Tämän päivän tähdet avaruudessamme eivät ole ainoa mahdollinen tähtityyppi. Monien miljardien ja jopa biljoonien vuosien jälkeen voi ilmestyä uusia outoja esineitä, kun nykyiset tähtemme ikääntyvät ja alkavat muuttua täysin erilaisiksi taivaankappaleiksi. Smithsonian-lehti kertoo neljästä tähtityypistä, joita voi syntyä tulevaisuudessa.
Olemassaolonsa alkuvaiheessa maailmankaikkeus oli täynnä outoja ja salaperäisiä esineitä. Pian alkuräjähdyksen jälkeen valtavat aineen pilvet voivat muodostaa mustia aukkoja suoraan sulautumatta nykyisiin tähtiin. Pseudo-galaksit valaisivat neutraalin vedyn meriä, mikä teki maailmankaikkeudesta läpinäkyvän ja säteili fotoneja siellä, missä aiemmin oli vain pimeyttä. Ja pelkästään vedyn ja heliumin lyhytaikaiset tähdet ilmestyivät ja katosivat kuin kipinät yöllä.
Yli 13 miljardia vuotta myöhemmin maailmankaikkeuden aine on muodostanut useita erityyppisiä tähtiä, joiden koko, kirkkausaste ja elinikä ovat odotettavissa. Mutta tänään kosmoksen tähdet eivät ole ainoat tähtityypit, joita voi olla. Kaukaisessa tulevaisuudessa, monien miljardien ja jopa biljoonien vuosien jälkeen, voi ilmestyä outoja esineitä, kun nykyiset tähtemme vanhenevat ja alkavat muuttua täysin erilaisiksi taivaankappaleiksi. Jotkut näistä esineistä voivat olla jopa maailmankaikkeuden lämpökuoleman ennakkoja, minkä jälkeen tuntematon tulee.
Esittelemme neljän tyyppisiä tähtiä, joita voi olla tulevaisuudessa - tietysti, jos maailmankaikkeus elää siihen päivään saakka, jolloin se voi antaa heille elämän.
Sininen kääpiö
Punaisia kääpiötähtiä pidetään yleisimpänä tähtityypinä maailmankaikkeudessa. Ne ovat kooltaan pieniä, joskus eivät ylitä kaasujätti planeettojen määrää. Niillä on myös pieni massa ja matala (tähtiä varten) lämpötila. Pienimmät kääpiöt ovat vain 80 kertaa Jupiterin massa, kun taas G-tyypin aurinko (keltainen kääpiö) on noin tuhat kertaa Jupiterin massa.
Mutta näissä melko pienissä ja viileissä tähdissä on jotain erityistä. Tähtitieteilijät uskovat, että punaiset kääpiöt voivat kestää biljoonia vuosia polttamalla hitaasti vetyä ja muuttamalla sen heliumiksi. Tämä tarkoittaa, että jotkut punaiset kääpiöt elävät melkein yhtä kauan kuin maailmankaikkeus. Tähti, jonka massa on 10% Auringon massasta, voi elää lähes kuusi biljoonaa vuotta, ja pienimmät tähdet, kuten TRAPPIST-1, voivat selviytyä kaksi kertaa niin kauan kuin vuonna 2005 julkaistussa artikkelissa kerrotaan. Maailmankaikkeus on vain noin 13,8 miljardia vuotta vanha, joten punaiset kääpiöt ovat eläneet alle prosentin elämästään.
Mainosvideo:
Sitä vastoin auringolla on jäljellä vain viisi miljardia vuotta, minkä jälkeen vetypolttoaine loppuu ja se alkaa muuttaa heliumia hiileksi. Nämä muutokset laukaisevat uuden vaiheen Auringon evoluutiossa, joka ensin kasvaa, muuttuu punaiseksi jättiläiseksi ja jäähtyy sitten ja kutistuu valkoisen kääpiön kokoon. Tämä on eräänlainen elektronirikas tähtiruumikko, jonka näemme koko galaksissa.
Biljoonien vuosien ajan myös punaiset kääpiöt alkavat tuhota viimeisiä vetyvarojaan. Viileät pienet tähdet ovat jonkin aikaa erittäin kuumia ja lähettävät sinistä valoa. Sen sijaan, että punainen kääpiö kasvaisi kuin aurinko, se romahtaa olemassaolonsa myöhemmässä vaiheessa eli romahtaa sisäänpäin. Vähitellen, kun sininen kääpiövaihe päättyy, vain tähtikuori pysyy pienen valkoisen kääpiön muodossa.
Musta kääpiö
Mutta edes valkoiset kääpiöt eivät voi kestää ikuisesti. Kun valkoisesta kääpiöstä loppuu hiili, happi ja vapaat elektronit, se palaa hitaasti ja muuttuu mustaksi kääpiöksi. Nämä teoreettisesti ennustetut esineet koostuvat rappeutuneesta aineesta. Ne lähettävät vähän tai ei ollenkaan valoa. Tässä vaiheessa tähti kuolee todella.
