De sterren van vandaag in onze ruimte zijn niet het enige mogelijke type sterren. Na vele miljarden en zelfs triljoenen jaren kunnen nieuwe vreemde objecten verschijnen wanneer onze huidige sterren verouderen en in totaal verschillende hemellichamen beginnen te veranderen. Het tijdschrift Smithsonian spreekt over vier soorten sterren die in de toekomst kunnen ontstaan.
In de beginfase van zijn bestaan was het universum gevuld met vreemde en mysterieuze objecten. Kort na de oerknal konden enorme wolken van materie direct zwarte gaten vormen, zonder samen te smelten tot sterren zoals we vandaag zien. Pseudostelsels verlichtten zeeën van neutraal waterstof, waardoor het universum transparant werd en fotonen vrijkwamen waar voorheen alleen duisternis was. En kortlevende sterren van slechts één waterstof en helium verschenen en verdwenen toen als vonken in de nacht.
Meer dan 13 miljard jaar later heeft de materie van het heelal talloze soorten sterren gevormd met verschillende afmetingen, helderheidsgraden en levensverwachting. Maar de sterren in onze kosmos zijn niet het enige type sterren dat kan bestaan. In de verre toekomst, na vele miljarden en zelfs triljoenen jaren, kunnen er vreemde objecten verschijnen wanneer onze huidige sterren ouder worden en in totaal verschillende hemellichamen beginnen te veranderen. Sommige van deze objecten kunnen zelfs de voorbode zijn van de thermische dood van het heelal, waarna het onbekende zal komen.
We presenteren vier soorten sterren die in de toekomst kunnen bestaan - natuurlijk, als het universum leeft tot de dag dat het hen leven kan geven.
Blauwe dwerg
Rode dwergsterren worden beschouwd als het meest voorkomende type ster in het universum. Ze zijn klein van formaat, soms niet groter dan het volume van gasreuzenplaneten. Ze hebben ook een lage massa en een lage (voor een ster) temperatuur. De kleinste dwergen hebben slechts 80 keer de massa van Jupiter, terwijl de G-type zon (gele dwerg) ongeveer duizend keer de massa van Jupiter is.
Maar deze nogal kleine en coole sterren hebben iets speciaals. Astronomen geloven dat rode dwergen biljoenen jaren meegaan door waterstof langzaam te verbranden en in helium te veranderen. Dit betekent dat sommige rode dwergen bijna net zo lang leven als het heelal. De ster, die een massa heeft van 10% van de massa van de zon, kan bijna zes biljoen jaar leven, en de kleinste sterren zoals TRAPPIST-1 kunnen twee keer zo lang overleven, zoals gerapporteerd in een artikel dat in 2005 werd gepubliceerd. Het universum is slechts ongeveer 13,8 miljard jaar oud, dus rode dwergen hebben minder dan een procent van hun leven geleefd.
Promotie video:
Daarentegen heeft de zon nog maar vijf miljard jaar te gaan, waarna ze zonder waterstofbrandstof komt te zitten en helium in koolstof gaat omzetten. Deze veranderingen zullen een nieuwe fase in de evolutie van de zon in gang zetten, die eerst zal toenemen tot een rode reus, en dan zal afkoelen en krimpen tot de grootte van een witte dwerg. Dit is het elektronenrijke lijk van een ster dat we overal in de melkweg zien.
Over triljoenen jaren zullen rode dwergen ook hun laatste waterstofreserves beginnen te vernietigen. Koele kleine sterren zullen een tijdje erg heet zijn en blauw licht uitstralen. In plaats van uit te breiden zoals de zon, stort de rode dwerg in een later stadium van zijn bestaan in, dat wil zeggen naar binnen. Geleidelijk aan, wanneer de blauwe dwergfase eindigt, blijft alleen de stellaire schaal in de vorm van een kleine witte dwerg.
Zwarte dwerg
Maar zelfs witte dwergen kunnen niet eeuwig blijven bestaan. Wanneer een witte dwerg geen koolstof, zuurstof en vrije elektronen meer heeft, brandt hij langzaam uit en verandert hij in een zwarte dwerg. Deze theoretisch voorspelde objecten zijn samengesteld uit gedegenereerde materie. Ze geven weinig of geen licht af. In dit stadium sterft de ster echt.
