Naukowcy już wiedzą, jak skończy się Wszechświat. Koniec poprzedzi seria potężnych eksplozji zwanych supernowymi czarnych karłów.
Eksplozje czarnych karłów to nowy rodzaj supernowych zaproponowany przez naukowców z Uniwersytetu Stanowego Illinois. Będą one ostatnimi wydarzeniami we Wszechświecie - później zapadnie całkowita ciemność.
O życiu i śmierci gwiazd decyduje ich masa. Duże gwiazdy o masach przekraczających 10 mas Słońca, eksplodują jako supernowe i mogą stać się czarnymi dziurami. Ale mniejsze, które nie wytwarzając cięższych pierwiastków we wnętrznu, kończą swoje życie jako białe karły. Przez tryliony lat ściemniają się i zamieniają w zamarznięte obiekty znane jako czarne karły.
Nowe badania opisują, w jaki sposób czarne karły mogą ostatecznie uwolnić ostatnie fragmenty światła we Wszechświecie, gdy eksplodują jako supernowe.
Supernowe czarnych karłów powstaną w wyniku procesu kwantowego znanego jako fuzja pikonuklearna. Gwiazdy te są zwykle napędzane przez fuzję termojądrową, w której wysokie temperatury i ciśnienie pokonują naturalne odpychanie elektryczne jąder atomowych, umożliwiając łączenie się w nowe, cięższe pierwiastki.
W przypadku syntezy jądrowej, tunelowanie kwantowe pozwala jądrom atomów zbliżyć się do siebie bliżej niż normalnie. Fuzja pikonuklearna może więc bardzo powoli zamienić elementy białego karła w żelazo - ostatni pierwiastek, który może powstać w wyniku fuzji.
- Te reakcje trwają niezwykle długo. Możemy czekać milion lat i nie zobaczyć ani jednej reakcji fuzji pikonuklearnej u czarnego karła - powiedział Matt Caplan, fizyk z Uniwersytetu Stanowego Illinois.
Słońce przekształci się w czarnego karła w 101100 i 1032000 lat. To naprawdę długo.
Gdyby czarny karzeł składał się w większości z żelaza, zostałby zmiażdżony przez własną masę. Ta niekontrolowana zapaść - supernowa - wywołałaby ogromną implozję, wyrzucając zewnętrzne warstwy pozostałego czarnego karła.
Supernowe czarnych karłów występowałyby tylko w gwiazdach o masach od 1,16 do 1,35 mas Słońca. Te czarne karły powstają z kolei z typowych gwiazd, których masa zaczyna się od sześciu do dziesięciu mas Słońca. Obiekty te stanowią obecnie ok. 1 proc. wszystkich gwiazd, a przed końcem Wszechświata będzie ich ok. 1021 (miliard biolonów).