Supernova yra galingas įvykis. Trumpą akimirką žvaigždė šviečia taip ryškiai kaip galaktika, suplėšydama save paskutiniu, beviltišku bandymu kovoti su savo gravitacija. Nors supernovas matome kaip retus ir nuostabius dalykus, jos yra gana dažnos. Remdamiesi izotopų stebėjimais mūsų galaktikoje, mes tai žinome Kas tūkstantį metų Paukščių Take atsiranda apie dvidešimt supernovų. Šie nuostabūs kosminiai blyksniai pripildo visatą sunkių elementų, o jų liekanos dulkės sudaro beveik viską, ką matome aplinkui. Tačiau supernovos neatsitiks amžinai. Tam tikru momentu tolimoje ateityje visata išvys paskutinę supernovą.
Kai atsiranda paskutinė supernova, yra naujo dokumento tema. Remdamasi tuo, ką žinome apie astrofiziką, jis apskaičiuoja, kada įvyks paskutinis „įdomus“ astrofizinis įvykis. Supernovas, kokias matome šiandien, sukelia didžiulės žvaigždės. Kadangi ne visa žvaigždės medžiaga yra išmesta supernovos, potencialių milžiniškų žvaigždžių skaičius mažėja su kiekviena karta. Per ateinančius 100 milijardų metų didelės žvaigždės nustos formuotis, o pirmoji supernovos era baigsis.
Keplerio supernovos liekanos (SN 1604), esančios maždaug už 13 000 šviesmečių, matomas, infraraudonųjų ir rentgeno spindulių šviesos vaizdas. Autoriai: NASA, ESA, R. Sankrit ir W. Blair (Johns Hopkins University).
Tačiau mažesnės žvaigždės, tokios kaip raudonieji nykštukai, vis tiek degs. Jie gali spindėti trilijonus metų, bet net ir jie išeikvos kurą maždaug 1014metų. Iki to laiko bus tik likusios negyvų žvaigždžių šerdys, subyrėjusios į baltąsias nykštukes, neutronines žvaigždes arba juodąsias skyles, priklausomai nuo jų masės. Likučiai, didesni nei maždaug dvi saulės masės, sugrius į juodąsias skyles. Tie, kurių masė yra nuo 1,4 iki 2,2 Saulės masės, taps neutroninėmis žvaigždėmis, o likusios – baltosiomis nykštukėmis.
Juodosios skylės ir neutroninės žvaigždės yra efektyviai stabilios. Juodosios skylės yra materija, sugriuvusi iki savo ribos, o neutroninės žvaigždės laikomos prieš gravitaciją dėl stiprios nukleonų sąveikos. Tačiau baltieji nykštukai yra kita istorija.
Baltojo nykštuko diagrama. Kreditas: Mohamedas Ibrahimas Nouhas
Baltąją nykštukinę žvaigždę nuo gravitacijos laiko elektronų degeneracinis slėgis. Subrahmanyanas Chandrasekharas apskaičiavo, kad jų viršutinė masės riba buvo 1,4 Saulės masės XX amžiaus trečiajame dešimtmetyje, ir suprato, kad bet koks mažesnis likutis pamažu atvės ir taps juodąja nykštuke. Tačiau dabar žinome, kad viskas nėra taip paprasta. Sunkesni elementai baltojoje nykštukėje nuskęs, sukurdami deguonies, neono ir magnio šerdį. Baltajai nykštukei atvėsus į juodąją nykštuką, branduolyje esantys atomai priartės vienas prie kito.
Galų gale jie bus pakankamai arti, kad gali įvykti keistas susiliejimas. Normalus susiliejimas vyksta esant labai aukštai temperatūrai. Branduoliai trenkiasi taip arti vienas kito, kad gali kvantinis tunelis susilieti su sunkesniais elementais. Nėra minimalaus atstumo kvantiniam tuneliui įvykti; tai tiesiog itin retai pasitaiko didesniais atstumais. Bet juodojo nykštuko širdyje tai įvyks. Suteikus pakankamai laiko, elementai šerdyje susilies į geležį.
Skaičiuojama, kad ši pertvarka užtruks apie 101100metų. Kai juodosios nykštukės šerdis tampa tankia geležimi, ji gali pasiekti kritinį tašką. Juodųjų nykštukų, kurių Saulės masė yra nuo 1,2 iki 1,4, geležies šerdis taps tokia tanki, kad elektronų degeneracija negali užkirsti kelio gravitaciniam žlugimui. Šerdis sprogs ir atsitrauks, sukurdama supernovos sprogimą. Pirmiausia sprogs didžiausios juodosios nykštukės, o po to – vis šviesesnės juodosios nykštukės. Galų gale, juodoji nykštukė, šiek tiek masyvesnė už mūsų Saulę, taps paskutine supernova istorijoje, maždaug 1032 000metų ateityje.
Tai bus paskutinis šviesos pliūpsnis šaltame, tamsiame ir mirusiame kosmose.
Nuoroda:Caplanas, M. E. “ Juodosios nykštukės supernova tolimoje ateityje .Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai(2020).