Le stelle di oggi nel nostro spazio non sono l'unico tipo possibile di stelle. In molti miliardi e persino trilioni di anni, nuovi strani oggetti potrebbero apparire quando le nostre attuali stelle invecchiano e iniziano a trasformarsi in corpi celesti completamente diversi. La rivista Smithsonian parla di quattro tipi di stelle che potrebbero sorgere in futuro.
Nella fase iniziale della sua esistenza, l'universo era pieno di oggetti strani e misteriosi. Poco dopo il Big Bang, enormi nuvole di materia potrebbero formare direttamente buchi neri, senza unirsi in stelle come vediamo oggi. Le pseudo galassie illuminavano mari di idrogeno neutro, rendendo l'universo trasparente, rilasciando fotoni dove prima c'era solo oscurità. E stelle di breve durata derivate solo dall'idrogeno e dall'elio apparvero e scomparvero come scintille nella notte.
Più di 13 miliardi di anni dopo, la materia dell'Universo ha formato numerosi tipi di stelle di diverse dimensioni, gradi di luminosità e durata. Ma le stelle nel nostro cosmo oggi non sono l'unico tipo di stelle che può esistere. In un lontano futuro, dopo molti miliardi e persino trilioni di anni, strani oggetti potrebbero apparire quando le nostre attuali stelle invecchiano e iniziano a trasformarsi in corpi celesti completamente diversi. Alcuni di questi oggetti potrebbero persino essere i precursori della morte termica dell'Universo, dopo di che arriverà l'ignoto.
Presentiamo quattro tipi di stelle che possono esistere in futuro, ovviamente se l'Universo vivrà fino al giorno in cui potrà dar loro vita.
Nana blu
Le nane rosse sono considerate il tipo di stella più comune nell'universo. Sono di piccole dimensioni, a volte non superano il volume dei pianeti giganti gassosi. Hanno anche una massa bassa e una temperatura bassa (per una stella). Le nane più piccole sono solo 80 volte la massa di Giove, mentre il Sole, che è un tipo G (nana gialla), è circa mille volte la massa di Giove.
Ma queste stelle piuttosto piccole e cool hanno qualcosa di speciale in loro. Gli astronomi ritengono che le nane rosse possano durare per trilioni di anni bruciando lentamente idrogeno e trasformandolo in elio. Ciò significa che alcune nane rosse vivono quasi quanto l'universo. La stella, che ha una massa del 10% della massa del Sole, può vivere per quasi sei trilioni di anni e le stelle più piccole come TRAPPIST-1 possono sopravvivere il doppio del tempo, come riportato in un documento pubblicato nel 2005. L'universo ha solo circa 13,8 miliardi di anni, e quindi le nane rosse hanno vissuto meno dell'1% della loro vita.
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Al contrario, al Sole restano solo cinque miliardi di anni, dopodiché finirà il combustibile a idrogeno e inizierà a convertire l'elio in carbonio. Questi cambiamenti causeranno una nuova fase nell'evoluzione del Sole, che prima aumenterà, diventando una gigante rossa, per poi raffreddarsi e ridursi alle dimensioni di una nana bianca. Questo è il tipo di cadavere di una stella ricco di elettroni che vediamo in tutta la galassia.
Tra trilioni di anni, anche le nane rosse inizieranno a distruggere le loro ultime riserve di idrogeno. Le piccole stelle fredde saranno molto calde per un po ', emettendo luce blu. Invece di espandersi come il Sole, la nana rossa collassa in una fase successiva della sua esistenza, cioè collassa verso l'interno. A poco a poco, quando la fase della nana blu finisce, solo il guscio stellare rimarrà sotto forma di una piccola nana bianca.
Nana nera
Ma anche le nane bianche non possono durare per sempre. Quando una nana bianca esaurisce il carbonio, l'ossigeno e gli elettroni liberi, brucia lentamente, trasformandosi in una nana nera. Questi oggetti teoricamente previsti sono composti da materia degenerata. Emettono poca o nessuna luce. In questa fase, la star muore sul serio.
