Когда произойдет последняя сверхновая?

Подсчитано, когда произойдет последний взрыв сверхновой, перед тем, как Вселенная станет полностью мертвой и молчаливой.

Об этом рассказывают в Университете штата Иллинойс.

Конец Вселенной, как мы это знаем, не наступит со взрывом. Большинство звезд будут очень-очень медленно гаснуть, пока их температура будет падать до нуля.

"Это будет печальное, одинокое, холодное место", - отметил физик-теоретик Мэтт Каплан, и добавил, что никого не будет рядом, чтобы стать свидетелем этого долгого прощания, которое состоится в далеком-далеком будущем. Большинство считает, что все будет темным, когда Вселенная будет приближаться к своему концу. "Это известно как "тепловая смерть", когда во Вселенной останутся преимущественно черные дыры и выгоревшие звезды", - говорит Каплан, который представил несколько иную картину, когда подсчитал, как некоторые из этих мертвых звезд могут измениться в течение эонов.

Темнота могла бы быть очерчена тихими фейерверками – взрывами остатков звезд, которые никогда не должны были взорваться. Новая теоретическая работа Каплана, доцента по физике Университета штата Иллинойс, показывает, что много белых карликов могут взорваться в сверхновой в далеком будущем, задолго после того, как все остальное во Вселенной умрет и утихнет.

Сейчас во Вселенной драматическая гибель массивных звезд при взрывах сверхновой наступает, когда внутренние ядерные реакции производят железо в ядре. Железо не может сжигаться звездами – оно накапливается как яд, вызывая коллапс звезды, создавая сверхновую. Но меньше звезды, как правило, умирают с чуть большим достоинством, сокращаясь и становясь белыми карликами в конце своей жизни.

"У звезд, масса которых меньше чем в десять раз превышает массу Солнца, нет силы притяжения или плотности, чтобы производить железо в своих ядрах, как это делают массивные звезды, поэтому они не могут взорваться в сверхновой", - говорит Каплан. "Пока белые карлики будут остывать в течение следующих триллионов лет, они станут тусклыми, наконец замерзнут и станут звездами-"черными карликами", которые больше не светятся". Как и белые карлики сегодня, они будут сделанными в основном из легких элементов, таких как углерод и кислород, и будут размером с Землю, но содержать примерно столько же массы, как и Солнце, их внутренности будут сжаты до плотности в миллионы раз большей, чем что-либо на Земле.

Но то, что они холодные, не означает, что ядерные реакции прекращаются. "Звезды светятся благодаря термоядерному синтезу – они достаточно горячие, чтобы сдавить маленькие ядра вместе, чтобы сделать большие ядра с освобождением энергии. Белые карлики – это зола, они выгорели, но реакции синтеза все еще могут происходить через квантовое туннелирование, но гораздо медленнее, говорит Каплан. "Слияние происходит, даже при нулевой температуре, это просто продолжается очень долго". Он отметил, что это является ключевым принципом преобразования черных карликов в железо и запуска сверхновой.

Новая работа Каплана, принята к публикации в «Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества» (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), подсчитывает, сколько времени нужно этим ядерным реакциям для получения железа и сколько железа нужно черным карликам различной величины, чтобы взорваться. Он называет свои теоретические взрывы «сверхновой черного карлика» и подсчитал, что первый из них состоится примерно через 10 в 1100 степени лет. "В годах, это как сказать слово "триллион" почти сто раз. Если вы будете записывать, это займет большую часть страницы. Это потрясающе далеко в будущем».

Конечно, не все черные карлики взорвутся. "Взорвутся только массивные черные карлики, примерно в 1,2 до 1,4 массы Солнца". Тем не менее, это означает, что даже 1 процент всех звезд, существующих сегодня – примерно миллиард триллионов звезд – могут рассчитывать на такую смерть. В остальном они останутся черными карликами. "Даже при очень медленных ядерных реакциях у нашего Солнца все еще нет достаточной массы, чтобы когда-нибудь взорваться в сверхновой, даже в далеком будущем. Вы можете превратить все Солнце в железо, и оно все равно не бахнет".

Каплан подсчитал, что сначала взорвутся массивные черные карлики, а потом пойдут менее массивные звезды, пока не останется ничего, чтобы могло бы взорваться через 10 ^ 32000 лет. В этот момент Вселенная может быть на самом деле мертвой и молчаливой. "Трудно себе представить, чтобы что-нибудь произойдет после этого, сверхновая черного карлика может быть последней интересной вещью во Вселенной. Они могут быть последними сверхновыми вообще». К тому времени, как взорвутся первые черные карлики, Вселенная уже будет неузнаваемой. "Галактики разойдутся, черные дыры испарятся, и расширение Вселенной разнесет все другие объекты настолько далеко, что не будет видно, как взорвутся другие. Свет даже физически не сможет так далеко путешествовать."

Несмотря на то, что он никогда это не увидит, Каплан остается безмятежным. "Я стал физиком по одной причине. Мне хотелось подумать над большими вопросами - почему Вселенная здесь и как он закончится?" Когда его спросили, которое большой вопрос будет следующим, Каплан сказал: "Возможно, мы попробуем смоделировать сверхновую какого-то черного карлика. Если мы не можем их видеть в небе, то по крайней мере мы можем видеть их на компьютере."

Читайте еще интересные новости о космосе.