Det tidlige universet var fylt med rare og mystiske gjenstander. Rett etter Big Bang kan store materialskyer ha dannet sorte hull direkte, uten først å sammenkoble seg til stjerner slik vi ser i dag. Pseudogalakser opplyste et hav av nøytralt hydrogen for å gjøre universet gjennomsiktig, og frigjorde fotoner der før det ikke var annet enn mørke. Og kortreiste stjerner laget av ikke annet enn hydrogen og helium kan ha blinket inn og ut av eksistensen som gnister i løpet av natten.
Mer enn 13 milliarder år senere har universets materie funnet seg til rette i mange typer stjerner av ulik størrelse, lysstyrke og livsspenn. Men stjernene i dagens kosmos er ikke de eneste stjernetypene som noen gang vil eksistere. I den fjerne fremtiden, mange milliarder eller til og med billioner av år fra nå, kan rare objekter oppstå som avanserte stadier av våre nåværende stjerner omdannes til helt nye himmelobjekter. Noen av disse gjenstandene kan til og med tjene som harbingers for universets hetedød, hvoretter det er umulig å vite.
Her er fire stjerner som kan eksistere en dag - hvis universet overlever lenge nok til å føde dem.
Blå dverg
Et bilde av solen tatt med Extreme Ultraviolet Imager ombord STEREO-A, som samler bilder i flere bølgelengder av lys som er usynlige for det menneskelige øyet, fargelagt i blått. (NASA / STEREO) Røde dvergstjerner, også kalt M-dverger, antas å være den vanligste stjernetypen i universet. De er små - noen ganger ikke mer voluminøse enn en gassgigantisk planet - og lave i masse og temperatur (for en stjerne). De minste har bare rundt 80 ganger massen til Jupiter, mens solen, en stjerne i G-typen i hovedsekvensen, er omtrent 1000 ganger massen til Jupiter.
Disse relativt små og kalde stjernene har imidlertid noe annet å gjøre for dem. Astronomer tror røde dverger kan vare i billioner av år, langsomt tømme hydrogen til helium, noe som betyr at noen røde dverger har eksistert i nesten hele universets tidsalder. En stjerne med ti prosent solmasse kan leve i nesten seks billioner år, mens de minste stjernene, som TRAPPIST-1, kan leve dobbelt så lenge, ifølge et papir fra 2005. Universet er bare rundt 13, 8 milliarder år gammelt, så røde dverger er ikke engang en prosent gjennom levetiden.
Derimot har solen bare fem milliarder år før den brenner gjennom alt hydrogenbrennstoffet sitt og begynner å smelte helium til karbon. Denne endringen vil utløse den neste fasen av solens evolusjon, først utvide seg til en rød gigant og deretter avkjøle og trekke seg sammen til en hvit dverg - en elektronrik type stjernekropp som vi ser over galaksen.
I billioner av år vil røde dverger også begynne å slukke de siste bitene av hydrogenreservene sine. De kule små stjernene vil bli ekstra varme for en tid og stråler blått. I stedet for å utvide seg utover som solen, er det forventet at en rød dverg i sent stadium faller innover. Etter hvert, når den blå dvergfasen er over, er alt som gjenstår bare stjernens skall i form av en liten hvit dverg.
Svart dverg
Et kunstners konsept av en mørk brun dverg, som gjør at de ligner de svarte dvergene som er spådd å danne i fremtiden. (NASA / JPL-Caltech) Selv hvite dverger vil ikke vare evig. Når en hvit dverg tømmer sin egen tilførsel av karbon, oksygen og frittflytende elektroner, vil den sakte brenne ut og forvandle seg til en svart dverg. Disse teoretiserte objektene laget av elektronisk degenerert materie produserer lite, om noen, sitt eget lys - stjernens sanne død.
Denne fremtiden er skjebnen til stjerner som solen - selv om det tar milliarder av år for en stjerne til og med begynner prosessen med å bli en svart dverg. Mot slutten av solens liv som en hovedsekvensstjerne (som er omtrent 10 milliarder år totalt, og solen er 4, 6 milliarder år gammel nå), vil den utvide seg utover som en rød gigant, potensielt så langt som til bane til Venus . Det vil forbli slik i ytterligere en milliard år før det blir en hvit dverg. NASA anslår at solen vil forbli en hvit dverg i rundt 10 milliarder år. Imidlertid antyder andre estimater at stjerner kan holde seg i denne fasen i 10 15 år, eller en firedobling, år. Uansett er tiden som kreves for å nå dette stadiet lenger enn universets nåværende tidsalder, så ingen av disse eksotiske objektene eksisterer - ennå.
