Το πρώιμο σύμπαν γεμίζει με περίεργα και μυστηριώδη αντικείμενα. Λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, τα μεγάλα σύννεφα υλικού μπορεί να έχουν σχηματίσει μαύρες τρύπες άμεσα, χωρίς πρώτα να συγκεντρωθούν σε αστέρια όπως βλέπουμε σήμερα. Οι ψευδο-γαλαξίες φωτίζουν μια θάλασσα ουδέτερου υδρογόνου για να κάνουν το σύμπαν διαφανές, απελευθερώνοντας φωτόνια όπου πριν δεν υπήρχε τίποτε άλλο παρά σκοτάδι. Και τα βραχύβια αστέρια που φτιάχτηκαν μόνο από υδρογόνο και ήλιο μπορεί να έχουν λάμψει μέσα και έξω από την ύπαρξη σαν σπινθήρες τη νύχτα.
Πάνω από 13 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, το θέμα του σύμπαντος έχει εγκατασταθεί σε πολλούς τύπους αστεριών με διαφορετικά μεγέθη, φωτεινότητες και διάρκεια ζωής. Αλλά τα αστέρια του σημερινού κόσμου δεν είναι τα μόνα είδη αστεριών που θα υπάρξουν ποτέ. Στο μακρινό μέλλον, πολλά δισεκατομμύρια ή και τρισεκατομμύρια χρόνια από τώρα, θα μπορούσαν να προκύψουν περίεργα αντικείμενα, καθώς τα προχωρημένα στάδια των σημερινών μας αστεριών μεταμορφώνονται σε εντελώς νέα ουράνια αντικείμενα. Ορισμένα από αυτά τα αντικείμενα μπορούν ακόμη και να χρησιμεύσουν ως προάγγελοι του θερμικού θανάτου του σύμπαντος, μετά από το οποίο είναι αδύνατο να γνωρίζουμε.
Εδώ είναι τέσσερα αστέρια που μπορεί να υπάρχουν κάποια μέρα - αν το σύμπαν σώζεται αρκετά για να τα γεννήσει.
Μπλε Νάνος
Μια εικόνα του ήλιου που τραβήχτηκε με το Extreme Ultraviolet Imager στο STEREO-A, το οποίο συλλέγει εικόνες σε διάφορα μήκη κύματος φωτός που είναι αόρατα στο ανθρώπινο μάτι, χρώματος μπλε. (NASA / STEREO) Τα κόκκινα αστέρια νάνου, που ονομάζονται επίσης Ν-νάνους, πιστεύεται ότι είναι ο πιο κοινός τύπος αστέρα στο σύμπαν. Είναι μικρές - μερικές φορές όχι πιο ογκώδεις παρά ένας γίγαντας πλανήτης αερίου - και χαμηλή σε μάζα και θερμοκρασία (για ένα αστέρι). Το μικρότερο έχει περίπου 80 φορές τη μάζα του Δία, ενώ ο ήλιος, ένα αστέρι κύριας αλληλουχίας τύπου G, είναι περίπου 1.000 φορές η μάζα του Δία.
Αυτά τα σχετικά μικρά και κρύα αστέρια έχουν κάτι άλλο για αυτούς, όμως. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι κόκκινοι νάνοι μπορούν να διαρκέσουν τρισεκατομμύρια χρόνια, σιγά-σιγά να αναδεύουν το υδρογόνο στο ήλιο, πράγμα που σημαίνει ότι ορισμένοι κόκκινοι νάνοι ήταν γύρω σχεδόν για ολόκληρη την εποχή του σύμπαντος. Ένα αστέρι με δέκα τοις εκατό η μάζα του ήλιου μπορεί να ζήσει για σχεδόν έξι τρισεκατομμύρια χρόνια, ενώ τα μικρότερα αστέρια, όπως το TRAPPIST-1, μπορούν να ζήσουν δύο φορές περισσότερο, σύμφωνα με το άρθρο του 2005. Το σύμπαν είναι μόνο περίπου 13, 8 δισεκατομμυρίων ετών, έτσι οι κόκκινοι νάνοι δεν είναι ούτε ένα τοις εκατό μέσα από τη διάρκεια ζωής τους.
Αντίθετα, ο ήλιος έχει μόνο περίπου πέντε δισεκατομμύρια χρόνια πριν καίει όλο το καύσιμο υδρογόνου του και αρχίζει να συντηρεί το ήλιο σε άνθρακα. Αυτή η αλλαγή θα ενεργοποιήσει την επόμενη φάση της εξέλιξης του ήλιου, αρχικά να επεκταθεί σε έναν κόκκινο γίγαντα και στη συνέχεια να ψύξει και να αναδευτεί σε ένα λευκό νάνο - έναν πλούσιο σε ηλεκτρόνια τύπο αστρικού πτώματος που βλέπουμε σε όλο τον γαλαξία.
Σε τρισεκατομμύρια χρόνια, οι κόκκινοι νάνοι θα αρχίσουν επίσης να σβήνουν τα τελευταία κομμάτια των αποθεμάτων υδρογόνου τους. Τα δροσερά μικρά αστέρια θα γίνουν εξαιρετικά ζεστά για ένα διάστημα, που ακτινοβολούν μπλε. Αντί να διαστέλλεται προς τα έξω όπως ο ήλιος, προβλέπεται ένας κόκκινος νάνος αργά-σταδίου να καταρρέει προς τα μέσα. Τελικά, μόλις τελειώσει η φάση του μπλε νάνου, όλα αυτά θα παραμείνουν είναι το φλοιό του αστέρα με τη μορφή ενός μικρού νάνος.
Μαύρος νάνος
Η ιδέα ενός καλλιτέχνη για έναν σκούρο καφέ νάνο, που μοιάζουν με τους μαύρους νάνους που προβλέπεται να σχηματιστούν στο μέλλον. (NASA / JPL-Caltech) Ακόμη και οι λευκοί νάνοι δεν θα διαρκέσουν για πάντα. Όταν ένας λευκός νάνος εξαντλεί τη δική του παροχή άνθρακα, οξυγόνου και ελεύθερης ροής ηλεκτρονίων, θα εξαντληθεί αργά, μετατρέποντας τον σε μαύρο νάνο. Αυτά τα θεωρημένα αντικείμενα που προέρχονται από εκφυλισμένη με ηλεκτρόνια ουσία παράγουν ελάχιστο, αν υπάρχει, δικό τους φως - ένα πραγματικό θάνατο του αστέρα.
Αυτό το μέλλον είναι η μοίρα των αστεριών όπως ο ήλιος - αν και χρειάζονται δισεκατομμύρια χρόνια για ένα αστέρι για να αρχίσει ακόμη και η διαδικασία μετατροπής σε μαύρο νάνο. Προς το τέλος της ζωής του ήλιου ως αστέρι κύριας αλληλουχίας (η οποία είναι περίπου 10 δισεκατομμύρια έτη συνολικά και ο ήλιος είναι 4, 6 δισεκατομμυρίων ετών τώρα), θα επεκταθεί προς τα έξω ως κόκκινος γίγαντας, ενδεχομένως όσον αφορά την τροχιά της Αφροδίτης . Θα παραμείνει έτσι για ένα άλλο δισεκατομμύριο χρόνια πριν γίνει λευκός νάνος. Η NASA εκτιμά ότι ο ήλιος θα παραμείνει λευκός νάνος για περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, άλλες εκτιμήσεις δείχνουν ότι τα αστέρια μπορούν να παραμείνουν σε αυτή τη φάση για 10-15, ή για ένα τετραπλάσιο, χρόνια. Είτε έτσι είτε αλλιώς, ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσετε σε αυτό το στάδιο είναι μεγαλύτερος από την τρέχουσα ηλικία του σύμπαντος, έτσι δεν υπάρχει κανένα από αυτά τα εξωτικά αντικείμενα - ακόμα.
Στο τέλος της ζωής ενός μαύρου νάνου, το μοναδικό αστέρι θα βιώσει την καταστροφή του πρωτονίου και τελικά θα εξατμιστεί σε μια εξωτική μορφή υδρογόνου. Δυο λευκοί νάνοι που ανακαλύφθηκαν το 2012 είναι λίγο παλιότερα των 11 δισεκατομμυρίων ετών - που σημαίνει ότι θα μπορούσαν να είναι στο δρόμο τους προς τον μετασχηματισμό του μαύρου νάνου. Ωστόσο, ο αριθμός των πραγμάτων θα μπορούσε να επιβραδύνει τη διαδικασία, οπότε θα πρέπει να τα παρακολουθήσουμε για τα επόμενα λίγα δισεκατομμύρια χρόνια για να δούμε πώς εξελίσσονται.
Κατεψυγμένο αστέρι
Η ιδέα ενός καλλιτέχνη για ένα μαγνητικό ή ένα εξαιρετικά μαγνητικό αστέρι νετρονίων, που μοιάζει λίγο σαν παγωμένο αστέρι. (NASA Goddard Space Flight Centre) Κάποια μέρα, όταν το σύμπαν αρχίζει να εξαντλεί τα υλικά για να ποδηλάξει, έχοντας συντηρήσει τα περισσότερα από τα ελαφρύτερα στοιχεία σε βαρύτερα, μπορεί να υπάρχουν αστέρια που καίγονται μόνο τόσο ζεστά όσο το σημείο πήξης του νερού. Τα λεγόμενα "κατεψυγμένα αστέρια" θα έχυαν μόνο 273 βαθμούς Kelvin (περίπου 0 βαθμοί Κελσίου), γεμάτα με διάφορα βαριά στοιχεία λόγω της έλλειψης υδρογόνου και ηλίου στο σύμπαν.
Σύμφωνα με τους ερευνητές που αντιλαμβάνονται τέτοιου είδους αντικείμενα, Fred Adams και Gregory Laughlin, τα κατεψυγμένα αστέρια δεν θα σχηματιστούν για τρισεκατομμύρια δισεκατομμύρια χρόνια. Μερικά από αυτά τα αστέρια μπορεί να προέλθουν από συγκρούσεις μεταξύ υπο-αστρικών αντικειμένων που ονομάζονται καφέ νάνοι, τα οποία είναι μεγαλύτερα από τους πλανήτες αλλά είναι πολύ μικρά για να αναφλεγούν σε αστέρια. Τα κατεψυγμένα αστέρια, παρά τις χαμηλές θερμοκρασίες τους, θεωρητικά θα έχουν αρκετή μάζα για να διατηρήσουν περιορισμένη πυρηνική σύντηξη, αλλά όχι αρκετή για να λάμψουν από το δικό τους φως. Η ατμόσφαιρα τους μπορεί να μολυνθεί από σύννεφα πάγου, με αδύναμο πυρήνα που εκπέμπει μια μικρή ποσότητα ενέργειας. Αν σχηματίσουν θεωρητικά, θα φαίνονται πολύ περισσότερο σαν καφέ νάνοι από τα αληθινά αστέρια.
Σε αυτό το μακρινό μέλλον, τα μεγαλύτερα αστέρια γύρω θα είναι μόνο 30 φορές η μάζα του ήλιου, σε σύγκριση με γνωστά αστέρια σήμερα που είναι περισσότερο από 300 φορές η μάζα του ήλιου. Προβλέπεται ότι τα αστέρια θα είναι πολύ μικρότερα κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου - πολλά τόσο μικρά όσο 40 φορές η μάζα του Δία, λίγο σιγοβράζοντας το υδρογόνο σε ήλιο κάτω από την επιφάνεια. Σε αυτό το ψυχρό και απομακρυσμένο μέλλον, αφού το σύμπαν παύσει να σχηματίζει άστρα, τα μεγάλα αντικείμενα που απομένουν θα είναι κυρίως λευκοί νάνοι, καφέ νάνοι, αστέρες νετρονίων και μαύρες τρύπες, σύμφωνα με τον Adams και τον Laughlin.
Iron Star
Η ιδέα ενός καλλιτέχνη για ένα λυωμένο ουράνιο σώμα, ίσως να μοιάζει με τα αστέρια σιδήρου που θα μοιάζουν με τρισεκατομμύρια χρόνια. (Iuliia Bycheva / Alamy Stock Photo) Εάν το σύμπαν συνεχώς εξελίσσεται προς τα έξω, όπως συμβαίνει σήμερα, αντί να καταρρεύσει τελικά προς τα μέσα - και οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι για το τι θα κάνει - τότε θα βιώσουν τελικά ένα είδος «θανάτου θερμότητας» όπου τα ίδια τα άτομα αρχίζουν να καταρρέουν . Προς το τέλος αυτής της περιόδου, μπορεί να σχηματιστούν κάποια εντυπωσιακά ασυνήθιστα αντικείμενα. Ένα από τα πιο ασυνήθιστα θα μπορούσε να είναι το σιδερένιο αστέρι.
Καθώς τα αστέρια σε ολόκληρο τον κόσμο διασυνδέουν συνεχώς τα ελαφριά στοιχεία με τα βαρύτερα, τελικά θα υπάρξει μια εξαιρετική ποσότητα ισοτόπων σιδήρου - ένα σταθερό, μακράς διαρκείας στοιχείο. Η εξωτική κβαντική σήραγγα θα σπάσει το σίδερο σε ένα υποατομικό επίπεδο. Αυτή η διαδικασία, τελικά, θα οδηγήσει σε σιδερένια αστέρια - γιγαντιαία αντικείμενα, η μάζα των αστεριών που έχει κατασκευαστεί σχεδόν εξ ολοκλήρου από σίδηρο. Ένα τέτοιο αντικείμενο είναι εφικτό, ωστόσο, εάν ένα πρωτόνιο δεν αποσυντεθεί, το οποίο είναι ακόμα ένα ερώτημα ότι οι άνθρωποι δεν ήταν ζωντανοί για να απαντήσουν.
Κανείς δεν ξέρει πόσο καιρό θα διαρκέσει το σύμπαν και το είδος μας σχεδόν σίγουρα δεν θα είναι γύρω μας για να παρακολουθήσουμε τις τελευταίες ημέρες του Κόσμου. Αλλά αν μπορούσαμε να ζήσουμε και να παρατηρήσουμε τον ουρανό για τρισεκατομμύρια χρόνια περισσότερο, θα βιώσαμε σίγουρα κάποια αξιοσημείωτη αλλαγή.
