Ένα σουπερνόβα είναι ένα ισχυρό γεγονός. Για μια σύντομη χρονική στιγμή, ένα αστέρι λάμπει τόσο λαμπερό όσο ένας γαλαξίας, διαλύεται σε μια τελευταία, απελπισμένη προσπάθεια να πολεμήσει ενάντια στη βαρύτητά του. Ενώ βλέπουμε τους σουπερνόβα ως σπάνια και θαυμαστά πράγματα, είναι αρκετά κοινά. Με βάση τις παρατηρήσεις των ισοτόπων στον γαλαξία μας, το γνωρίζουμε περίπου είκοσι σουπερνόβα εμφανίζονται στον Γαλαξία μας κάθε χίλια χρόνια. Αυτές οι λαμπρές κοσμικές λάμψεις γεμίζουν το σύμπαν με βαριά στοιχεία και η υπολειμματική σκόνη τους αποτελεί σχεδόν όλα όσα βλέπουμε γύρω μας. Αλλά οι σουπερνόβα δεν θα συνεχίσουν να συμβαίνουν για πάντα. Κάποια στιγμή στο μακρινό μέλλον, το σύμπαν θα δει τον τελευταίο σουπερνόβα.
Το πότε εμφανίζεται το τελευταίο σουπερνόβα είναι το θέμα μιας νέας εργασίας. Χρησιμοποιώντας όσα γνωρίζουμε για την αστροφυσική, υπολογίζει πότε θα συμβεί το τελευταίο «ενδιαφέρον» αστροφυσικό γεγονός. Οι σουπερνόβα, όπως τους βλέπουμε σήμερα, προκαλούνται από τεράστια αστέρια. Δεδομένου ότι δεν εκτοξεύεται όλο το υλικό ενός αστεριού από μια σουπερνόβα, ο αριθμός των πιθανών γιγάντων αστεριών μειώνεται με κάθε γενιά. Μέσα στα επόμενα 100 δισεκατομμύρια χρόνια, μεγάλα αστέρια θα σταματήσουν να σχηματίζονται και η πρώτη εποχή σουπερνόβα θα τελειώσει.
Ορατό, υπέρυθρο και φως ακτίνων Χ εικόνα του υπολείμματος σουπερνόβα του Κέπλερ (SN 1604) που βρίσκεται περίπου 13.000 έτη φωτός μακριά. Πιστώσεις: NASA, ESA, R. Sankrit και W. Blair (Πανεπιστήμιο Johns Hopkins).
Αλλά μικρότερα αστέρια όπως οι κόκκινοι νάνοι θα εξακολουθούν να καίγονται. Μπορούν να συνεχίσουν να λάμπουν για τρισεκατομμύρια χρόνια, αλλά ακόμη και αυτοί θα εξαντλήσουν τα καύσιμα τους κατά περίπου 1014χρόνια. Μέχρι εκείνη τη στιγμή, θα υπάρχουν μόνο οι υπολειπόμενοι πυρήνες των νεκρών αστεριών, που θα καταρρεύσουν σε λευκούς νάνους, αστέρια νετρονίων ή μαύρες τρύπες, ανάλογα με τη μάζα τους. Υπολείμματα μεγαλύτερες από περίπου δύο ηλιακές μάζες θα καταρρεύσουν σε μαύρες τρύπες. Εκείνοι με μάζες μεταξύ 1,4 και 2,2 ηλιακών μαζών θα γίνουν αστέρια νετρονίων και οι υπόλοιποι θα γίνουν λευκοί νάνοι.
Οι μαύρες τρύπες και τα αστέρια νετρονίων είναι αποτελεσματικά σταθερά. Οι μαύρες τρύπες είναι ύλη που έχει καταρρεύσει στο όριο τους και τα αστέρια νετρονίων συγκρατούνται ενάντια στη βαρύτητα από την αλληλεπίδραση ισχυρής δύναμης μεταξύ νουκλεονίων. Αλλά οι λευκοί νάνοι είναι μια διαφορετική ιστορία.
Διάγραμμα λευκού νάνου. Πραγματοποίηση: Mohamed Ibrahim Nouh
Ένα λευκό άστρο νάνος συγκρατείται ενάντια στη βαρύτητα από την πίεση εκφυλισμού των ηλεκτρονίων. Ο Subrahmanyan Chandrasekhar υπολόγισε το ανώτερο όριο μάζας του να είναι 1,4 ηλιακές μάζες στη δεκαετία του 1930 και υπολόγισε ότι οποιοδήποτε υπόλοιπο μικρότερο από αυτό θα κρυώσει σταδιακά για να γίνει μαύρος νάνος. Αλλά τώρα ξέρουμε ότι τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Τα βαρύτερα στοιχεία μέσα στον λευκό νάνο θα βυθιστούν, δημιουργώντας έναν πυρήνα από οξυγόνο, νέον και μαγνήσιο. Καθώς ο λευκός νάνος ψύχεται σε μαύρο νάνο, τα άτομα στον πυρήνα θα πλησιάσουν μεταξύ τους.
Τελικά, θα είναι αρκετά κοντά ώστε να μπορεί να συμβεί ένα περίεργο είδος σύντηξης. Η κανονική σύντηξη συμβαίνει σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Οι πυρήνες χτυπούν τόσο κοντά ο ένας στον άλλον που μπορούν κβαντική σήραγγα για σύντηξη σε βαρύτερα στοιχεία. Δεν υπάρχει ελάχιστη απόσταση για να συμβεί κβαντική σήραγγα. είναι απλώς εξαιρετικά σπάνιο σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Αλλά μέσα στην καρδιά ενός μαύρου νάνου, θα συμβεί. Αν δοθεί αρκετός χρόνος, τα στοιχεία στον πυρήνα θα συντηχθούν σε σίδηρο.
Υπολογίζεται ότι αυτός ο μετασχηματισμός θα διαρκέσει περίπου 101100χρόνια. Καθώς ο πυρήνας ενός μαύρου νάνου γίνεται πυκνός σίδηρος, μπορεί να φτάσει σε ένα κρίσιμο σημείο. Για μαύρους νάνους μεταξύ 1,2 και 1,4 ηλιακών μαζών, ο πυρήνας του σιδήρου θα γίνει τόσο πυκνός που ο εκφυλισμός των ηλεκτρονίων δεν μπορεί να αποτρέψει τη βαρυτική κατάρρευση. Ο πυρήνας θα εκραγεί και θα υποχωρήσει, δημιουργώντας μια έκρηξη σουπερνόβα. Οι μεγαλύτεροι μαύροι νάνοι θα εκραγούν πρώτοι, ακολουθούμενοι από ολοένα και πιο ανοιχτόχρωμους μαύρους νάνους. Τελικά, κάποιος μαύρος νάνος λίγο πιο μαζικός από τον Ήλιο μας θα γίνει ο τελευταίος σουπερνόβα στην ιστορία, κάπου στις 1032000χρόνια στο μέλλον.
Θα είναι η τελευταία έκρηξη φωτός σε ένα κρύο, σκοτεινό και νεκρό σύμπαν.
Αναφορά:Caplan, M. E. ' Black Dwarf Supernova στο μακρινό μέλλον .Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας(2020).