Når slutten av en svart dvergs liv er slutt, vil den tidlige stjernen oppleve protonforfall og til slutt fordampe til en eksotisk form for hydrogen. To hvite dverger oppdaget i 2012 er litt over 11 milliarder år gamle - noe som betyr at de kan være på vei mot transformasjon av svart dverg. Imidlertid kan et hvilket som helst antall tregere prosessen, så vi må bare følge med på dem i løpet av de neste milliarder årene for å se hvordan de går fremover.
Frozen Star
En kunstners konsept om en magnetar, eller en sterkt magnetisk nøytronstjerne, som ligner litt på en frossen stjerne. (NASA Goddard Space Flight Center) En dag, når universet begynner å gå tom for materialer for å sykle, etter å ha smeltet sammen de fleste lettere elementer til tyngre, kan det være stjerner som bare brenner like varmt som frysepunktet for vann. Såkalte "frosne stjerner" ville kverne ved bare 273 grader Kelvin (ca. 0 grader Celsius), fylt med forskjellige tunge elementer på grunn av en knapphet på hydrogen og helium i kosmos.
I følge forskerne som konseptualiserte slike objekter, Fred Adams og Gregory Laughlin, vil frosne stjerner ikke danne seg for billioner på billioner av år. Noen av disse stjernene kan komme fra kollisjoner mellom understjernerobjekter som kalles brune dverger, som er større enn planeter, men for små til å antenne til stjerner. Frosne stjerner, til tross for deres lave temperaturer, ville teoretisk ha nok masse til å opprettholde begrenset kjernefusjon, men ikke nok til å skinne av mye av sitt eget lys. Atmosfærene deres kan være forurenset av isskyer, med en svak kjerne som utstråler en liten mengde energi. Hvis de dannes som teoretiserte, ville de se mye mer ut som brune dverger enn ekte stjerner.
I denne fjerne fremtid vil de største stjernene rundt bare være 30 ganger solens masse, sammenlignet med kjente stjerner i dag som er mer enn 300 ganger solens masse. Det er spådd at stjerner i gjennomsnitt vil være mye mindre i løpet av denne tiden - mange så små som 40 ganger massen av Jupiter, og knapt simre hydrogen til helium under overflaten. I denne kalde og fjerne fremtiden, etter at universet slutter å danne stjerner i det hele tatt, vil de store gjenstandene som er igjen primært være hvite dverger, brune dverger, nøytronstjerner og sorte hull, ifølge Adams og Laughlin.
Iron Star
Et kunstners konsept om en smeltet himmellegeme, som kanskje ligner hvordan jernstjerner vil se ut i billioner av år. (Iuliia Bycheva / Alamy arkivfoto) Hvis universet evig ekspanderer utover, slik det gjør for øyeblikket, i stedet for til slutt å kollapse innover - og forskere er ikke sikre på hva det vil gjøre - vil det til slutt oppleve en slags "hetedød" der atomer selv begynner å falle fra hverandre . Mot slutten av denne tiden kan det oppstå noen påfallende uvanlige gjenstander. En av de mest uvanlige kan være jernstjernen.
Når stjerner over hele kosmos kontinuerlig smelter sammen lette elementer til tyngre, vil det til slutt være en ekstraordinær mengde jernisotoper - et stabilt, langvarig element. Eksotisk kvantetunneling vil bryte gjennom jernet på et subatomisk nivå. Denne prosessen vil til slutt gi opphav til jernstjerner - gigantiske gjenstander som massen av stjerner ennå er laget nesten helt av jern. Et slikt objekt er imidlertid bare mulig hvis et proton ikke forfaller, noe som er et annet spørsmål som mennesker ikke har vært i live lenge nok til å svare på.
Ingen vet hvor lenge universet vil vare, og artene våre vil nesten ikke være i nærheten for å være vitne til de siste dagene av kosmos. Men hvis vi kunne leve og observere himmelen i billioner av år til, ville vi absolutt vært vitne til noen bemerkelsesverdige forandringer.
