成千上萬顆的白矮星逐漸變成「水晶」 恒星的終極命運不再單一！

初生的恒星都是有著很強的生命力，它的核心會不斷地進行著核聚變反應，持續地向外部爆發能量，但總有一天能量也會消耗完，演化到最後要麼是恒星核合成，要麼是超新星核合成，要麼就變成一種不發光、不發熱，密度又很高的白矮星，要麼就是在核聚變反應的燃料耗盡而死亡後發生引力坍縮，最後爆炸而產生的黑洞。總的來說，恒星的命運不是單一的卻堪稱曲折。

而我們要的說就是這個白矮星，它其實沒有恒星好看，是恒星不再反生核聚變反應後能量耗盡的模樣，就好比如從一個年輕的人到老了變成老人的模樣一個道理，但是就算是老人也有老人的美，白矮星亦是如此。

科學家最近在我們的銀河系又發現了一個神奇的現象：有成千上萬的恒星（白矮星）正在變成「水晶」！並且還布滿了我們的天空，最主要的是這話不是亂說的，而是已經找到了直接的證據。

其實，白矮星也可以當做恒星，不過為了區別對待，我還是繼續叫白矮星，雖然它只是恒星的殘留物。我們都知道，雖然白矮星是一個失去光和熱的天體，但由於其生命周期中的相變而具有固體氧和碳的核心，類似於水變成冰的那種，但是溫度卻非常高！

雖然說白矮星是宇宙中最古老的恒星，但它們對科學家來說是一個很有研究意義的對象。我們可以把它們當作是宇宙的時鐘，然後以高精度計算相鄰恒星群的年齡，類似的就好比我們如果想要知道一棵樹的年齡，我們可以觀察樹的年輪，拿年輪當作時間計數器，道理其實都是差不多的。

白矮星示例圖

我們都明白，在那些巨大的恒星死亡之後並脫落外層且在數十億年中釋放其儲存的熱量時不斷冷卻之後，白矮星就是它們的產物，也是紅色巨星的剩下來的核心。於是科學家就利用蓋亞衛星的觀測結果，在距離地球約300到15000光年的地方選了一些恒星當作白矮星的「候選人」，並分析了恒星的光度和顏色數據。

研究結果發現，特定顏色的恒星數量和光度超出了預期，並且由於潛熱大量釋放，導致其冷卻過程減慢。在某些情況下，我們可以理解為，這些恒星的衰老速度已經減緩了20億年，比例占比是銀河系年齡的15％。

那麼，所有的白矮星都會在它們的演化過程中結晶，而且更大一點質量的白矮星結晶的過程速度會更快。這是不是也意味著我們銀河系中已經有了數十億個白矮星已經完成了這個結晶的過程？而且在我們看過去更像是一個冰球，現在看過去還只是一個不夠通透的「冰球」，但是讓它們沉淀個100億年後，或許會成為一顆晶瑩剔透的白矮星！

白矮星在凝固過程中

結晶我們都知道，是 液態變成固態的過程，其中的原理是原子、離子或分子按一定的空間次序排列而形成的固體，也叫做晶體。而在白矮星核心的極端壓力下，原子被密集地堆積，使得它們的電子不受束縛，留下由量子控制的導電電子氣體以及以流體形式帶正電的原子核。當核心冷卻到大約1000萬度時，白矮星釋放出的能量會使流體慢慢凝固，然後在心臟處形成金屬核心，最後碳的外殼會大大增強！

在發現這個直接證據後，我覺得雖然科學家擁有了有凝固時釋放熱量的證據，但還需要更多的能量釋放來 檢驗這個觀察的結果。

蓋亞衛星

在之前科學家只發現了200左右顆類似這樣的白矮星，但是由於蓋亞衛星的觀測結果使得在獲得這些較冷的白矮星以及銀河系的老恒星的準確年齡方面邁出了一大步，有多大一步？數據表明，數量從原先的200顆壯大到現在的20萬顆，可以說蓋亞衛星是這個發現的大功臣！

我們也由此知道，因為結晶使得白矮星的壽命大大延長，恒星的命運雖然不是單一的，就算最終命運是變成白矮星，但從此白矮星不再是恒星的命運終點了！