Астрономія

Вибух чорного карлика стане останнім світлом у Всесвіті

Наймасивніші чорні карлики, які є рештками витративших усе своє паливо білих карликів, можуть вибухнути надновими. До цього призведе ефект квантового тунелювання, що прискорить термоядерні реакції всередині таких об’єктів. Перший спалах чорного карлика станеться через 10¹¹⁰⁰ років, і впродовж тривалого часу ці наднові будуть єдиним світлом у Всесвіті, що наближатиметься до теплової смерті. Про це повідомляють автори статті у журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Що таке чорні карлики?

Розвиток зірки залежить від її маси. Ті світила, які недостатньо масивні для того, щоб вибухнути надновою та сформувати нейтронну зорю або чорну діру, спочатку перетворяться на червоного гіганта. Згодом вони відкинуть свої зовнішні шари та залишать по собі білого карлика. Білий карлик буде поступово охолоджуватися до фонової температури простору та врешті решт перетвориться на холодного і темного чорного карлика. Так як для цього потрібно дуже багато часу, такі об’єкти ще не встигли сформуватися у Всесвіті. Очікується, що їхня маса буде приблизно дорівнювати сонячній, тоді як їхні розміри наближатимуться до розмірів Землі.

Як же вони вибухатимуть?

Нове дослідження американських вчених говорить про те, що всередині чорних карликів усе ще будуть відбуватися термоядерні реакції, проте значно повільніше, ніж у звичайних зірках. Участь у таких реакціях братиме залізо, яке буде синтезуватися через ефект квантового тунелювання. Це явище виникає спонтанно та призводить до того, що частинка долає бар’єр, хоча її енергії для цього було замало. Тож ядра всередині чорного карлика будуть зливатися, хоча “не повинні” мати достатньо енергії для цього. Врешті решт, ці продукти синтезу призведуть до вибуху найбільших чорних карликів надновою. Щоб це сталося, масса чорного карлика має складати від 1,2 до 1,4 сонячної. Така доля чекатиме приблизно на 1% від усіх зірок, що зараз існують.

Коли це станеться?

Перший спалах чорного карлика буде можливий через 10¹¹⁰⁰ років. Щоб описати цю цифру, доведеться сотню разів сказати слово трильйон: “трильйон трильйонів трильйонів...” Тобто, у науці навіть немає спеціального терміну на позначення такого числа. Останнє перетворення чорного карлика на наднову відбудеться через 10³²⁰⁰⁰ років. Вважається, що це будуть останні спалахи світла перед тим, як Всесвіт спіткає теплова смерть.

Що таке теплова смерть Всесвіту?

Згідно з сучасними космологічними моделями, наш Всесвіт буде розширюватися вічно. Це призведе до того, що темна енергія, яка є рушієм цього розширення, почне домінувати над іншими силами, тоді як температура та густина матерії наближатимуться до нуля. У результаті весь газ для створення нових зірок вичерпається. А ті світила, які ще існуватимуть, будуть поступово перетворюватися на вироджені рештки: чорні діри, нейтронні зірки чи білі карлики. Втім, згодом зникнуть і вони, а розширення Всесвіту розтягне простір-час так сильно, що навіть субатомні частинки опиняться на відстані в кілька світлових років одна від одної.