El Universo podría terminar con supernovas de estrellas Enanas Negras


Una serie de supernovas de estrellas 'enanas negras' serán los últimos eventos astrofísicos que ocurrirán en el Universo antes de la llamada muerte térmica, en un futuro muy lejano cuando el Universo este poblado solo por agujeros negros y enanas blancas 'congeladas', según un documento científico de Matt Caplan, físico teórico de la Universidad Estatal de Illinois.

"Será un lugar un poco triste, solitario y frío. Nadie estará cerca para presenciar esta larga despedida en un futuro lejano. La mayoría cree que todo estará oscuro cuando el Universo llegue a su fin", dijo el Dr. Caplan.

"Acentuando la oscuridad, podría haber fuegos artificiales silenciosos: explosiones de los restos de estrellas que se suponía que nunca explotarían".

En el Universo actual, la dramática muerte de estrellas masivas en explosiones de supernovas se produce cuando las reacciones nucleares internas producen hierro en el núcleo estelar.

El hierro no puede ser quemado por las estrellas, se acumula como un veneno, provocando el colapso de la estrella, creando una supernova en el proceso.

Pero las estrellas más pequeñas tienden a morir con un poco más de dignidad, encogiéndose y convirtiéndose en enanas blancas al final de sus vidas.

"Las estrellas de menos de 10 veces la masa del Sol no tienen la gravedad o la densidad necesaria para producir hierro en sus núcleos, como si sucede con las estrellas masivas, por lo que no pueden explotar en una supernova en este momento", dijo el Dr. Caplan.

"A medida que las enanas blancas se enfríen durante los próximos billones de años, se volverán más tenues, eventualmente se congelarán y se convertirán en estrellas 'enanas negras' que no brillan más".

Al igual que las enanas blancas de hoy, estas enanas negras estarán compuestas principalmente de elementos ligeros como el carbono y el oxígeno, y tendrán el tamaño de la Tierra, pero contendrán aproximadamente tanta masa como el Sol, con su interior comprimido a densidades millones de veces mayores que cualquier otra cosa en la Tierra.

Pero el hecho de que estén frías no significa que las reacciones nucleares se van a detener.

"Las estrellas brillan debido a la fusión termonuclear; son lo suficientemente calientes como para aplastar pequeños núcleos y formar núcleos más grandes, lo que libera energía", dijo el Dr. Caplan.

"Las enanas blancas son cenizas, están 'quemadas', pero las reacciones de fusión aún pueden ocurrir debido al efecto túnel, solo que mucho más lento".

"La fusión ocurre, incluso a temperatura cero, simplemente lleva mucho tiempo. Esta es la clave para convertir a las enanas negras en hierro y desencadenar una supernova".

El estudio
En su documento científico, el Dr. Caplan calcula cuánto tardan estas reacciones nucleares en producir hierro y cuánto hierro necesitan las enanas negras de diferentes tamaños para explotar.

Él llama a estas explosiones teóricas "supernovas enanas negras", y calcula que la primera ocurrirá en unos 10 ^1100 años.

"En años, es como decir la palabra 'billón' casi cien veces. Si lo escribiera, ocuparía la mayor parte de una página. Es algo increíblemente lejano en el futuro", dijo el Dr. Caplan.

"Por supuesto, no todas las enanas negras explotarán. Solo las enanas negras más masivas, alrededor de 1,2 a 1,4 veces la masa del Sol, estallarán".

Aún así, eso significa que hasta el 1% de todas las estrellas que existen hoy, alrededor de mil millones de billones de estrellas, podrían morir de esta manera. En cuanto al resto, seguirán siendo enanas negras.

"Incluso con reacciones nucleares muy lentas, nuestro Sol no tiene suficiente masa para explotar en una supernova, incluso en un futuro lejano. Podrías convertir todo el Sol en hierro, y aún así no explotaría", dijo el Dr. Caplan.

Caplan calcula que las enanas negras más masivas explotarán primero, seguidas de estrellas progresivamente menos masivas, hasta que no queden más para estallar después de unos 10 ^32000 años.

En ese momento, el Universo estará totalmente muerto y en silencio absoluto.

"Es difícil imaginar algo que venga después de eso, las supernovas enanas negras podrían ser lo último interesante que suceda en el Universo. Podrían ser la última supernova de la historia", dijo el Dr. Caplan.

Para cuando exploten las primeras enanas negras, el Universo ya será un lugar irreconocible.

Las galaxias se habrán dispersado, los agujeros negros se habrán evaporado, y la expansión del Universo habrá separado tanto a todos los objetos restantes que ninguno verá explotar a ninguno de los otros.

"Ni siquiera será físicamente posible que la luz viaje muy lejos", dijo el Dr. Caplan.

"Tal vez intentemos simular alguna supernova enana negra. Si no podemos verlas en el cielo, al menos podemos verlas en una computadora".

Referencia del documento científico:
M.E. Caplan. Black Dwarf Supernova in the Far Future. MNRAS, published online August 7, 2020; doi: 10.1093/mnras/staa2262

Publicar un comentario

0 Comentarios