujará el carbono hacia arriba y esa separación liberará energía gravitacional», señala el autor principal. La cristalización de las enanas blancas es similar a cómo el agua se congela de líquido a sólido.
Pero el material en este caso es el oxígeno y el carbono. El proceso llega a su punto culmine cuando el interior de la enana blanca se enfría a 10 millones de grados Celsius, entonces la consecuencia es un núcleo compuesto de oxígeno cristalizado y un manto dominado por el carbono. Asimismo, los resultados publicados en Nature sugieren que muchas enanas blancas son considerablemente más antiguas de lo que se pensaba 15 % más viejas en ciertos casos.
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