Конец Вселенной может быть освещен взрывами "сверхновых черных карликов"

<100 full reads
176 story viewsUnique page visitors
<100 read the story to the endThat's 55% of the total page views
2,5 minutes — average reading time
Изображение остатка сверхновой звезды Кеплера, снятое рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра. Другой тип звездного взрыва, называемый сверхновой черной карликовой звездой, может осветить тьму в конце Вселенной. (Изображение: NASA/CXC/Univ of Texas at Arlington/M. Millard et al.)
Изображение остатка сверхновой звезды Кеплера, снятое рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра. Другой тип звездного взрыва, называемый сверхновой черной карликовой звездой, может осветить тьму в конце Вселенной. (Изображение: NASA/CXC/Univ of Texas at Arlington/M. Millard et al.)
Изображение остатка сверхновой звезды Кеплера, снятое рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра. Другой тип звездного взрыва, называемый сверхновой черной карликовой звездой, может осветить тьму в конце Вселенной. (Изображение: NASA/CXC/Univ of Texas at Arlington/M. Millard et al.)

Согласно новому исследованию, после того, как на последнем этапе существования нашей Вселенной погаснут все звезды, произойдет финальная серия взрывов звезд, получивших название сверхновые черные карлики. После этого наступит тьма и покой.

Пока такой тип звезд во Вселенной еще не обнаружен. Условия для их формирования возникнут только в опустевшем и сильно остывшем до температуры близкой к абсолютному нулю космосе.

Цикл жизни и смерти звезд обусловлен их массой. Массивные звезды величиной в 10 и больше Солнц должны взорваться в сверхновые, и могут стать черными дырами. Меньшие звезды становятся белыми карликами, которые по истечении миллиардов лет трансформируются в черные карлики.

Новое исследование, планируемое к публикации в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества, описывает, каким образом эти черные карлики могут в конечном итоге стать источниками последних квантов света во Вселенной, если они взорвутся в сверхновые.

Образование сверхновых черных карликов является результатом квантового процесса, называемого пикноядерным синтезом. В отличие от обычного термоядерного синтеза, при котором питание звездам обеспечивает процесс слияния атомов в новые, более тяжелые элементы, происходящего благодаря высоким температурам и преодолевающему естественное электрическое отталкивание их ядер давлению, при пикноядерном синтезе квантовое туннелирование позволяет атомным ядрам приблизиться друг к другу ближе, чем обычно. Поэтому такой синтез позволяет очень медленно превращать элементы белого карлика в железо - завершающий элемент цикла такого синтеза.

«Такие реакции требуют безумно много времени», - сказал автор исследования Мэтт Каплан (Matt Caplan), физик-теоретик из Университета штата Иллинойс. «Можно прождать миллион лет и не дождаться ни одной реакции синтеза в черном карлике».

Например: на Солнце сплавляется более 10^38 протонов в секунду. Преобразование черного карлика в железо с помощью пикноядерного синтеза, требуют времени от 10^1100 до 10^32000 лет.

Когда черный карлик станет преимущественно железным, он коллапсирует под воздействием собственной массой. Результатом станет колоссальный взрыв сверхновой, который разнесет в космос остатки внешних слоев черного карлика. В сегодняшней Вселенной ядра более крупных звезд из железа также коллапсируют в сверхновые.

Однако, сверхновые черные карлики могут возникнуть только из черных карликов с массой от 1,16 до 1,35 масс Солнца, которые в свою очередь, возникли из типичных звезд с изначальной массой, превышающей в 6-10 раз Солнце.

«[Это] не совершенно редкая популяция, но и не самая распространенная», - говорит Каплан.

Сегодня таких звезд всего около 1%, и Каплан прогнозирует, что к концу Вселенной их станет около миллиарда триллионов (10^21). Так как черные карлики обладают довольно маленькой массой, сверхновые черные карлики, вероятно, будут несколько меньше, встречающихся в сегодняшней Вселенной. Но в абсолютно черной Вселенной их взрывы все равно будут впечатляющими.

После этого светиться во Вселенной будет уже нечему - последнее пламя станет льдом.

Мэтт Каплан не в первый раз задумывается о космических катастрофах. В прошлом году он произвел немало шума со своим вариантом звездного двигателя, который мог бы переместить нашу Солнечную систему.