O conceito artístico de uma anã marrom escura, que pode se assemelhar às anãs negras previstas para se formar no futuro. Crédito:NASA / JPL-Caltech
O fim do universo como o conhecemos não virá com estrondo. A maioria das estrelas desaparecerá lentamente à medida que suas temperaturas chegarem a zero.
"Vai ser um pouco triste, sozinho, Lugar frio, "disse o físico teórico Matt Caplan, que acrescentou que ninguém estará por perto para testemunhar esta longa despedida acontecendo em um futuro distante. A maioria acredita que tudo ficará escuro quando o universo chegar ao fim. "É conhecido como 'morte por calor, 'onde o universo será principalmente buracos negros e estrelas queimadas, "disse Caplan, que imaginou uma imagem ligeiramente diferente quando calculou como algumas dessas estrelas mortas podem mudar ao longo das eras.
Pontuando a escuridão pode haver fogos de artifício silenciosos - explosões dos restos de estrelas que nunca deveriam explodir. Novo trabalho teórico de Caplan, um professor assistente de física na Illinois State University, descobre que muitas anãs brancas podem explodir em supernovas em um futuro distante, muito depois de tudo o mais no universo ter morrido e ficado quieto.
No universo agora, a morte dramática de estrelas massivas em explosões de supernova ocorre quando reações nucleares internas produzem ferro no núcleo. O ferro não pode ser queimado pelas estrelas - ele se acumula como um veneno, desencadeando o colapso da estrela criando uma supernova. Mas estrelas menores tendem a morrer com um pouco mais de dignidade, encolhendo e se tornando anãs brancas no fim de suas vidas.
"Estrelas com menos de cerca de 10 vezes a massa do Sol não têm gravidade ou densidade para produzir ferro em seus núcleos como as estrelas massivas, então eles não podem explodir em uma supernova agora, "disse Caplan." À medida que as anãs brancas esfriam nos próximos trilhões de anos, eles vão ficar mais escuros, eventualmente congela sólido, e se tornarem estrelas 'anãs negras' que não brilham mais. "Como as anãs brancas de hoje, eles serão feitos principalmente de elementos leves como carbono e oxigênio e terão o tamanho da Terra, mas conterão quase a mesma massa do sol, suas entranhas comprimidas a densidades milhões de vezes maiores do que qualquer coisa na terra.
Mas só porque eles estão frios não significa que as reações nucleares parem. "As estrelas brilham por causa da fusão termonuclear - elas são quentes o suficiente para esmagar pequenos núcleos para formar núcleos maiores, que libera energia. Anãs brancas são cinzas, eles estão queimados, mas as reações de fusão ainda podem acontecer por causa do tunelamento quântico, apenas muito mais lento, Caplan disse. "A fusão acontece, mesmo em temperatura zero, só leva muito tempo. "Ele observou que esta é a chave para transformar anãs negras em ferro e desencadear uma supernova.
O novo trabalho de Caplan, aceito para publicação por Avisos mensais da Royal Astronomical Society , calcula quanto tempo essas reações nucleares levam para produzir ferro, e quanto ferro anãs negras de tamanhos diferentes precisam explodir. Ele chama suas explosões teóricas de "supernova anã negra" e calcula que a primeira ocorrerá em cerca de 10 a 1100 anos. "Em anos, é como dizer a palavra 'trilhão' quase cem vezes. Se você escreveu, ocuparia quase uma página. É assustadoramente longe no futuro. "
Claro, nem todas as anãs negras explodirão. "Apenas as anãs negras mais massivas, cerca de 1,2 a 1,4 vezes a massa do sol, vai explodir. "Ainda assim, isso significa até 1 por cento de todas as estrelas que existem hoje, cerca de um bilhão de trilhões de estrelas, pode esperar morrer desta forma. Quanto ao resto, eles permanecerão anãs negras. "Mesmo com reações nucleares muito lentas, nosso sol ainda não tem massa suficiente para explodir em uma supernova, mesmo em um futuro distante. Você poderia transformar todo o sol em ferro e ele ainda não estouraria. "
Caplan calcula que as anãs negras mais massivas explodirão primeiro, seguido por estrelas progressivamente menos massivas, até que não haja mais nada para explodir depois de cerca de 10 32000 anos. Nesse ponto, o universo pode realmente estar morto e silencioso. "É difícil imaginar algo vindo depois disso, supernova anã negra pode ser a última coisa interessante a acontecer no universo. Elas podem ser a última supernova de todos os tempos. "Quando as primeiras anãs negras explodiram, o universo já estará irreconhecível. "As galáxias terão se dispersado, buracos negros terão evaporado, e a expansão do universo terá puxado todos os objetos remanescentes tão distantes que nenhum jamais verá qualquer um dos outros explodir. Nem mesmo será fisicamente possível para a luz viajar tão longe. "
Mesmo que ele nunca veja um, Caplan permanece despreocupado. "Eu me tornei um físico por um motivo. Eu queria pensar sobre as grandes questões - por que o universo está aqui, e como isso vai acabar? "Quando questionado sobre a grande questão que vem a seguir, Caplan diz, "Talvez tentemos simular alguma supernova anã negra. Se não podemos vê-los no céu, pelo menos podemos vê-los em um computador."