Questo è il destino di stelle come il Sole, anche se passeranno miliardi di anni prima che la stella inizi il processo per diventare una nana nera. Entro la fine della vita del Sole come stella della sequenza principale (la sua durata è di circa 10 miliardi di anni, e ora il Sole ha 4,8 miliardi di anni), aumenterà, possibilmente fino all'orbita di Venere, e diventerà una gigante rossa. Conserverà queste dimensioni per un miliardo di anni, dopodiché diventerà una nana bianca. La NASA stima che il Sole rimarrà in uno stato di nana bianca per circa 10 miliardi di anni. Ma ci sono altre stime che indicano che le stelle potrebbero trovarsi in questa fase per un quadrilione di anni. Ad ogni modo, questo è più dell'età attuale dell'universo, e quindi nessuno di questi oggetti esotici esiste ancora.
Alla fine della vita di una nana nera, si verifica il decadimento radioattivo del protone, che gradualmente evapora, trasformandosi in una forma esotica di idrogeno. Scoperte nel 2012, le due nane bianche hanno più di 11 miliardi di anni, il che significa che sono vicine a diventare nane nere. Tuttavia, questo processo può essere rallentato da una varietà di fattori, quindi è meglio per noi osservarli per diversi miliardi di anni per capire come si evolvono.
Stella congelata
Un giorno l'universo inizierà a esaurire la materia utilizzabile, perché la maggior parte degli elementi più leggeri si trasformerà in elementi più pesanti. Quindi appariranno stelle congelate, che si riscaldano solo fino al punto di congelamento dell'acqua. Esisteranno a una temperatura di 273 gradi Kelvin (circa zero gradi Celsius), pieni di vari elementi pesanti a causa della mancanza di idrogeno ed elio nello spazio.
Secondo gli scienziati Fred Adams e Gregory Laughlin, prevedendo l'emergere di tali oggetti, le stelle congelate non si formeranno in molti trilioni di anni. Alcune di queste stelle emergeranno dalle collisioni di oggetti chiamati nane brune, che sono più grandi dei pianeti ma troppo piccoli per accendersi e diventare stelle. Le stelle congelate, nonostante le loro basse temperature, hanno teoricamente una massa sufficiente per una fusione nucleare limitata, ma non una massa sufficiente per emettere la propria luce in grandi quantità. La loro atmosfera sarà inquinata da nuvole ghiacciate con un nucleo debole che emette poca energia. Se le previsioni degli scienziati sono corrette, sembreranno più nane brune che stelle reali.
In questo lontano futuro, le stelle più grandi nella loro massa saranno solo 30 volte più grandi del Sole, mentre le stelle conosciute oggi sono più di 300 volte la massa della nostra stella. Secondo questa teoria, in quel momento le stelle saranno, in media, molto più piccole, circa 40 volte la massa di Giove. Sotto la superficie avranno grandi difficoltà a convertire l'idrogeno in elio. Secondo Adams e Laughlin, in questo futuro freddo e lontano, quando l'universo smetterà completamente di creare stelle, solo le nane bianche, le nane brune, le stelle di neutroni ei buchi neri rimarranno dei grandi oggetti.
Stella di ferro
Se l'Universo è in continua espansione, come sta accadendo attualmente, e non collassa verso l'interno (gli scienziati non sono sicuri di come agirà), nel tempo dovrà affrontare una sorta di "morte termica" quando gli atomi stessi iniziano a disperdersi. Alla fine di questo periodo, possono formarsi oggetti molto insoliti. L'oggetto più insolito di questo tipo sarebbe una stella di ferro.
Le stelle nello spazio esterno combinano costantemente elementi più leggeri in quelli più pesanti e, nel tempo, apparirà un'incredibile quantità di isotopi di ferro. È un elemento stabile e durevole. Il tunneling quantistico esotico esploderà attraverso il ferro a livello subatomico. Nel tempo, questo processo creerà stelle di ferro: gigantesche masse stellari costituite quasi interamente da ferro. Ma un oggetto del genere può sorgere solo se non c'è decadimento dei protoni, e questa è una grande domanda a cui l'umanità non ha risposta, perché ha vissuto troppo poco.
Nessuno sa quanto durerà l'universo, ed è improbabile che la razza umana vivrà per vedere la fine del cosmo. Ma se potessimo vivere più a lungo e osservare il cielo per diversi trilioni di anni, assisteremmo sicuramente a cambiamenti sorprendenti.
John Wenz
