https://frosthead.com

Štiri vrste zvezd, ki ne bodo obstajale milijarde ali celo trilijone let

Zgodnje vesolje je bilo napolnjeno s čudnimi in skrivnostnimi predmeti. Kmalu po velikem udaru so lahko veliki oblaki materiala neposredno oblikovali črne luknje, ne da bi se najprej združili v zvezde, kot jih vidimo danes. Psevdo-galaksije so osvetlile morje nevtralnega vodika, da je vesolje postalo transparentno in sproščale fotone, kjer prej ni bilo ničesar razen teme. In kratkotrajne zvezde, narejene iz nič drugega kot vodik in helij, so morda v noči utripale in obstojale kot iskre.

Več kot 13 milijard let kasneje se je materija vesolja naselila v številne vrste zvezd različnih velikosti, svetlosti in življenjske dobe. Toda zvezde današnjega kozmosa niso edine vrste zvezd, ki bodo kdaj obstajale. V daljni prihodnosti se lahko od mnogih milijard ali celo trilijonov let pojavijo čudni predmeti, ko napredne stopnje naših sedanjih zvezd preidejo v povsem nove nebesne objekte. Nekateri od teh predmetov lahko celo služijo kot predsodki vročinske smrti vesolja, po tem pa je nemogoče vedeti.

Tu so štiri zvezde, ki lahko nekega dne obstajajo - če vesolje preživi dovolj dolgo, da jih rodi.

Modri ​​škrat

Modro sonce Slika sonca, posneta z ekstremnim ultravijoličnim snemalnikom na krovu STEREO-A, ki zbira slike v več valovnih dolžinah, ki so človeškemu očesu nevidne, obarvane v modro barvo. (NASA / STEREO)

Red rdeče zvezde, imenovane tudi M-palčki, veljajo za najpogostejšo vrsto zvezde v vesolju. Majhni so - včasih nič bolj voluminozni kot planet velikan plinov - in z nizko maso in temperaturo (za zvezdo). Najmanjši imajo le približno 80-krat večjo maso Jupitra, medtem ko je sonce, zvezda glavnega zaporedja G, približno 1.000-krat večja od mase Jupitra.

Te sorazmerno majhne in hladne zvezde imajo za njimi nekaj drugega. Astronomi verjamejo, da lahko rdeči pritlikavci zdržijo tri milijone let, počasi pa se vodik pretaka v helij, kar pomeni, da so bili nekateri rdeči palčki že skoraj celotno dobo vesolja. Zvezda z desetodstotno maso sonca lahko živi skoraj šest bilijonov let, medtem ko lahko najmanjše zvezde, kot je TRAPPIST-1, živijo dvakrat dlje, glede na dokument iz leta 2005. Vesolje je staro le približno 13, 8 milijarde let, zato rdeči palčki niso niti en odstotek skozi življenjsko dobo.

Nasprotno pa ima sonce le pet milijard let, preden izgori skozi vse svoje vodikove gorivo in začne topiti helij v ogljik. Ta sprememba bo sprožila naslednjo fazo evolucije sonca, najprej pa se bo razširila v rdečega orjaka, nato pa se ohladila in skrčila v belo pritlikavko - z elektroni bogat tip zvezdnega trupla, ki ga vidimo po celotni galaksiji.

V trilijonih letih bodo rdeči palčki začeli gasiti tudi zadnje koščke svojih rezerv vodika. Hladne zvezde bodo za nekaj časa postale izredno vroče in bodo sevale modro. Namesto da bi se razširil navzven kot sonce, naj bi se rdeči pritlikavec pozno stopnjeval navznoter. Sčasoma, ko se konča faza modrega pritlikavca, ostane samo lupina zvezde v obliki majhnega belega pritlikavca.

Črni škrat

Črni škrat Umetnikov koncept temno rjave pritlikavke, ki spominja na črne palčke, ki naj bi se oblikovali v prihodnosti. (NASA / JPL-Caltech)

Tudi beli palčki ne bodo trajali večno. Ko beli škrat izčrpa lastno zalogo ogljika, kisika in prosto tekočih elektronov, bo počasi izgoreval in se prelevil v črnega pritlikavca. Ti teoretizirani predmeti, ki so narejeni iz elektronske degenerirane snovi, ustvarjajo le malo, če sploh, svetlobe - resnično smrt zvezde.

