Коли станеться остання наднова?

Підраховано, коли станеться останній вибух наднової, перед тим, як Всесвіті стане повністю мертвим і мовчазним.

Про це розповідають в Університеті штату Іллінойс.

Кінець Всесвіту, як ми це знаємо, не настане з вибухом. Більшість зірок будуть дуже-дуже повільно гаснути, поки їх температура падатиме до нуля.

"Це буде дещо сумне, самотнє, холодне місце", - зазначив фізик-теоретик Метт Каплан, і додав, що нікого не буде поруч, щоб стати свідком цього довгого прощання, яке відбудеться в далекому-далекому майбутньому. Більшість вважає, що все буде темним, коли Всесвіт наближатиметься до свого кінця. "Це відомо як "теплова смерть", коли у Всесвіті залишаться переважно чорні діри та вигорілі зірки", - каже Каплан, який уявив дещо іншу картину, коли підрахував, як деякі з цих мертвих зірок можуть змінитися протягом еонів.

Темрява могла б бути окреслена тихими феєрверками - вибухами залишків зірок, які ніколи не повинні були вибухнути. Нова теоретична робота Каплана, доцента з фізики Університету штату Іллінойс, показує, що багато білих карликів можуть вибухнути в надновій в далекому майбутньому, задовго після того, як все інше у Всесвіті помре і затихне.

Зараз у Всесвіті драматична загибель масивних зірок при вибухах наднової настає, коли внутрішні ядерні реакції виробляють залізо в ядрі. Залізо не може спалюватися зірками - воно накопичується як отрута, викликаючи колапс зірки, створюючи наднову. Але менші зірки, як правило, вмирають з трохи більшою гідністю, скорочуючись і стаючи білими карликами наприкінці свого життя.

"У зірок, маса яких менше ніж удесятеро перевищує масу Сонця, немає сили тяжіння або щільності, щоб виробляти залізо в своїх ядрах, як це роблять масивні зірки, тому вони не можуть вибухнути в надновій", - каже Каплан. "Поки білі карлики будуть холонути протягом наступних трильйонів років, вони стануть тьмянішими, врешті решт замерзнуть і стануть зірками-"чорними карликами", які більше не світяться". Як і білі карлики сьогодні, вони будуть зробленими здебільшого з легких елементів, таких як вуглець і кисень, і будуть розміром із Землю, але міститимуть приблизно стільки ж маси, як і Сонце, їх нутрощі будуть стиснуті до щільності в мільйони разів більшої, ніж будь-що на Землі.

Але те, що вони холодні, не означає, що ядерні реакції припиняються. "Зірки світяться завдяки термоядерному синтезу – вони досить гарячі, щоб зчавити маленькі ядра разом, щоб зробити більші ядра зі звільненням енергії. Білі карлики – це зола, вони вигоріли, але реакції синтезу все ще можуть відбуватися через квантове тунелювання, але набагато повільніше, каже Каплан. "Злиття відбувається, навіть при нульовій температурі, це просто триває дуже довго". Він зазначив, що це є ключовим принципом перетворення чорних карликів на залізо і запуску наднової.

Нова робота Каплан, прийнята до публікації в «Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства» (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), підраховує, скільки часу потрібно цим ядерним реакціям для отримання заліза та скільки заліза потрібно чорним карликам різної величини, щоб вибухнути. Він називає свої теоретичні вибухи «надновою чорного карлика» і підраховав, що перший із них відбудеться приблизно через 10 у 1100 степені років. "В роках, це як сказати слово "трильйон" майже сто разів. Якщо ви будете записувати, це займе більшу частину сторінки. Це приголомшливо далеко в майбутньому».

Звичайно, не всі чорні карлики вибухнуть. "Вибухнуть лише наймасивніші чорні карлики, приблизно в 1,2 до 1,4 маси Сонця". Тим не менш, це означає, що аж 1 відсоток усіх зірок, що існують сьогодні – приблизно мільярд трильйонів зірок – можуть розраховувати на таку смерть. Щодо решти, вони залишаться чорними карликами. "Навіть при дуже повільних ядерних реакціях у нашого Сонця все ще немає достатньої маси, щоб коли-небудь вибухнути в надновій, навіть у далекому майбутньому. Ви можете перетворити все Сонце на залізо, і воно все одно не бахне."

Каплан підрахував, що спочатку вибухнуть наймасивніші чорні карлики, а потім підуть менш масивні зірки, поки не залишиться нічого, щоб могло б вибухнути через 10 ^ 32000 років. У цей момент Всесвіт може бути насправді мертвим і мовчазним. "Важко собі уявити, щоб що-небудь станеться після цього, наднова чорного карлика може бути останньою цікавою річчю у Всесвіті. Вони можуть бути останніми надновими взагалі». До того часу, як вибухнуть перші чорні карлики, Всесвіт вже буде невпізнанним. "Галактики розійдуться, чорні діри випаруються, і розширення Всесвіту рознесе усі інші об'єкти настільки далеко, що не буде видно, як вибухнуть інші. Світло навіть фізично не зможе так далеко подорожувати."

Незважаючи на те, що він ніколи це не побачить, Каплан залишається безтурботним. "Я став фізиком з однієї причини. Мені хотілося подумати над великими питаннями - чому Всесвіт тут і як він закінчиться?" Коли його спитали, яке велике питання буде наступним, Каплан сказав: "Можливо, ми спробуємо змоделювати наднову якогось чорного карлика. Якщо ми не можемо їх бачити в небі, то принаймні ми можемо бачити їх на комп’ютері."

Читайте ще цікаві новини про космос.