Det tidlige univers var fyldt med mærkelige og mystiske genstande. Kort efter Big Bang kan store skyer af materiale have dannet sorte huller direkte uden først at sammenkoble til stjerner, som vi ser i dag. Pseudogalakser oplyste et hav af neutralt brint for at gøre universet gennemsigtigt og frigive fotoner, hvor der før ikke var andet end mørke. Og kortlivede stjerner lavet af andet end brint og helium kan have blinket ind og ud af eksistensen som gnister om natten.
Mere end 13 milliarder år senere har universets anliggender slået sig ned i mange typer stjerner i forskellige størrelser, lysstyrker og levetid. Men stjernerne i nutidens kosmos er ikke de eneste typer stjerner, der nogensinde vil eksistere. I den fjerne fremtid, mange milliarder eller endda billioner af år fra nu, kunne underlige objekter opstå som avancerede stadier af vores nuværende stjerner omdannes til helt nye himmelobjekter. Nogle af disse objekter kan endda tjene som harbtere for universets varmedød, hvorefter det er umuligt at vide.
Her er fire stjerner, der kan eksistere en dag - hvis universet overlever længe nok til at føde dem.
Blå dværg
Et billede af solen taget med Extreme Ultraviolet Imager ombord på STEREO-A, der samler billeder i flere bølgelængder af lys, der er usynlige for det menneskelige øje, farvet i blåt. (NASA / STEREO) Røde dværgstjerner, også kaldet M-dværge, menes at være den mest almindelige type stjerne i universet. De er små - sommetider ikke mere voluminøse end en gasgigantplanet - og lave i masse og temperatur (for en stjerne). De mindste har kun ca. 80 gange massen af Jupiter, mens solen, en G-type hovedsekvensstjerne, er omkring 1.000 gange massen af Jupiter.
Disse relativt små og kolde stjerner har dog noget andet at gøre for dem. Astronomer mener, at røde dværge kan vare i billioner af år, langsomt snurre brint til helium, hvilket betyder, at nogle røde dværge har eksisteret i næsten hele universets tidsalder. En stjerne med ti procent solmassen kan leve i næsten seks billioner år, mens de mindste stjerner, som TRAPPIST-1, kan leve dobbelt så længe, ifølge et papir fra 2005. Universet er kun ca. 13, 8 milliarder år gammelt, så røde dværge er ikke engang en procent gennem deres levetid.
I modsætning hertil har solen kun fem milliarder år eller deromkring, før den brænder gennem alt sit brintbrændstof og begynder at smelte helium til kulstof. Denne ændring vil udløse den næste fase af solens udvikling, først udvides til en rød kæmpe og derefter afkøle og trække sig sammen i en hvid dværg - en elektronrig type stjernekroppe, som vi ser over galaksen.
I billioner af år vil røde dværge også begynde at slukke de sidste bit af deres brintreserver. De kølige små stjerner bliver ekstraordinært varme i et stykke tid og udstråler blåt. I stedet for at ekspandere udad som solen forventes en rød dværg i sent fase at falde indad. Til sidst, når den blå dværgfase er forbi, er alt, hvad der vil forblive, stjerneskal i form af en lille hvid dværg.
Sort dværg
En kunstners koncept om en mørkebrun dværg, der ligner de sorte dværge, der forventes at danne i fremtiden. (NASA / JPL-Caltech) Selv hvide dværge holder dog ikke for evigt. Når en hvid dværg udtømmer sin egen forsyning med kulstof, ilt og fritflydende elektroner, brænder den langsomt ud og omdannes til en sort dværg. Disse teoretiserede genstande, der er lavet af elektronisk degenereret stof, producerer kun lidt, hvis nogen, deres egen lys - en stjerne's sande død.
Denne fremtid er stjerner som solen skæbne - skønt det tager milliarder af år for en stjerne endda at begynde processen med at blive en sort dværg. Mot slutningen af solens liv som en stjerne i hovedsekvensen (som er ca. 10 milliarder år i alt, og solen er 4, 6 milliarder år gammel nu), vil den ekspandere udad som en rød kæmpe, potentielt så langt som til Venus bane . Det vil forblive på den måde i en anden milliard år før det bliver en hvid dværg. NASA estimerer, at solen vil forblive en hvid dværg i omkring 10 milliarder år. Imidlertid antyder andre estimater, at stjerner kan forblive i denne fase i 10 15 år, eller en quadrillion år. Uanset hvad, er den tid, der kræves for at nå dette stadie, længere end universets nuværende tidsalder, så ingen af disse eksotiske objekter findes - endnu.
