El universo primitivo estaba lleno de objetos extraños y misteriosos. Poco después del Big Bang, grandes nubes de material pueden haber formado agujeros negros directamente, sin fusionarse primero en estrellas como vemos hoy. Las pseudogalaxias iluminaron un mar de hidrógeno neutro para hacer el universo transparente, liberando fotones donde antes no había nada más que oscuridad. Y las estrellas efímeras hechas de nada más que hidrógeno y helio pueden haber aparecido y desaparecido como chispas en la noche.
Más de 13 mil millones de años después, la materia del universo se ha establecido en muchos tipos de estrellas de diferentes tamaños, brillos y vidas. Pero las estrellas del cosmos de hoy no son los únicos tipos de estrellas que existirán. En un futuro lejano, muchos miles de millones o incluso trillones de años a partir de ahora, podrían surgir objetos extraños a medida que las etapas avanzadas de nuestras estrellas actuales se transforman en objetos celestes completamente nuevos. Algunos de estos objetos pueden incluso servir como precursores de la muerte por calor del universo, después de lo cual, es imposible saberlo.
Aquí hay cuatro estrellas que pueden existir algún día, si el universo sobrevive lo suficiente como para darles a luz.
Enana azul
Una imagen del sol tomada con el Extreme Ultraviolet Imager a bordo del STEREO-A, que recoge imágenes en varias longitudes de onda de luz que son invisibles para el ojo humano, coloreadas en azul. (NASA / ESTÉREO) Se cree que las estrellas enanas rojas, también llamadas enanas M, son el tipo de estrella más común en el universo. Son pequeños, a veces no más voluminosos que un planeta gigante gaseoso, y bajos en masa y temperatura (para una estrella). Los más pequeños solo tienen aproximadamente 80 veces la masa de Júpiter, mientras que el sol, una estrella de secuencia principal de tipo G, es aproximadamente 1, 000 veces la masa de Júpiter.
Sin embargo, estas estrellas relativamente pequeñas y frías tienen algo más a su favor. Los astrónomos creen que las enanas rojas pueden durar billones de años, convirtiendo lentamente hidrógeno en helio, lo que significa que algunas enanas rojas han existido durante casi toda la era del universo. Una estrella con diez por ciento de la masa del sol puede vivir durante casi seis billones de años, mientras que las estrellas más pequeñas, como TRAPPIST-1, pueden vivir el doble de tiempo, según un documento de 2005. El universo tiene solo unos 13.800 millones de años, por lo que las enanas rojas no tienen ni el uno por ciento de sus vidas.
Por el contrario, el sol solo tiene aproximadamente cinco mil millones de años antes de que queme todo su combustible de hidrógeno y comience a fusionar helio en carbono. Este cambio desencadenará la siguiente fase de la evolución del sol, primero expandiéndose en un gigante rojo y luego enfriándose y contrayéndose en una enana blanca, un tipo de cadáver estelar rico en electrones que vemos a través de la galaxia.
En billones de años, las enanas rojas también comenzarán a extinguir los últimos pedazos de sus reservas de hidrógeno. Las pequeñas estrellas frías se volverán extraordinariamente calientes por un tiempo, irradiando azul. En lugar de expandirse hacia afuera como el sol, se predice que una enana roja en etapa tardía colapsará hacia adentro. Finalmente, una vez que finalice la fase de enana azul, todo lo que quedará será la cáscara de la estrella en forma de una pequeña enana blanca.
Enano negro
El concepto de artista de una enana marrón oscura, que se asemeja a las enanas negras que se prevé que se formen en el futuro. (NASA / JPL-Caltech) Sin embargo, incluso las enanas blancas no durarán para siempre. Cuando una enana blanca agota su propio suministro de carbono, oxígeno y electrones que fluyen libremente, se quemará lentamente, transformándose en una enana negra. Estos objetos teorizados hechos de materia degenerada de electrones producen poca luz, si es que la hay, una verdadera muerte de la estrella.
