Raný vesmír byl plný zvláštních a tajemných předmětů. Krátce po Velkém třesku mohly velké mraky materiálu přímo vytvořit černé díry, aniž by se nejprve sloučily do hvězd, jak vidíme dnes. Pseudo-galaxie rozzářily moře neutrálního vodíku, aby učinily vesmír průhledným a uvolnily fotony, kde předtím nebylo nic jiného než tma. A hvězdy s krátkým životem vyrobené z ničeho jiného, než vodíku a hélia, mohly v noci vyletět a vypadat jako jiskry.
O více než 13 miliard let později se záležitost vesmíru usadila v mnoha typech hvězd různé velikosti, jasu a délky života. Hvězdy dnešního vesmíru však nejsou jedinými typy hvězd, které kdy budou existovat. V daleké budoucnosti, za mnoho miliard nebo dokonce bilionů let, by se mohly divné předměty vyvinout jako pokročilá stádia našich současných hvězd proměnit v zcela nové nebeské objekty. Některé z těchto objektů mohou dokonce sloužit jako únosci tepelné smrti vesmíru, po které je nemožné to vědět.
Tady jsou čtyři hvězdy, které jednoho dne mohou existovat - pokud vesmír přežije dostatečně dlouho, aby je zrozil.
Modrý trpaslík
Snímek Slunce pořízený pomocí kamery Extreme Ultraviolet Imager na palubu STEREO-A, která shromažďuje snímky na několika vlnových délkách světla, které jsou pro lidské oko neviditelné, zbarvené modře. (NASA / STEREO) Červené trpasličí hvězdy, také nazývané M-trpaslíci, jsou považovány za nejběžnější typ hvězdy ve vesmíru. Jsou malé - někdy už nejsou objemnější než planeta plynových obří - a nízké hmotnosti a teploty (pro hvězdu). Nejmenší mají pouze asi 80násobek hmotnosti Jupiteru, zatímco slunce, hvězdná hvězda typu G, je asi 1 000krát větší než hmotnost Jupiteru.
Tyto relativně malé a studené hvězdy pro ně však mají něco jiného. Astronomové věří, že červení trpaslíci mohou vydržet biliony let, pomalu chrlují vodík do helia, což znamená, že někteří červení trpaslíci jsou už téměř celý věk vesmíru. Hvězda s deseti procenty hmotnosti slunce může žít téměř šest bilionů let, zatímco nejmenší hvězdy, jako TRAPPIST-1, mohou žít dvakrát tak dlouho, podle papíru z roku 2005. Vesmír je starý jen asi 13, 8 miliardy let, takže červení trpaslíci nejsou po celou dobu života ani jedno procento.
Na rozdíl od toho má Slunce jen asi pět miliard let, než spálí celé své vodíkové palivo a začne fúzovat helium na uhlí. Tato změna spustí další fázi vývoje Slunce, nejprve se rozšíří do červeného obra a pak se ochladí a smrští se do bílého trpaslíka - elektronově bohatého typu hvězdné mrtvoly, kterou vidíme v galaxii.
Za biliony let začnou červení trpaslíci uhasit poslední kousky svých zásob vodíku. Chladné malé hvězdy budou po nějakou dobu mimořádně horké a vyzařují modré. Spíše než se rozšiřuje směrem ven jako slunce, předpovídá se, že se červený trpaslík v pozdním stádiu zhroutí dovnitř. Nakonec, jakmile skončí fáze modrého trpaslíka, zbude jen slupka hvězdy ve formě malého bílého trpaslíka.
Černý trpaslík
Umělecké pojetí tmavě hnědého trpaslíka, díky kterému se podobají černým trpaslíkům, u nichž se předpokládá, že se v budoucnu vytvoří. (NASA / JPL-Caltech) Ani bílé trpaslíky však nevydrží věčně. Když bílý trpaslík vyčerpá svou vlastní zásobu uhlíku, kyslíku a volně tekoucích elektronů, pomalu shoří a přeměňuje se na černého trpaslíka. Tyto teoretické objekty vyrobené z elektronově degenerované hmoty produkují jen málo, pokud vůbec nějaké, své vlastní světlo - skutečnou smrt hvězdy.
