白矮星是是一些已經耗盡了核燃料的恒星的殘骸，它們的質量大約是太陽的質量，但是它們的體積只有地球的體積。你可以想象一下，它們有多么的致密。這樣的密度是我們在地球上無法實現的，所以我們要用一些特殊的物理理論來描述它們的性質。

白矮星沒有了核能源，所以它們只能靠散發熱量來冷卻，就像一個熱水壺一樣，它們會越來越冷，直到最后凍成一塊冰。這個過程可能需要幾十億年，甚至更長。我們可以用一些簡單的公式來估計白矮星的冷卻時間，比如說，它的冷卻時間和它的質量的平方成反比，和它的半徑的平方成正比。這意味著，質量越大，半徑越小的白矮星，冷卻得越快。這也和我們的直覺相符，因為質量越大，半徑越小的物體，表面積越小，散熱的效率越低。

但是，最近有一些天文學家發現了一些很奇怪的白矮星，它們的冷卻過程被打斷了，它們的亮度保持在一個恒定的水平，而不是隨著時間逐漸變暗。這些白矮星的質量都比較大，大約是太陽的0.9倍，它們的表面溫度都在1萬度左右，它們的年齡都超過了80億年。這些白矮星在赫羅圖上形成了一個分支，被稱為Q分支。赫羅圖是一個用來表示恒星的亮度和表面溫度的關系的圖，它可以幫助我們了解恒星的演化過程。

這些Q分支的白矮星是怎么產生的呢？它們為什么會停止冷卻呢？最近發表在《自然》的一篇論文，他們用了一些數值模擬和理論分析，來探究白矮星的內部結構和冷卻機制。他們的主要發現是，這些白矮星的內部發生了一種固液分餾的過程，導致了一種浮力晶體的形成，這些晶體可以釋放大量的重力能，從而抵消了白矮星的冷卻。

什么是固液分餾呢？這是一種物質在固化的過程中，不同成分的分離的現象。比如說，你有一杯鹽水，如果你把它放在冰箱里，水會先結冰，鹽會留在液態的部分，這樣就形成了兩種不同的相，一種是純水的固相，一種是鹽水的液相，這就是固液分餾的一個例子。

白矮星的內部也會發生類似的過程，因為它們的核心主要是由碳和氧組成的，而且還有一些重元素的雜質，比如氖。當白矮星的溫度降到一定的程度時，它們的核心會開始結晶，形成一種叫做體心立方的晶格結構。但是，這個晶格結構對于重元素是不穩定的，它會把重元素排斥到液態的外層，這樣就形成了一個富含碳和氧的固相，和一個富含氖的液相。

這個過程有什么影響呢？首先，它會釋放一些潛熱，就像水結冰時會放出熱量一樣。其次，它會釋放一些重力能，因為元素從內部向外部移動，會導致白矮星的重心下降，從而減小了白矮星的引力勢能。這兩種能量的釋放，都會延緩白矮星的冷卻，但是它們的效果都不夠強，不能解釋Q分支的白矮星的異常。論文的作者指出，還有第三種能量的釋放，才是關鍵所在，那就是浮力晶體的能量。

什么是浮力晶體呢？這是一種由固液分餾產生的晶體，它的密度比液態的部分要小，所以它會向上浮動，就像冰塊在水里一樣。這種晶體的浮動，會導致液態的部分向下沉降，這樣就形成了一種對流的運動，這種運動會釋放更多的重力能，因為液態的部分比固態的部分要重，它們向下沉降，會使白矮星的重心更加下降，從而減小了更多的引力勢能。這種能量的釋放，就足以抵消白矮星的冷卻，使它們的亮度保持在一個恒定的水平，直到固液分餾的過程結束。

這個過程會持續多久呢？論文的作者估計，對于一個質量為0.9倍太陽質量，表面溫度為1萬度的白矮星來說，它的固液分餾的過程會持續大約80億年，這和Q分支的白矮星的年齡是一致的。這也意味著，這些白矮星在這段時間里，幾乎沒有冷卻，它們的亮度和溫度都保持在一個恒定的水平，就像一些主序星一樣。這就是為什么我們說，這些白矮星不再是死星，而是有著新的生命的星星。