Tällainen on auringon kaltaisten tähtien kohtalo, vaikka kuluu miljardeja vuosia ennen kuin tähti alkaa mustaksi kääpiöksi tulemisen prosessin. Auringon pääsekvenssitähtenä (sen kesto on noin 10 miljardia vuotta ja nyt aurinko on 4,8 miljardia vuotta vanha) elämänsä loppuun mennessä se kasvaa, mahdollisesti Venuksen kiertoradalle, ja siitä tulee punainen jättiläinen. Se säilyttää tämän koon miljardin vuoden ajan, minkä jälkeen siitä tulee valkoinen kääpiö. NASA arvioi, että aurinko on valkoisessa kääpiötilassa noin 10 miljardia vuotta. Mutta on muita arvioita, jotka osoittavat, että tähdet voivat olla tässä vaiheessa miljoonia vuosia. Joka tapauksessa tämä on enemmän kuin maailmankaikkeuden nykyinen ikä, ja siksi mitään näistä eksoottisista kohteista ei ole vielä olemassa.
Mustan kääpiön elämän lopussa tapahtuu protonien radioaktiivinen hajoaminen ja vähitellen se haihtuu muuttuen vedyn eksoottiseksi muodoksi. Vuonna 2012 löydetyt kaksi valkoista kääpiötä ovat yli 11 miljardia vuotta vanhoja, mikä tarkoittaa, että heistä on tulossa melkein mustia kääpiöitä. Tätä prosessia voidaan kuitenkin hidastaa useilla tekijöillä, ja siksi meidän on parempi tarkkailla niitä useita miljardeja vuosia ymmärtääkseen, miten ne kehittyvät.
Jäädytetty tähti
Jonain päivänä universumissa alkaa loppua käyttökelpoinen aine, koska suurin osa kevyemmistä elementeistä muuttuu raskaammiksi. Sitten ilmestyy jäätyneitä tähtiä, jotka lämpenevät vain veden jäätymispisteeseen. Ne ovat olemassa lämpötilassa 273 Kelvin-astetta (noin nolla Celsius-astetta), jotka ovat täynnä erilaisia raskaita alkuaineita vedyn ja heliumin puutteen vuoksi avaruudessa.
Tutkijoiden Fred Adamsin ja Gregory Laughlinin mukaan, jotka ennustavat tällaisten esineiden esiintymisen, jäätyvät tähdet muodostuvat vasta monien biljoonien vuosien ajan. Jotkut näistä tähdistä tulevat esineiden törmäyksistä, joita kutsutaan ruskeakääpiöiksi, jotka ovat planeettoja suurempia, mutta liian pieniä syttymään ja muuttumaan tähdiksi. Jäädytetyillä tähdillä on matalasta lämpötilastaan huolimatta teoriassa tarpeeksi massaa rajoitetulle ydinfuusioon, mutta ei tarpeeksi massaa lähettämään omaa valoa suurina määrinä. Heidän ilmakehänsä saastuttavat jäiset pilvet, joiden heikko ydin tuottaa vähän energiaa. Jos tutkijoiden ennusteet ovat oikeita, ne näyttävät enemmän ruskeilta kääpiöiltä kuin todellisilta tähdiltä.
Tässä kaukaisessa tulevaisuudessa massan suurimmat tähdet ovat vain 30 kertaa suuremmat kuin Aurinko, kun taas tänään tunnetut tähdet ovat yli 300 kertaa tähtemme massaa. Tämän teorian mukaan tähdet ovat tuolloin keskimäärin paljon pienempiä, noin 40 kertaa Jupiterin massa. Pinnan alla heillä on suuria vaikeuksia muuntaa vety heliumiksi. Adamsin ja Laughlinin mukaan tässä kylmässä ja kaukaisessa tulevaisuudessa, jolloin maailmankaikkeus lopettaa tähtien luomisen kokonaan, suurista esineistä jää vain valkoisia kääpiöitä, ruskeita kääpiöitä, neutronitähtiä ja mustia aukkoja.
Rautatähti
Jos maailmankaikkeus laajenee jatkuvasti, kuten tällä hetkellä tapahtuu, eikä romahda sisäänpäin (tiedemiehet eivät ole varmoja siitä, miten se toimii), niin ajan mittaan se joutuu eräänlaiseen "lämpökuolemaan", kun atomit itse alkavat sirota. Tämän ajanjakson loppuun mennessä voi muodostua hyvin epätavallisia esineitä. Epätavallisin tällainen esine olisi rautatähti.
Avaruuden tähdet yhdistävät jatkuvasti kevyempiä elementtejä raskaampiin, ja ajan myötä ilmestyy uskomaton määrä rauta-isotooppeja. Se on vakaa ja kestävä elementti. Eksoottinen kvanttitunnelointi räjähtää raudan läpi subatomisella tasolla. Ajan myötä tämä prosessi luo rautatähtiä - jättiläisiä tähtien massaesineitä, jotka koostuvat melkein kokonaan raudasta. Mutta sellainen esine voi syntyä vain, jos protoneja ei hajoa, ja tämä on iso kysymys, johon ihmiskunnalla ei ole vastausta, koska se on elänyt liian vähän.
Kukaan ei tiedä kuinka kauan maailmankaikkeus kestää, ja ihmiskunta ei todennäköisesti elä näkemään kosmoksen loppua. Mutta jos voisimme elää pidempään ja tarkkailla taivasta useita biljoonia vuosia, olisimme varmasti todistamassa hämmästyttäviä muutoksia.
John Wenz