Астрофизика

Сверхновые черные карлики могут стать последним событием во вселенной

Вселенная, возможно, началась с Большого взрыва, но, скорее всего, закончится крайне неприятным образом, медленно угаснув на протяжении триллионов и триллионов лет. Теперь физик-теоретик из Университета штата Иллинойс вычислил то, что может быть последним интересным событием, которое когда-либо произойдет - взрывы звезд, называемых черными карликами, которых еще даже не существует.

Окончательная судьба Вселенной все еще обсуждается, но одна из главных гипотез состоит в том, что она подвергнется "тепловой смерти". По сути, все звезды остынут и выдохнутся, черные дыры испарятся, а бесконечное расширение Вселенной растянет ткань реальности так далеко, что оставшиеся субатомные частицы редко будут иметь шанс взлететь в пределах парсека друг друга.

И теперь, благодаря физику-теоретику Мэтту Каплану, мы имеем представление о том, что может быть одной из последних вещей, которые когда-либо произойдут - черные сверхновые карлики.

В настоящее время сверхновые - это взрывоопасные финалы, которые зарезервированы для массивных звезд. Когда у этих огромных термоядерных реакторов закончится топливо, ядро обрушится и вызовет сверхновую, оставив за собой черную дыру или нейтронную звезду.

Более мелкие звезды, такие как наше Солнце, будут вместо этого расширяться в красные гиганты, а затем в конечном итоге сжиматься обратно в белые карлики. Поскольку эти белые карлики (обычно) не имеют массы, достаточной для того, чтобы стать сверхновыми, они вместо этого медленно остывают до фоновой температуры пространства. Когда это произойдет, они исчезнут и” замерзнут", став холодными, темными черными карликовыми звездами.

Подсчитано, что этот процесс займет триллионы лет, а поскольку самой Вселенной "всего" 13,4 миллиарда лет, ученые пока не ожидают появления черных карликов. Самые старые из известных белых карликов до сих пор ярко сияют.

По сути, считалось, что черный карлик - это конец истории, но, по словам Каплана, в этих объектах еще есть жизнь. Плавление все еще может происходить при очень низких температурах - оно просто занимает невероятно долгое время и требует некоторой помощи со стороны квантовой механики.

Явление квантового туннелирования означает, что иногда частица может "туннелировать" через барьер, для преодоления которого обычно не хватает энергии. В этом случае ядра внутри черного карлика могут спонтанно сливаться вместе, даже если у них "не должно быть" для этого достаточно энергии.

В конце концов, этих продуктов синтеза должно накапливаться достаточно, чтобы задушить черный карлик и превратить его в сверхновую, как это происходит с более массивными звездами. По оценке Каплана, эта взрывоопасная судьба ожидает до одного процента всех сияющих сегодня звезд, в то время как подавляющее большинство будет вечно тащиться молча, как черные карлики.

"Только самые массивные черные карлики, примерно в 1,2-1,4 раза превышающие массу Солнца, взорвутся", - говорит Каплан. "Даже при очень медленной ядерной реакции наше Солнце все еще не имеет достаточной массы, чтобы когда-либо взорваться в сверхновой, даже в далеком будущем".

Физик говорит, что самые массивные черные карлики уйдут первыми, а за ними последуют все менее и менее массивные в пределах этого диапазона. Каплан подсчитал, что первая сверхновая звезда - черный карлик - не произойдет примерно через 10 1100 лет. Это единица, за которой следует 1100 нулей, число настолько велико, что у нас нет слова.

И даже если бы вы могли оставаться свидетелями этих событий из безопасности машины времени, шансы на то, что вы даже сможете найти их в невероятно чернильной черноте Темной Эры Вселенной, невелики.

"Галактики рассеются, черные дыры испарятся, а расширение Вселенной разнесет все оставшиеся объекты так далеко друг от друга, что никто никогда не увидит, как взорвутся другие", - говорит Каплан. "Свет даже физически не сможет проникнуть так далеко."

Но эти черные сверхновые карликовые все равно будут гореть, как деревья, падающие в лесу, где никого нет рядом, еще долгое время, что еще труднее осознать. Каплан говорит, что последний черный карлик, который отправится в сверхновую, сделает это примерно через 1032 000 лет в будущем.

"Трудно представить что-нибудь после этого", - говорит Каплан. "Сверхновая звезда черного карлика может быть последним интересным событием, которое произойдет во Вселенной. Они могут быть последними сверхновыми в истории".

Исследование было опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Подписывайтесь на нас
Back to top button