Ta prihodnost je usoda zvezd, kot je sonce - čeprav traja več milijard let, da se zvezda sploh začne preusmeriti v črnega pritlikavca. Proti koncu sončevega življenja kot zvezda glavnega zaporedja (ki je skupaj približno 10 milijard let, sonce pa je trenutno 4, 6 milijarde let), se bo razširila navzven kot rdeči velikan, kar je potencialno do orbite Venere . Tako bo ostalo še milijardo let, preden bo postal beli škrat. NASA ocenjuje, da bo sonce beli škrat približno 10 milijard let. Vendar pa druge ocene kažejo, da lahko zvezde ostanejo v tej fazi 10 15 ali štiri tisoč let. Kakor koli že, čas, potreben za dosego te faze, je daljši od trenutne dobe vesolja, zato noben od teh eksotičnih predmetov še ne obstaja.

Ob koncu življenja črnega pritlikavca bo nekoč zvezda doživela propadanje protonov in na koncu izhlapela v eksotično obliko vodika. Dva bela škrata, odkrita leta 2012, sta stara skoraj 11 milijard let, kar pomeni, da bi lahko stopili na pot preobrazbe črnega pritlikavca. Vendar pa bi lahko postopek karkoli upočasnil, zato bomo morali v prihodnjih nekaj milijard let pozorno spremljati, da vidimo, kako napredujejo.

Zamrznjena zvezda

Zamrznjena zvezda Umetniški koncept magnetarja ali visoko magnetne nevtronske zvezde, ki je nekoliko podoben zamrznjeni zvezdi. (NASA Goddard center za vesoljske polete)

Nekega dne, ko vesolju začne zmanjkovati materialov za kroženje in je zlila večino lažjih elementov v težje, se lahko pojavijo zvezde, ki gorijo le tako vroče kot ledišče vode. Tako imenovane "zmrznjene zvezde" bi nastale pri samo 273 stopinjah Kelvina (približno 0 stopinj Celzija), napolnjene z različnimi težkimi elementi zaradi pomanjkanja vodika in helija v kozmosu.

Po mnenju raziskovalcev, ki sta zasnovala takšne predmete, Fred Adams in Gregory Laughlin, zamrznjene zvezde ne bodo nastale na trilijone let. Nekatere od teh zvezd lahko nastanejo pri trčenju med podzvezdnimi predmeti, imenovanimi rjavi pritlikavci, ki so večji od planetov, vendar premajhni, da bi se vžgali v zvezde. Zamrznjene zvezde bi kljub svojim nizkim temperaturam teoretično imele dovolj mase, da bi vzdržale omejeno jedrsko fuzijo, vendar premalo, da bi zasijale večino lastne svetlobe. Njihovo ozračje lahko onesnažijo ledeni oblaki, čedalje jedro pa seva majhno količino energije. Če bi se oblikovali kot teoretizirani, bi bili veliko bolj podobni rjavim pritlikavcem kot resničnim zvezdam.

V tej daljni prihodnosti bodo največje zvezde naokoli le 30-krat večje od sončne mase v primerjavi z danes znanimi zvezdami, ki so več kot 300-krat večje od sončne mase. Napoveduje se, da bodo zvezde v tem času v povprečju precej manjše - kar 40-krat večje od mase Jupitra, ki komaj vali vodik v helij pod površjem. V tej hladni in oddaljeni prihodnosti, ko vesolje sploh ne bo več tvorilo zvezd, bodo veliki predmeti, predvsem beli škratje, rjavi palčki, nevtronske zvezde in črne luknje, trdila Adams in Laughlin.

Železna zvezda

Železna zvezda Umetnikov koncept staljenega nebesnega telesa, ki morda spominja na to, kako bodo videti železne zvezde v trilijonih letih. (Iuliia Bycheva / Alamy Stock Photo)

Če se vesolje večno širi navzven, kot je trenutno, namesto da se sčasoma zruši navznoter - in znanstveniki niso prepričani, kaj bo storilo -, bo sčasoma doživela nekakšno "toplotno smrt", kjer se atomi začnejo razpadati . Proti koncu tega časa se lahko oblikujejo nekateri presenetljivo nenavadni predmeti. Ena najbolj nenavadnih bi lahko bila železna zvezda.

Ko zvezde v vesolju ves čas spajajo lahke elemente v težje, se bo sčasoma pojavila izjemna količina železovih izotopov - stabilen in dolgotrajen element. Eksotično kvantno tuneliranje bo skozi sub železo probilo železo. Ta postopek bo sčasoma ustvaril železne zvezde - orjaške predmete, ki jih je masa zvezd skoraj v celoti izdelala iz železa. Takšen objekt je možen le, če protonov ne razpade, kar je še eno vprašanje, na katerega ljudje še niso bili živi dovolj dolgo.

Nihče ne ve, kako dolgo bo vesolje trajalo, in naše vrste skoraj zagotovo ne bodo naokoli, da bi bili priča zadnjih dneh kozmosa. A če bi lahko živeli in opazovali nebo več trilijonov let, bi bili gotovo priča izjemnim spremembam.

Štiri vrste zvezd, ki ne bodo obstajale milijarde ali celo trilijone let