Dagens stjärnor i vårt utrymme är inte den enda möjliga typen av stjärnor. På många miljarder och till och med biljoner år kan nya konstiga föremål dyka upp när våra nuvarande stjärnor åldras och börjar förvandlas till helt andra himmellegemer. Smithsonian-tidningen talar om fyra typer av stjärnor som kan uppstå i framtiden.
I det inledande skedet av dess existens fylldes universum med konstiga och mystiska föremål. Strax efter Big Bang kunde stora moln av materia bilda svarta hål direkt utan att sammanfalla till stjärnor som vi ser idag. Pseudogalaxer upplyste hav av neutralt väte, vilket gör universum transparent och avger fotoner där det bara fanns mörker tidigare. Och kortlivade stjärnor från enbart väte och helium uppträdde och försvann som gnistor på natten.
Mer än 13 miljarder år senare har frågan om universum bildat många typer av stjärnor i olika storlekar, ljusstyrka och förväntad livslängd. Men stjärnorna i vårt kosmos idag är inte den enda typen av stjärnor som kan existera. I en avlägsen framtid, efter många miljarder och till och med biljoner år, kan konstiga föremål dyka upp när våra nuvarande stjärnor blir gamla och börjar förvandlas till helt andra himmellegemer. Några av dessa föremål kan till och med vara förlöpare för universums termiska död, varefter det okända kommer.
Vi presenterar fyra typer av stjärnor som kan existera i framtiden - naturligtvis om universum lever till den dag då det kan ge dem liv.
Blå dvärg
Röda dvärgstjärnor anses vara den vanligaste typen av stjärna i universum. De är små i storlek, och ibland överstiger de inte gasvolymernas planeter. De har också låg massa och låg (för en stjärna) temperatur. De minsta dvärgarna är bara 80 gånger massan av Jupiter, medan solen, som är typ G (gul dvärg), är cirka tusen gånger massan av Jupiter.
Men det finns något speciellt med dessa ganska små och coola stjärnor. Astronomer tror att röda dvärgar kan hålla i biljoner år genom att långsamt bränna väte och förvandla det till helium. Detta innebär att vissa röda dvärgar lever nästan lika länge som universum. En stjärna, som har en massa på 10% av solens massa, kan leva i nästan sex biljoner år, och de minsta stjärnorna som TRAPPIST-1 kan överleva dubbelt så länge, som rapporterats i en artikel publicerad 2005. Universum är bara cirka 13,8 miljarder år gammalt och därför har röda dvärgar levt mindre än en procent av sitt liv.
Kampanjvideo:
Däremot har solen bara fem miljarder år kvar, varefter det tar slut på vätgas och det kommer att börja omvandla helium till kol. Dessa förändringar kommer att utlösa en ny fas i solens utveckling, som först kommer att öka till att bli en röd jätte och sedan svalna och krympa till storleken på en vit dvärg. Detta är den typ av elektronrikt lik av en stjärna som vi ser i hela galaxen.
Trillioner år framöver kommer röda dvärgar också att förstöra sina sista reserver av vätgas. Häftiga små stjärnor kommer att vara väldigt heta ett tag och avger blått ljus. Istället för att expandera som solen kollapsar den röda dvärgen i ett senare skede av sin existens, det vill säga kollapsar inåt. Gradvis, när den blå dvärgfasen slutar, kommer bara stjärnhöljet att förbli i form av en liten vit dvärg.
Svart dvärg
Men även vita dvärgar kan inte vara för evigt. När en vit dvärg tar slut på kol, syre och fria elektroner brinner den långsamt ut och förvandlas till en svart dvärg. Dessa teoretiskt förutsagda föremål består av degenererad materia. De avger lite eller inget ljus. I det här skedet dör stjärnan på riktigt.
