Białe karły są jednymi z najstarszych obiektów gwiazdowych we wszechświecie. Są to pozostałości czerwonych olbrzymów, które wypaliły swoje jądrowe paliwo i umarły. Pozostawiły jednak rdzeń, który wydziela ciepło jeszcze przez miliardy lat. Ich przewidywalny cykl życia pozwala użyć ja jako kosmiczne zegary. Astronomowie wykorzystują te obiekty kosmiczne do oszacowania wieku sąsiadujących gwiazd.
Obserwacje ujawniły, że te martwe resztki gwiazd mają rdzeń ze stałego tlenu i węgla. Wynika to z przemian podczas cyklu ich życia. Jest ona podobna do zamarzania wody, ale w znacznie wyższych temperaturach. Może to być powodem błędnej oceny ich wieku. Są one potencjalnie starsze o kilka milionów lat niż wcześniej sądzono.
Na podstawie obserwacji prowadzonych przez satelitę Gaia, astronomowie wybrali 15 000 białych karłów w odległości około 300 lat świetlnych od Ziemi i przeanalizowali dane dotyczące ich jasności i kolorów. Zidentyfikowali oni pewną ilość gwiazd o określonych kolorach i jasności, które nie odpowiadają żadnym modelom ewolucyjnym dotyczącym wieku. Gwiazdy te zgromadziły tak dużą ilość energii, która mimo że uwalniana w ogromnych ilościach, powoduje spowolnienie procesu chłodzenia. Szacuje się, że w niektórych przypadkach gwiazdy te spowolniły proces starzenia się aż o 2 miliardy lat, czyli o 15 procent wieku naszej galaktyki.
„Jest to pierwszy bezpośredni dowód na to, że białe karły krystalizują się lub przechodzą z fazy ciekłej do stałej.” - powiedział kierujący badaniem doktor Pier-Emmanuel Tremblay. „Wszystkie białe karły skrystalizują się w pewnym momencie swojej ewolucji, choć masywniejsze białe karły wcześniej przechodzą przez ten proces. Oznacza to, że miliardy białych karłów w naszej galaktyce zakończyło już krystalizację i są w zasadzie kryształowymi kulami na niebie. Samo Słońce stanie się krystalicznie białym karłem za około 10 miliardów lat” - wyjaśnia Tremblay.
Krystalizacja jest procesem przekształcania się materiału w stan stały, w którym jego atomy tworzą uporządkowaną strukturę. W rdzeniach białych karłów panują ekstremalne ciśnienia. Atomy są tak gęsto upakowane, że ich elektrony przestają być związane z jądrem atomowym, tworząc przewodzący gaz elektronowy i dodatnio naładowane jądra w postaci płynnej. Kiedy rdzeń ochładza się do około 10 milionów stopni, uwalniana jest wystarczająca ilość energii, aby płyn zaczął krzepnąć. Naukowcy uważają, że najpierw krystalizuje tlen, a jego kryształy toną w rdzeniu w sposób podobny do opadania osadów w rzece (sedymentacja). Nieco później przychodzi czas na krystalizację węgla.
Gdyby nie sonda kosmiczna Gaia takie obserwacje nie byłyby możliwe. Przed jej wystrzeleniem znaliśmy 100-200 białych karłów, teraz znamy około 200 000. Takich obserwacji ultra gęstej materii (gęstość materii w białym karle osiąga 10 do potęgi 8 grama na centymetr sześcienny) nie da się przeprowadzić w żadnym laboratorium.