Este futuro es el destino de estrellas como el sol, aunque a una estrella le toma miles de millones de años incluso comenzar el proceso de convertirse en una enana negra. Hacia el final de la vida del sol como una estrella de secuencia principal (que tiene un total de aproximadamente 10 mil millones de años, y el sol tiene ahora 4, 6 mil millones de años), se expandirá hacia afuera como un gigante rojo, potencialmente hasta la órbita de Venus. . Permanecerá así durante otros mil millones de años antes de convertirse en una enana blanca. La NASA estima que el sol seguirá siendo una enana blanca durante unos 10 mil millones de años. Sin embargo, otras estimaciones sugieren que las estrellas pueden permanecer en esta fase durante 10 15, o un billón de años. De cualquier manera, el tiempo requerido para llegar a esta etapa es más largo que la edad actual del universo, por lo que ninguno de estos objetos exóticos existe todavía.
Al final de la vida de una enana negra, la antigua estrella experimentará la descomposición de protones y eventualmente se evaporará en una forma exótica de hidrógeno. Dos enanas blancas descubiertas en 2012 tienen poco más de 11 mil millones de años, lo que significa que podrían estar en camino hacia la transformación de enanas negras. Sin embargo, cualquier cantidad de cosas podría retrasar el proceso, por lo que tendremos que vigilarlas durante los próximos miles de millones de años para ver cómo progresan.
Estrella congelada
El concepto de artista de una magnetar, o una estrella de neutrones altamente magnética, que se parece un poco a una estrella congelada. (Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA) Algún día, cuando el universo comience a quedarse sin materiales para ciclar, después de haber fusionado la mayoría de los elementos más ligeros en otros más pesados, puede haber estrellas que se quemen tan calientes como el punto de congelación del agua. Las llamadas "estrellas congeladas" se agitarían a solo 273 grados Kelvin (aproximadamente 0 grados Celsius), llenas de varios elementos pesados debido a la escasez de hidrógeno y helio en el cosmos.
Según los investigadores que conceptualizaron tales objetos, Fred Adams y Gregory Laughlin, las estrellas congeladas no se formarán durante billones y billones de años. Algunas de estas estrellas pueden provenir de colisiones entre objetos subestelares llamados enanas marrones, que son más grandes que los planetas pero demasiado pequeños para encenderse en las estrellas. Las estrellas congeladas, a pesar de sus bajas temperaturas, teóricamente tendrían suficiente masa para mantener una fusión nuclear limitada pero no suficiente para brillar con gran parte de su propia luz. Sus atmósferas pueden estar contaminadas por nubes de hielo, con un núcleo débil que irradia una pequeña cantidad de energía. Si se forman como se teoriza, se verían mucho más como enanas marrones que como verdaderas estrellas.
En este futuro lejano, las estrellas más grandes alrededor solo serán 30 veces la masa del sol, en comparación con las estrellas conocidas hoy que son más de 300 veces la masa del sol. Se predice que las estrellas serán mucho más pequeñas en promedio durante este tiempo, muchas de hasta 40 veces la masa de Júpiter, apenas hirviendo hidrógeno en helio debajo de la superficie. En este futuro frío y distante, después de que el universo deje de formar estrellas, los grandes objetos restantes serán principalmente enanas blancas, enanas marrones, estrellas de neutrones y agujeros negros, según Adams y Laughlin.
Estrella de hierro
El concepto de un artista de un cuerpo celeste fundido, tal vez parecido a cómo se verán las estrellas de hierro en billones de años. (Iuliia Bycheva / Alamy Foto de stock) Si el universo se expande perpetuamente hacia afuera, como lo está haciendo actualmente, en lugar de colapsar hacia adentro, y los científicos no están seguros de lo que hará, entonces eventualmente experimentará una especie de "muerte por calor" donde los átomos comienzan a desmoronarse. . Hacia el final de este tiempo, se pueden formar algunos objetos sorprendentemente inusuales. Una de las más inusuales podría ser la estrella de hierro.
A medida que las estrellas en el cosmos fusionan continuamente elementos ligeros en otros más pesados, eventualmente habrá una cantidad extraordinaria de isótopos de hierro, un elemento estable y duradero. La tunelización cuántica exótica atravesará el hierro a un nivel subatómico. Este proceso, eventualmente, dará lugar a estrellas de hierro: objetos gigantes, la masa de estrellas que aún está hecha casi completamente de hierro. Sin embargo, tal objeto solo es posible si un protón no se descompone, lo cual es otra pregunta que los humanos no han estado vivos el tiempo suficiente para responder.
Nadie sabe cuánto durará el universo, y nuestra especie seguramente no estará presente para presenciar los últimos días del cosmos. Pero si pudiéramos vivir y observar el cielo durante billones de años más, sin duda presenciaríamos un cambio notable.
