Wszechświat, jaki znamy, jest pełen gwiazd na różnych etapach życia i śmierci. Ale co pozostaje, gdy gwiazdom kończy się paliwo? Odpowiedź kryje się w losie białych karłów – gęstych, zanikających jąder gwiazd takich jak Słońce. Te gwiezdne pozostałości, często pomijane, ostatecznie odziedziczą wszechświat, gdy inne gwiazdy znikną. Ich historia nie jest historią szybkiego zniszczenia, ale niewyobrażalnie powolnego upadku, rozciągniętego na biliony lat.
Długie, zimne życie białego karła
Białe karły nie są podtrzymywane w wyniku syntezy jądrowej, tak jak gwiazdy aktywne. Zamiast tego opierają się zapadnięciu grawitacyjnemu dzięki ciśnieniu degeneracji elektronów, efektowi mechaniki kwantowej, w którym elektrony są upakowane tak ciasno, że nie można ich dalej ściskać. Dzięki temu mogą istnieć przez niewiarygodnie długie okresy czasu, powoli ochładzając się przez eony. Najfajniejszy znany biały karzeł, PSR J2222-0137 B, ma 11 miliardów lat, ale nadal świeci w temperaturze 3000 kelwinów – co jest porównywalne z ciepłą żarówką.
Od białego karła do czarnego karła: niewidzialne przejście
Po około 10 bilionach lat biały karzeł rozproszy swoje resztkowe ciepło, stając się ostatecznie czarnym karłem – chłodną, ciemną pozostałością niewidoczną w prawie wszystkich pasmach światła. Obecnie we Wszechświecie nie ma czarnych karłów; przestrzeń po prostu nie miała wystarczająco dużo czasu, aby ten proces się zakończył. Aby pojawił się pierwszy z nich, potrzebny byłby tysiąckrotny wzrost obecnego wieku Wszechświata.
Ostateczny los: parowanie i rozkład
Ale nawet czarne karły nie są wieczne. Dwie teoretyczne możliwości przewidują ich ostateczne wyginięcie. Pierwsza polega na produkcji par wywołanej krzywizną czasoprzestrzeni. W obszarach o silnej grawitacji cząstki kwantowe mogą spontanicznie powstawać, czerpiąc energię z samego czarnego karła. W ciągu 1078 lat może to doprowadzić do jego całkowitego wyparowania.
Drugą, bardziej gwałtowną możliwością jest rozpad piknojądrowy. Jądra wewnątrz czarnego karła, upakowane tak ciasno, mogą w sposób losowy łączyć się z powodu losowości kwantowej, destabilizując jego strukturę. W rzadkich przypadkach może to spowodować katastrofalne załamanie i ostateczną eksplozję supernowej, pozostawiając jedynie promieniowanie.
Odległe dziedzictwo
Wydarzenia te są tak odległe od naszej teraźniejszości, że pozostają w dużej mierze teoretyczne. Oczekuje się, że pierwsze supernowe piknojądrowe pojawią się między 101100 a 1032000 lat od chwili obecnej. Jednak w miarę starzenia się Wszechświata te rozkładające się czarne karły staną się dominującym źródłem światła i energii, długo po tym, jak wszystkie inne gwiazdy wymrą.
W niewyobrażalnie odległej przyszłości Wszechświat zamieszkany będzie przez widmowe pozostałości martwych gwiazd, powoli rozpływające się w ciemności. Los białych karłów przypomina, że nawet najbardziej stabilne obiekty w kosmosie nie są odporne na nieubłagany upływ czasu.
