Al final del Universo, mucho después de que se apaguen las últimas estrellas brillantes, podría haber una serie final de explosiones. Llamadas supernovas enanas negras, estas deslumbrantes explosiones anunciarán en la oscuridad eterna a medida que el Universo se hunde en letargo, sugiere un nuevo estudio.
Estas supernovas recientemente propuestas son una raza especial que aún no ha sucedido en ningún lugar del Universo. Las supernovas de enanas negras podrían ser los últimos eventos que sucedan en el Universo, que para entonces será un lugar en gran parte vacío donde la temperatura se acerca al cero absoluto.
Las vidas y muertes de las estrellas están determinadas por su masa. Los grandes de 10 veces o más la masa del sol explotan como supernovas y pueden convertirse en agujeros negros.
Pero las más pequeñas, que no producen elementos más pesados a través de la fusión nuclear en sus núcleos, terminan sus vidas como pequeñas y densas cáscaras de estrellas conocidas como enanas blancas. Durante billones de años, se oscurecen y se convierten en objetos congelados y sin luz conocidos como enanas negras.
Un nuevo artículo, que se publicará en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, describe cómo estas enanas negras pueden finalmente liberar los últimos trozos de luz en el Universo mientras explotan como supernovas.
Las supernovas enanas negras se formarían a través de un proceso cuántico conocido como fusión piconuclear. Las estrellas normalmente se alimentan de energía termonuclear. fusión, donde las altas temperaturas y presiones superan la repulsión eléctrica natural del núcleo atómico, permitiendo átomos para fusionarse en elementos nuevos y más pesados.
Pero en la fusión piconuclear, el túnel cuántico permite que los núcleos atómicos se acerquen más entre sí de lo que normalmente lo harían. La fusión piconuclear puede, por lo tanto, convertir muy lentamente los elementos de la enana blanca en hierro, el último elemento que puede crearse mediante la fusión.
«Estas reacciones toman un tiempo increíblemente largo», dijo el autor del estudio Matt Caplan, físico teórico de la Universidad Estatal de Illinois. «Se podría esperar un millón de años y no ver una sola reacción de fusión en una enana negra».
En comparación, el Sol fusiona más de 10 ^ 38 protones por segundo. Para convertir una enana negra en hierro por fusión piconuclear tomaría la asombrosa cantidad de 10 ^ 1,100 y 10 ^ 32,000 años. Si escribiera todos los ceros en estos números, ocuparían la longitud de un párrafo a un capítulo completo de un libro, respectivamente.
«Estas escalas de tiempo son enormes», dijo Fred Adams, astrofísico de la Universidad de Michigan, que no participó en la nueva investigación.
«Esperamos la mayor agujeros negros evaporarse en escalas de tiempo de sólo 10 a 100 años, lo que es instantáneo en comparación con los tiempos discutidos en el documento «.
Una vez que la enana negra fuera principalmente de hierro, sería aplastada por su propia masa. Este colapso descontrolado, la supernova, desencadenaría una gran implosión que expulsaría las capas externas de la enana negra sobrante.
En las estrellas más grandes de la actualidad, este amontonamiento de hierro es también lo que conduce a las más comunes supernovas de colapso del núcleo.
Las supernovas enanas negras, sin embargo, solo ocurrirían en estrellas enanas negras con masas entre 1,16 y 1,35 veces la del Sol. Esas estrellas enanas negras, a su vez, se crean a partir de estrellas típicas que comienzan con seis a diez veces la masa del Sol.
«[It] no es exactamente una población rara, pero tampoco la más común «, dijo Caplan.
De hecho, estas estrellas representan aproximadamente el 1 por ciento de todas las estrellas en la actualidad, y Caplan estima que habrá alrededor de mil billones de billones (10 ^ 21) de estas supernovas antes del fin del Universo.
Dado que las enanas negras tienen masas bastante bajas, las supernovas de las enanas negras probablemente serían un poco más pequeñas que las que ocurren en el Universo actual, pero seguirían siendo espectaculares en un Universo que de otro modo sería completamente negro.
Después de estos últimos suspiros de luz, nada que quede en el Universo podrá explotar o brillar.
Entonces, mientras que el Universo aparentemente terminará en hielo, habrá una chispa de fuego en el camino.
Publicado originalmente en Live Science.
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