Когда взорвется последняя сверхновая во Вселенной?

Когда взорвется последняя сверхновая во Вселенной?

Сверхновая – мощное событие. На короткое время звезда сияет так же ярко, как галактика, разрываясь на части в последней отчаянной попытке бороться с гравитацией. Хотя сверхновые воспринимаются как редкие и удивительные события, они довольно распространены. Основываясь на наблюдениях за изотопами в нашей галактике, известно, что около двадцати сверхновых возникает в Млечном Пути каждые тысячу лет. Эти яркие космические вспышки наполняют Вселенную тяжелыми элементами, а остатки их пыли составляют почти все, что мы видим вокруг. Но сверхновые не будут появляться вечно. В какой-то момент в далеком будущем Вселенная увидит последнюю сверхновую.

Когда возникнет последняя сверхновая, это тема нового исследования. Используя то, что известно об астрофизике, оно определяет, когда произойдет последнее подобное «интересное» астрофизическое событие. Сверхновые в том виде, в каком мы их видим сегодня, вызваны массивными звездами. Поскольку не весь звездный материал выбрасывается сверхновой, количество потенциальных звезд-гигантов уменьшается с каждым поколением. В течение следующих 100 миллиардов лет крупные звезды перестанут формироваться, и закончится эра сверхновых.

Когда взорвется последняя сверхновая во Вселенной?

Но звезды меньшего размера, такие как красные карлики, все равно будут гореть. Они могут продолжать сиять триллионы лет, но даже они исчерпают свое топливо примерно за 10^(14) лет. К тому времени останутся только остатки ядер мертвых звезд, коллапсировавших в белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры, в зависимости от их массы. Остатки с массой более двух солнечных коллапсируют в черные дыры. Звезды с массой от 1,4 до 2,2 солнечных станут нейтронными звездами, а остальные станут белыми карликами.

Черные дыры и нейтронные звезды эффективно стабильны. Черные дыры – это материя, сжатая до предела, а нейтронные звезды удерживаются от сжатия гравитацией за счет сильного силового взаимодействия между нуклонами. Но с белыми карликами дело обстоит иначе.

Читайте также:  Пришёл ответ: что получили учёные из глубин космоса?

Когда взорвется последняя сверхновая во Вселенной?

Белый карлик удерживается против силы тяжести давлением вырождения электронов. В 1930-х годах Субраманьян Чандрасекар () рассчитал, что их верхний предел массы составляет 1,4 массы Солнца, и решил, что любой остаток меньшего размера будет постепенно охлаждаться и превратиться в черный карлик. Но теперь известно, что все не так просто. Более тяжелые элементы внутри белого карлика утонут, образуя ядро ​​из кислорода, неона и магния. По мере того, как белый карлик остывает в черный карлик, атомы в ядре будут сближаться.

В конце концов, они будут достаточно близки, чтобы могло произойти необычное слияние. Нормальное слияние происходит при очень высоких температурах. Ядра сталкиваются так близко друг к другу, что появляется возможность квантового перехода, чтобы сливаться в более тяжелые элементы. Минимального расстояния для квантового туннелирования не существует; просто оно крайне редко на больших расстояниях. Но в сердце черного карлика это происходит. Через некоторое время элементы в ядре сплавятся в железо.

Предполагается, что это преобразование займет около 10^(1100) лет. Когда ядро ​​черного карлика становится плотным железом, оно может достичь критической точки. Для черных карликов с массой от 1,2 до 1,4 солнечной массы железное ядро ​​станет настолько плотным, что электронное вырождение не сможет предотвратить гравитационный коллапс. Ядро взорвется и как бы отрикошетит, создав взрыв сверхновой. Первыми взорвутся самые большие черные карлики, а за ними – все более светлые черные карлики. В конце концов, некий черный карлик, немного более массивный, чем наше Солнце, станет последней сверхновой в истории, примерно через 10^(32000) лет в будущем.

Это будет последняя вспышка света в холодном, темном и мертвом космосе.


Источник

Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий