L'universo primordiale era pieno di oggetti strani e misteriosi. Poco dopo il Big Bang, grandi nuvole di materiale potrebbero aver formato direttamente buchi neri, senza prima coalizzarsi in stelle come vediamo oggi. Le pseudo-galassie hanno illuminato un mare di idrogeno neutro per rendere l'universo trasparente, rilasciando fotoni dove prima non c'era altro che oscurità. E le stelle di breve durata fatte di nient'altro che idrogeno ed elio potrebbero aver infiammato dentro e fuori l'esistenza come scintille nella notte.
Più di 13 miliardi di anni dopo, la materia dell'universo si è assestata in molti tipi di stelle di varie dimensioni, luminosità e durata. Ma le stelle del cosmo di oggi non sono gli unici tipi di stelle che possano mai esistere. Nel lontano futuro, tra molti miliardi o addirittura trilioni di anni da oggi, potrebbero sorgere strani oggetti mentre le fasi avanzate delle nostre stelle attuali si trasformano in oggetti celesti completamente nuovi. Alcuni di questi oggetti possono persino servire come presagi della morte per calore dell'universo, dopo di che è impossibile saperlo.
Qui ci sono quattro stelle che potrebbero esistere un giorno, se l'universo sopravvive abbastanza a lungo per nascerle.
Blue Dwarf
Un'immagine del sole scattata con l'Extreme Ultraviolet Imager a bordo di STEREO-A, che raccoglie immagini in diverse lunghezze d'onda della luce che sono invisibili all'occhio umano, colorate in blu. (NASA / STEREO) Le stelle nane rosse, chiamate anche M-nani, sono ritenute il tipo di stella più comune nell'universo. Sono piccoli - a volte non più voluminosi di un pianeta gigante gassoso - e bassi in massa e temperatura (per una stella). Il più piccolo ha solo circa 80 volte la massa di Giove, mentre il sole, una stella di sequenza principale di tipo G, è circa 1.000 volte la massa di Giove.
Queste stelle relativamente piccole e fredde hanno qualcos'altro che va per loro, però. Gli astronomi credono che le nane rosse possano durare per trilioni di anni, trasformando lentamente l'idrogeno in elio, il che significa che alcuni nani rossi sono stati in giro per quasi l'intera età dell'universo. Una stella con il dieci percento della massa del sole può vivere per quasi sei trilioni di anni, mentre le stelle più piccole, come TRAPPIST-1, possono vivere il doppio del tempo, secondo un documento del 2005. L'universo ha solo circa 13, 8 miliardi di anni, quindi i nani rossi non hanno nemmeno l'uno percento durante la loro vita.
Al contrario, il sole ha solo cinque miliardi di anni circa prima di bruciare tutto il suo combustibile a idrogeno e iniziare a fondere l'elio in carbonio. Questo cambiamento innescherà la fase successiva dell'evoluzione del sole, espandendosi prima in un gigante rosso e poi raffreddandosi e contraendosi in una nana bianca, un tipo di cadavere stellare ricco di elettroni che vediamo attraverso la galassia.
In trilioni di anni, anche le nane rosse inizieranno a estinguere gli ultimi frammenti delle loro riserve di idrogeno. Le piccole stelle fredde diventeranno straordinariamente calde per un po ', irradiando blu. Invece di espandersi verso l'esterno come il sole, si prevede che una nana rossa in fase avanzata collassi verso l'interno. Alla fine, una volta terminata la fase della nana blu, tutto ciò che rimarrà è la buccia della stella sotto forma di una piccola nana bianca.
Nano nero
Il concetto di artista di un nano marrone scuro, che ricorda le nane nere che si prevede formeranno in futuro. (NASA / JPL-Caltech) Anche i nani bianchi non dureranno per sempre, però. Quando un nano bianco esaurisce la propria scorta di carbonio, ossigeno ed elettroni a flusso libero, si brucerà lentamente, trasformandosi in un nano nero. Questi oggetti teorizzati fatti di materia degenerata di elettroni producono poca o nessuna luce propria - una vera morte della stella.
Questo futuro è il destino di stelle come il sole, anche se ci vogliono miliardi di anni prima che una stella inizi anche il processo di trasformazione in una nana nera. Verso la fine della vita del sole come stella della sequenza principale (che è circa 10 miliardi di anni in totale, e il sole ha 4, 6 miliardi di anni ora), si espanderà verso l'esterno come un gigante rosso, potenzialmente fino all'orbita di Venere . Rimarrà tale per un altro miliardo di anni prima di diventare una nana bianca. La NASA stima che il sole rimarrà un nano bianco per circa 10 miliardi di anni. Tuttavia, altre stime suggeriscono che le stelle possono rimanere in questa fase per 10 15 o un quadrilione di anni. Ad ogni modo, il tempo necessario per raggiungere questo stadio è più lungo dell'era attuale dell'universo, quindi nessuno di questi oggetti esotici esiste ancora.
