Вселенная, которую мы знаем, наполнена звездами на разных стадиях жизни и смерти. Но что остается, когда звезды исчерпывают свое топливо? Ответ кроется в судьбе белых карликов – плотных, угасающих ядер звезд, подобных Солнцу. Эти звездные остатки, часто упускаемые из виду, в конечном итоге унаследуют Вселенную, когда другие звезды угаснут. Их история – это не история быстрого разрушения, а история невообразимо медленного упадка, растянувшегося на триллионы лет.
Долгая, холодная жизнь белого карлика
Белые карлики не поддерживаются ядерным синтезом, как активные звезды. Вместо этого они сопротивляются гравитационному коллапсу благодаря электронному вырожденному давлению – квантово-механическому эффекту, при котором электроны упакованы настолько плотно, что не могут быть сжаты еще сильнее. Это позволяет им существовать невероятно долго, медленно остывая в течение эонов. Самый холодный из известных белых карликов, PSR J2222-0137 B, имеет возраст 11 миллиардов лет, но все еще светится при 3000 кельвинах – сопоставимо с теплой лампой накаливания.
От белого карлика к черному карлику: Невидимый переход
Примерно через 10 триллионов лет белый карлик рассеет остаточное тепло, в конечном итоге превратившись в черный карлик – холодный, темный остаток, невидимый почти во всех диапазонах света. В настоящее время черных карликов не существует во Вселенной; космосу просто не хватило времени, чтобы этот процесс завершился. Потребуется тысячекратное увеличение текущего возраста Вселенной, чтобы появился первый из них.
Окончательная судьба: Испарение и распад
Но даже черные карлики не вечны. Две теоретические возможности предсказывают их окончательное исчезновение. Первая включает в себя индуцированное искривлением пространства-времени парное производство. В регионах с сильной гравитацией квантовые частицы могут спонтанно возникать, заимствуя энергию у самого черного карлика. В течение 1078 лет это может привести к его полному испарению.
Вторая, более насильственная возможность – пикноядерный распад. Ядра внутри черного карлика, упакованные настолько плотно, могут случайно сливаться благодаря квантовой случайности, дестабилизируя его структуру. В редких случаях это может спровоцировать катастрофический коллапс и финальный взрыв сверхновой, оставляя после себя только излучение.
Далекое наследие
Эти события настолько далеки от нашего настоящего, что остаются в основном теоретическими. Предполагается, что первые пикноядерные сверхновые произойдут между 101100 и 1032000 лет отныне. Но с возрастом Вселенной эти распадающиеся черные карлики станут доминирующим источником света и энергии, спустя долгое время после того, как погаснут все остальные звезды.
В невообразимо далеком будущем Вселенная будет населена призрачными остатками мертвых звезд, медленно растворяющихся во тьме. Судьба белых карликов напоминает о том, что даже самые стабильные объекты в космосе не застрахованы от неумолимого хода времени.