Tato budoucnost je osudem hvězd jako slunce - i když to trvá miliardu let, než hvězda začne proces přeměny na černého trpaslíka. Ke konci slunečního života jako hvězda hlavní sekvence (která je celkem asi 10 miliard let a nyní je slunce 4, 6 miliardy let) se bude rozšiřovat směrem ven jako červený obr, potenciálně až na oběžnou dráhu Venuše . Zůstane tak další miliardu let, než se stane bílým trpaslíkem. NASA odhaduje, že slunce zůstane bílým trpaslíkem po dobu asi 10 miliard let. Jiné odhady však naznačují, že hvězdy mohou zůstat v této fázi po dobu 10 15 nebo čtyř milionů. V každém případě je doba potřebná k dosažení této fáze delší než současný věk vesmíru, takže žádný z těchto exotických objektů dosud neexistuje.
Na konci života černého trpaslíka zažije onetime hvězda protonový rozpad a nakonec se vypaří do exotické formy vodíku. Dva bílí trpaslíci objevení v roce 2012 jsou starší asi 11 miliard let - což znamená, že by mohli být na cestě k transformaci černých trpaslíků. Proces však mohl zpomalit libovolný počet věcí, takže na ně budeme muset v příštích několika miliardech letech dohlížet, abychom zjistili, jak postupují.
Frozen Star
Umělecké pojetí magnetaru nebo vysoce magnetické neutronové hvězdy, která vypadá jako zmrzlá hvězda. (NASA Goddard Space Flight Center) Jednoho dne, když vesmír začne docházet z materiálů, které se cyklují, když spojily většinu lehčích prvků s těžšími, mohou existovat hvězdy, které hoří jen tak horké, jako je bod tuhnutí vody. Takzvané „zamrzlé hvězdy“ by se roztříštily pouze na 273 stupních Kelvina (asi 0 stupňů Celsia), naplněné různými těžkými prvky kvůli nedostatku vodíku a helia ve vesmíru.
Podle vědců, kteří tyto objekty konceptualizovali, Freda Adamse a Gregoryho Laughlina, nebudou zmrzlé hvězdy tvořit biliony po bilionech let. Některé z těchto hvězd mohou pocházet z kolizí mezi hvězdnými objekty zvanými hnědými trpaslíky, které jsou větší než planety, ale příliš malé na to, aby se vznítily na hvězdy. Zmrazené hvězdy, navzdory jejich nízkým teplotám, by teoreticky měly dost hmoty na udržení omezené jaderné fúze, ale ne dost na to, aby zářily hodně z jejich vlastního světla. Jejich atmosféra může být znečištěna ledovými mračny, přičemž slabé jádro vyzařuje malé množství energie. Kdyby se tvořily podle teorie, vypadaly by spíš jako hnědé trpaslíky než skutečné hvězdy.
V této vzdálené budoucnosti budou největší hvězdy v okolí jen třicetinásobek hmotnosti Slunce ve srovnání se známými hvězdami, které dnes představují více než 300násobek hmotnosti Slunce. Předpovídá se, že hvězdy budou během této doby v průměru mnohem menší - až 40násobek hmotnosti Jupiteru, sotva přivede vodík do helia pod povrchem. V této chladné a vzdálené budoucnosti, poté co vesmír přestane tvořit hvězdy, zůstanou podle Adamse a Laughlina převážně velké objekty bílé trpaslíci, hnědí trpaslíci, neutronové hvězdy a černé díry.
Iron Star
Umělcova představa o roztaveném nebeském těle, snad připomínající, jak budou železné hvězdy vypadat v bilionech let. (Iuliia Bycheva / Alamy Stock) Pokud se vesmír neustále rozšiřuje směrem ven, jak to v současné době dělá, spíše než se nakonec zhroutí dovnitř - a vědci si nejsou jistí, co udělá -, nakonec zažije určitý druh „tepelné smrti“, kdy se atomy samy začnou rozpadat . Ke konci této doby se mohou tvořit některé nápadně neobvyklé objekty. Jednou z nejneobvyklejších může být železná hvězda.
Když hvězdy přes vesmír neustále spojují světelné prvky s těmi těžšími, nakonec bude existovat mimořádné množství izotopů železa - stabilní, trvanlivý prvek. Exotické kvantové tunely prorazí železo na subatomární úrovni. Tento proces nakonec povede ke vzniku železných hvězd - obrovských objektů, které hmota hvězd dosud vyrobila téměř úplně ze železa. Takový objekt je však možný, pouze pokud proton neklesne, což je ještě další otázka, že lidé nebyli naživu dostatečně dlouho, aby odpověděli.
Nikdo neví, jak dlouho vesmír vydrží, a náš druh téměř určitě nebude kolem, aby byl svědkem posledních dnů vesmíru. Ale kdybychom mohli žít a pozorovat oblohu po biliony let déle, určitě bychom byli svědky nějaké pozoruhodné změny.