Dat is het lot van sterren als de zon, hoewel er miljarden jaren zullen verstrijken voordat de ster het proces begint om een zwarte dwerg te worden. Tegen het einde van de levensduur van de zon als hoofdreeksster (de duur is ongeveer 10 miljard jaar, en nu is de zon 4,8 miljard jaar oud), zal hij toenemen, mogelijk tot de baan van Venus, en een rode reus worden. Het zal deze grootte een miljard jaar behouden, waarna het een witte dwerg wordt. NASA schat dat de zon ongeveer 10 miljard jaar in een witte dwergstaat verkeert. Maar er zijn andere schattingen die aangeven dat sterren zich misschien wel een biljard jaar in deze fase bevinden. Hoe dan ook, dit is meer dan de huidige leeftijd van het universum, en daarom bestaat er nog geen van deze exotische objecten.
Aan het einde van het leven van een zwarte dwerg vindt protonenradioactief verval plaats en geleidelijk verdampt het en verandert het in een exotische vorm van waterstof. De twee witte dwergen, ontdekt in 2012, zijn meer dan 11 miljard jaar oud, wat betekent dat ze bijna zwarte dwergen worden. Dit proces kan echter door verschillende factoren worden vertraagd, en daarom is het beter voor ons om ze enkele miljarden jaren te observeren om te begrijpen hoe ze evolueren.
Bevroren ster
Op een dag zal het universum zonder bruikbare materie beginnen te raken, omdat de meeste lichtere elementen in zwaardere zullen veranderen. Dan verschijnen er bevroren sterren, die alleen opwarmen tot het vriespunt van water. Ze zullen bestaan bij een temperatuur van 273 graden Kelvin (ongeveer nul graden Celsius), gevuld met verschillende zware elementen vanwege het gebrek aan waterstof en helium in de ruimte.
Volgens wetenschappers Fred Adams en Gregory Laughlin, die de opkomst van dergelijke objecten voorspellen, zullen er in vele triljoenen jaren geen bevroren sterren ontstaan. Sommige van deze sterren zullen tevoorschijn komen door botsingen van objecten die bruine dwergen worden genoemd en die groter zijn dan planeten, maar te klein om te ontbranden en sterren te worden. Bevroren sterren hebben, ondanks hun lage temperaturen, theoretisch genoeg massa voor beperkte kernfusie, maar niet genoeg massa om hun eigen licht in grote hoeveelheden uit te stralen. Hun atmosfeer zal worden vervuild door ijskoude wolken met een zwakke kern die weinig energie uitstraalt. Als de voorspellingen van wetenschappers kloppen, zullen ze meer op bruine dwergen lijken dan op echte sterren.
In deze verre toekomst zullen de grootste sterren in termen van hun massa slechts 30 keer groter zijn dan de zon, terwijl de sterren die we vandaag kennen meer dan 300 keer de massa van onze ster hebben. Volgens deze theorie zullen de sterren op dat moment gemiddeld veel kleiner zijn, ongeveer 40 keer de massa van Jupiter. Onder de oppervlakte zullen ze grote moeite hebben om waterstof om te zetten in helium. In deze koude en verre toekomst zullen volgens Adams en Laughlin, wanneer het universum volledig stopt met het creëren van sterren, alleen witte dwergen, bruine dwergen, neutronensterren en zwarte gaten overblijven van grote objecten.
IJzeren ster
Als het heelal constant uitdijt, zoals het momenteel gebeurt, en niet naar binnen instort (wetenschappers weten niet zeker hoe het zal werken), dan wordt het na verloop van tijd geconfronteerd met een soort "warmtedood" wanneer de atomen zelf beginnen te verspreiden. Tegen het einde van deze periode kunnen zich zeer ongebruikelijke objecten vormen. Het meest ongewone object van deze soort zou een ijzeren ster zijn.
Sterren in de ruimte combineren constant lichtere elementen tot zwaardere, en na verloop van tijd zullen er ongelooflijk veel ijzerisotopen verschijnen. Het is een stabiel en duurzaam element. Exotische kwantumtunneling zal op subatomair niveau door ijzer barsten. Na verloop van tijd zal dit proces ijzeren sterren creëren - gigantische stellaire massaobjecten die bijna volledig uit ijzer bestaan. Maar zo'n object kan alleen ontstaan als er geen verval van protonen is, en dit is een grote vraag waar de mensheid geen antwoord op heeft, omdat het te weinig heeft geleefd.
Niemand weet hoelang het heelal zal duren, en het is onwaarschijnlijk dat de mensheid het einde van de kosmos zal meemaken. Maar als we langer zouden kunnen leven en de lucht meerdere triljoenen jaren zouden kunnen observeren, zouden we zeker getuige zijn van verbazingwekkende veranderingen.
John Wenz