Alla fine della vita di un nano nero, la stella di una volta sperimenterà il decadimento del protone e infine evaporerà in una forma esotica di idrogeno. Due nani bianchi scoperti nel 2012 hanno poco più di 11 miliardi di anni, il che significa che potrebbero essere sulla buona strada per la trasformazione del nano nero. Tuttavia, qualsiasi numero di cose potrebbe rallentare il processo, quindi dovremo solo tenerli d'occhio per i prossimi miliardi di anni per vedere come progrediscono.
Stella congelata
Il concetto di artista di una magnetar o una stella di neutroni altamente magnetica, che assomiglia un po 'a una stella congelata. (NASA Goddard Space Flight Center) Un giorno, quando l'universo inizia a esaurire i materiali per scorrere, avendo fuso la maggior parte degli elementi più leggeri in elementi più pesanti, potrebbero esserci stelle che bruciano solo calde come il punto di congelamento dell'acqua. Le cosiddette "stelle congelate" si agiterebbero a soli 273 gradi Kelvin (circa 0 gradi Celsius), piene di vari elementi pesanti a causa della scarsità di idrogeno ed elio nel cosmo.
Secondo i ricercatori che hanno concettualizzato tali oggetti, Fred Adams e Gregory Laughlin, le stelle congelate non si formeranno per trilioni e trilioni di anni. Alcune di queste stelle possono provenire da collisioni tra oggetti sub-stellari chiamati nani bruni, che sono più grandi dei pianeti ma troppo piccoli per incendiarsi in stelle. Le stelle congelate, nonostante le loro basse temperature, teoricamente avrebbero abbastanza massa per sostenere una fusione nucleare limitata ma non abbastanza per brillare di gran parte della loro stessa luce. Le loro atmosfere possono essere inquinate da nuvole di ghiaccio, con un nucleo debole che irradia una piccola quantità di energia. Se si formano come teorizzato, assomiglierebbero molto più ai nani bruni che alle vere stelle.
In questo lontano futuro, le stelle più grandi intorno saranno solo 30 volte la massa del sole, rispetto alle stelle conosciute oggi che sono più di 300 volte la massa del sole. Si prevede che le stelle saranno in media molto più piccole durante questo periodo, molte delle quali fino a 40 volte la massa di Giove, a malapena a sobbollire l'idrogeno in elio sotto la superficie. In questo futuro freddo e lontano, dopo che l'universo smetterà di formare stelle, i grandi oggetti rimasti saranno principalmente nane bianche, nane marroni, stelle di neutroni e buchi neri, secondo Adams e Laughlin.
Stella di ferro
Il concetto di artista di un corpo celeste fuso, forse simile a come appariranno le stelle di ferro tra trilioni di anni. (Iuliia Bycheva / Alamy Stock Photo) Se l'universo si espande perpetuamente verso l'esterno, come sta attualmente facendo, piuttosto che alla fine collassare verso l'interno - e gli scienziati non sono sicuri di ciò che farà - allora alla fine sperimenterà una sorta di "morte termica" in cui gli atomi stessi iniziano a sfaldarsi . Verso la fine di questo periodo, possono formarsi alcuni oggetti sorprendentemente insoliti. Uno dei più insoliti potrebbe essere la stella di ferro.
Mentre le stelle attraverso il cosmo fondono continuamente elementi luminosi in elementi più pesanti, alla fine ci sarà una straordinaria quantità di isotopi di ferro, un elemento stabile e di lunga durata. Il tunneling quantistico esotico sfonderà il ferro a livello subatomico. Questo processo, alla fine, darà origine a stelle di ferro, oggetti giganti che la massa di stelle ha fatto quasi interamente con il ferro. Un tale oggetto è possibile solo se un protone non decade, il che è un'altra domanda a cui gli umani non sono stati in vita abbastanza a lungo per rispondere.
Nessuno sa quanto durerà l'universo e la nostra specie quasi sicuramente non sarà presente per assistere agli ultimi giorni del cosmo. Ma se potessimo vivere e osservare il cielo per altri trilioni di anni, assisteremmo sicuramente a un cambiamento notevole.
