Miljontals år från och med nu, när solen befinner sig i sina slutliga dödsfall (det vill säga efter att den redan har förångat jorden), kommer dess heliumkärna att kollapsa på sig själv och krympa till en tätt komprimerad boll av glödande gas som kallas en vit dvärg .
Men medan dessa stjärna gravstenar redan pricker vårt galaktiska landskap, förblir deras interiör ett pussel i fysiken - vilket är ingen överraskning med tanke på hur konstiga de är.
Nyligen har ett par forskare skapat en sofistikerad modell för att "titta på" en vit dvärgs insida. Och gissa vad? Dessa kosmiska udda kulor kunde skämma jordiska tryfflar, eftersom de tycks ha krämiga centra som är full av exotiska kvantvätskor.
Den en gång stolta stjärnan
Stjärnor som vår sol får sin energi genom att smälta väte till helium djupt i sina kärnor. Denna energiproduktion kan inte pågå för evigt - så småningom rinner det tillgängliga väte ut och partiet slutar. Men nära slutet av deras liv kan stjärnor kort tända lamporna igen genom att bränna helium och lämna efter sig en inert, död kärna av kol och syre.
Men små stjärnor som vår sol har inte tillräckligt med gravitationsmoment för att smälta kol och syre till några tyngre element som magnesium eller järn, och så dör de, förvandlar sig själva ut och släpper ut atmosfären till en vacker (eller gory, beroende på din synvinkel) planetnebula.
Den kärnan av kol och syre finns kvar, en betydande del av stjärnmassan låst inuti en kärna som inte är större än jorden. När astronomer först upptäckte dessa konstiga föremål - nu kända som vita dvärgar - trodde de att de var omöjliga, med beräknade tätheter höga över en miljard gånger den i luften vi andas in. Hur kan något ha en sådan extrem täthet och inte bara kollapsa under sin egen fruktansvärda vikt?
Men vita dvärgar är inte omöjliga, och teoretiska insikter i början av 1900-talet löste mysteriet om hur vita dvärgar eventuellt skulle kunna existera. Svaret kom i form av kvantmekanik, och insikten att naturen är, för att uttrycka det helt enkelt, väldigt konstigt vid höga tätheter. När det gäller vita dvärgar kan bara ett visst antal elektroner packas inuti. Eftersom dessa snurrande elektroner avvisar varandra, skapar de tillsammans tillräckligt med tryck för att hålla de döda stjärnorna ballonerade upp, motstå även de nästan överväldigande tyngdkraften.
Och så stellar lik kan leva vidare i biljoner år.
Krämfyllda centra
Medan dessa tidiga beräkningar visade hur vita dvärgar kunde existera i vårt universum, visste astrofysiker att enkla beskrivningar inte helt skulle fånga vad som händer i sådana exotiska kärnor. När allt är detta ett ämnesläge som är helt otillgängligt för laboratorier och experiment här på jorden - vem vet vilka konstiga spel naturen kan komma till, djupt inne i dessa döda hjärtan?
Både fysiker och astronomer har undrat sig över vita dvärgarnas inredning i årtionden nu, och i ett nyligen uppsats som visas i förtryckstidsskriftet arXiv, har ett par ryska teoretiska fysiker föreslagit en ny modell av de djupa kärnorna i vita dvärgar, med information om hur deras modell bygger på och avviker från tidigare arbete, och hur observatörer potentiellt kan säga om deras nya modell är korrekt.
I denna nya modell simulerade forskarna kärnan i den vita dvärgen som består av endast en typ av tungladdade kärnor (detta är inte helt korrekt, eftersom vita dvärgar är en blandning av flera element som kol och syre, men det är en tillräckligt bra utgångspunkt), med dessa partiklar nedsänkta i en tjock elektronssoppa.
Denna inställning antar att vita dvärgar är tillräckligt varma för att ha flytande interiörer, vilket är ett rimligt antagande, med tanke på att när de är födda (eller snarare, när de äntligen utsätts efter deras värdstjärners död), har de temperaturer väl över en miljon grader kelvin.
De yttersta lagren av en vit dvärg utsätts för den frigida miljön i ett rent vakuum, vilket gör att väte kan sätta sig på ytan, vilket ger dem en lätt, tunn atmosfär. Och under extrema tider svalnar vita dvärgar och bildar så småningom en gigantisk kristall, men det är tillräckligt långt borta för att för det mesta är vita dvärgar fyllda med en exotisk kvantvätska av kol och syre, så modellen som används i denna studie är relativt noggrann för en stor del av en vit dvärgs livstid.
Signaturytor
Eftersom vita dvärgstarmar representerar en av de mest ovanliga miljöerna i universum, kan studier av dem avslöja några djupa egenskaper hos kvantmekanik under extrema förhållanden. Men eftersom forskare aldrig kan hoppas att repa i en närliggande vit dvärg för att få den in för en vivisektion, hur kan vi eventuellt få en titt under huven?
Forskarna i den nya modellen visade hur ljuset som avges av vita dvärgar kan vara olika värme. Vita dvärgar genererar inte värme på egen hand; deras intensiva temperaturer är resultatet av det extrema gravitationstrycket som de mötte när de var inne i stjärnor. Men när deras värdstjärna blåser bort och de utsätts för rymden, lyser de intensivt - de första tusen åren efter deras stora avslöja är de så heta att de avger röntgenstrålning.
Men svalna de gör, någonsin så långsamt och läcker bort sin värme som strålning ut i rymden. Och vi har tittat på vita dvärgar så länge att vi kan se dem svalna under år och decennier. Hur snabbt de svalnar beror på hur effektivt deras instängda värme kan komma ut på ytorna - vilket i sin tur beror på deras exakta karaktär.
En annan egenskap som forskarna visade kan användas för att undersöka inuti vita dvärgar är deras ständigt så lindra slingrande. Akin till hur seismografi används för att studera kärnan i jorden, förändring och karaktär av en vit dvärg förändrar hur vibrationer kommer att visa sig på ytan.
Slutligen kan vi använda populationer av vita dvärgar för att få en antydning om deras inredning, eftersom förhållandet mellan deras massor och deras storlek beror på de exakta kvantmekaniska förhållandena som styr deras inre.
I synnerhet antyder den nya forskningen att de flesta vita dvärgar borde svalka snabbare än vi brukade tänka, vibrerar något mindre ofta än äldre modeller antyder och vara något större än väntat än om vi inte beaktade denna mer realistiska modell. Nu är det upp till astronomerna att göra noggranna mätningar för att se om vi verkligen förstår dessa exotiska miljöer, eller om vi måste ta en ny spricka på det.
- 8 sätt du kan se Einsteins relativitetsteori i verkliga livet
- 11 fascinerande fakta om vår mjölkväg Galaxy
- De 11 största obesvarade frågorna om Dark Matter
Paul M. Sutter är en astrofysiker på Ohio State University, värd av Fråga en Spaceman och Space Radio, och författare till Din plats i universum.