Ved afslutningen af en sort dværgs liv vil den tidlige stjerne opleve protonfald og til sidst fordampe til en eksotisk form for brint. To hvide dværge, der blev opdaget i 2012, er lidt over 11 milliarder år gamle - hvilket betyder, at de kunne være på vej mod transformation af sort dværg. Dog kan ethvert antal ting bremse processen, så vi bliver bare nødt til at holde øje med dem i de næste par milliarder år for at se, hvordan de skrider frem.
Frozen Star
En kunstners koncept om en magnetar eller en stærkt magnetisk neutronstjerne, der ligner en frosset stjerne. (NASA Goddard Space Flight Center) Når universet på en dag begynder at løbe tør for at cykle, efter at have smeltet de fleste af de lettere elementer ind i tyngre, kan der være stjerner, der kun brænder lige så varmt som vandets frysepunkt. Såkaldte “frosne stjerner” ville klynge ved kun 273 grader Kelvin (ca. 0 grader Celsius), fyldt med forskellige tunge elementer på grund af en mangel på brint og helium i kosmos.
I henhold til forskerne, der konceptualiserede sådanne genstande, Fred Adams og Gregory Laughlin, vil frosne stjerner ikke danne sig for billioner ved billioner af år. Nogle af disse stjerner kan komme fra kollisioner mellem objekter, der kaldes brune dværge, som er større end planeter, men for små til at antænde til stjerner. Frosne stjerner på trods af deres lave temperaturer ville teoretisk have masser nok til at opretholde begrænset nuklear fusion, men ikke nok til at skinne ved meget af deres eget lys. Deres atmosfærer kan være forurenet af isskyer med en svag kerne, der udstråler en lille mængde energi. Hvis de dannes som teoretiserede, ville de se meget mere ud som brune dværge end ægte stjerner.
I denne fjerne fremtid vil de største stjerner omkring kun være 30 gange solens masse sammenlignet med kendte stjerner i dag, der er mere end 300 gange solens masse. Det er forudsagt, at stjerner i gennemsnit vil være meget mindre i løbet af denne tid — så mange som 40 gange Jupiters masse, som knap nok simmer brint til helium under overfladen. I denne kolde og fjerne fremtid, efter at universet overhovedet ophører med at danne stjerner, vil de store objekter, der er tilbage, primært være hvide dværge, brune dværge, neutronstjerner og sorte huller, ifølge Adams og Laughlin.
Iron Star
En kunstners koncept om en smeltet himmellegeme, der måske ligner, hvordan jernstjerner vil se ud i billioner af år. (Iuliia Bycheva / Alamy Stock-foto) Hvis universet evigt ekspanderer udad, som det gør i øjeblikket, i stedet for til sidst at kollapse indad - og forskere er ikke sikre på, hvad det vil gøre - så vil det til sidst opleve en slags ”varmedød”, hvor atomer selv begynder at falde fra hinanden . Mod slutningen af denne tid kan der opstå nogle markante usædvanlige genstande. En af de mest usædvanlige kunne være jernstjernen.
Når stjerner over hele kosmos kontinuerligt smelter sammen lette elementer til tungere, vil der til sidst være en ekstraordinær mængde jernisotoper - et stabilt, holdbart element. Eksotisk kvantetunneling vil bryde igennem jernet på et subatomisk niveau. Denne proces vil til sidst give anledning til jernstjerner - kæmpe genstande, som massen af stjerner endnu er lavet næsten udelukkende af jern. Et sådant objekt er imidlertid kun muligt, hvis en proton ikke forfalder, hvilket er endnu et spørgsmål, som mennesker ikke har levet længe nok til at besvare.
Ingen ved, hvor længe universet vil vare, og vores arter er næsten helt sikkert ikke omkring for at være vidne til de sidste dage af kosmos. Men hvis vi kunne leve og observere himlen i billioner af år mere, ville vi helt sikkert være vidne til en bemærkelsesværdig ændring.