Sådan är öden för stjärnor som solen, även om miljarder år kommer att gå innan stjärnan börjar processen att bli en svart dvärg. Vid slutet av solens liv som huvudstjärna (dess varaktighet är cirka 10 miljarder år, och nu är solen 4,8 miljarder år gammal), kommer den att öka, eventuellt till banan av Venus, och bli en röd jätte. Den kommer att behålla denna storlek i en miljard år, varefter den blir en vit dvärg. NASA uppskattar att solen kommer att vara i en vit dvärgstat i cirka 10 miljarder år. Men det finns andra uppskattningar som indikerar att stjärnor kan vara i denna fas under en fjärdedel år. Hur som helst, detta är mer än universums nuvarande ålder, och därför finns inget av dessa exotiska objekt ännu.
I slutet av en svart dvärgs liv inträffar radioaktivt radioaktivt sönderfall och gradvis avdunstar det och förvandlas till en exotisk form av väte. De två vita dvärgarna upptäcktes 2012 och är över 11 miljarder år gamla, vilket innebär att de är nära att bli svarta dvärgar. Denna process kan dock saktas ner av en mängd olika faktorer, och därför är det bättre för oss att observera dem i flera miljarder år för att förstå hur de utvecklas.
Fryst stjärna
En dag kommer universum att ta slut på användbar materia, för de flesta av de lättare elementen kommer att bli tyngre. Då visas frysta stjärnor som bara värms upp till vattenets fryspunkt. De kommer att finnas vid en temperatur på 273 grader Kelvin (ungefär noll grader Celsius), fyllda med olika tunga element på grund av bristen på väte och helium i rymden.
Enligt forskarna Fred Adams och Gregory Laughlin, som förutsäger förekomsten av sådana föremål, kommer frysta stjärnor inte att bildas förrän många biljoner år. Några av dessa stjärnor kommer fram ur kollisioner av föremål som kallas bruna dvärgar, som är större än planeter men för små för att antändas och bli stjärnor. Frysta stjärnor har, trots sina låga temperaturer, teoretiskt nog tillräckligt med massa för begränsad kärnfusion, men inte tillräckligt med massa för att avge sitt eget ljus i stora mängder. Deras atmosfär kommer att förorenas av isiga moln med en svag kärna som avger lite energi. Om forskarnas förutsägelser är korrekta kommer de att se mer ut som bruna dvärgar än riktiga stjärnor.
I denna avlägsna framtid kommer de största stjärnorna när det gäller deras massa att vara bara 30 gånger större än solen, medan de stjärnor som idag är kända är mer än 300 gånger massan av vår stjärna. Enligt denna teori kommer stjärnorna vid den tiden i genomsnitt att vara mycket mindre, cirka 40 gånger Jupiters massa. Under ytan kommer de att ha stora svårigheter att omvandla väte till helium. I denna kalla och avlägsna framtid, enligt Adams och Laughlin, när universum helt slutar skapa stjärnor, kommer bara vita dvärgar, bruna dvärgar, neutronstjärnor och svarta hål att finnas kvar av stora föremål.
Järnstjärna
Om universum ständigt expanderar, som det just nu händer och inte kollapsar inåt (forskare är inte säkra på hur det kommer att agera), står det över tiden inför ett slags "värmedöd" när atomerna själva börjar spridas. I slutet av denna period kan mycket ovanliga föremål bildas. Det mest ovanliga föremålet av detta slag skulle vara en järnstjärna.
Stjärnor i yttre rymden kombinerar ständigt lättare element till tyngre, och med tiden kommer en otrolig mängd järnisotoper att dyka upp. Det är ett stabilt och hållbart element. Exotisk kvanttunnel spränger genom järn på en subatomär nivå. Med tiden kommer denna process att skapa järnstjärnor - jätte stjärnmassobjekt som nästan helt består av järn. Men ett sådant föremål kan bara uppstå om det inte finns något protonförfall, och detta är en stor fråga som mänskligheten inte har något svar på, eftersom den har levt för lite.
Ingen vet hur länge universum kommer att bestå, och det är osannolikt att mänskligheten kommer att leva för att se slutet på kosmos. Men om vi kunde leva längre och observera himlen i flera biljoner år, skulle vi säkert bevittna fantastiska förändringar.
John Wenz
