Científico teoriza el fin del universo estudiando las explosiones de enanas negras

Muchas enanas blancas convertidas a la oscuridad pueden explotar en supernova en un futuro muy lejano, mucho después de que todo lo demás en el universo haya muerto y se haya quedado en silencio.

Un nuevo trabajo teórico de Matt Caplan, profesor asistente de física en la Universidad Estatal de Illinois, vaticina explosiones de los restos de estrellas que se suponía que nunca explotarían, acentuando la oscuridad reinante en ese escenario con algo así como fuegos artificiales silenciosos.

En el universo actual, la dramática muerte de estrellas masivas en explosiones de supernovas se produce cuando las reacciones nucleares internas producen hierro en el núcleo. El hierro no puede ser quemado por las estrellas, se acumula como un veneno, provocando el colapso de la estrella creando una supernova. Pero las estrellas más pequeñas tienden a morir con un poco más de dignidad, encogiéndose y convirtiéndose en enanas blancas al final de sus vidas.

"Las estrellas de menos de 10 veces la masa del sol no tienen la gravedad o la densidad para producir hierro en sus núcleos como lo hacen las estrellas masivas, por lo que no pueden explotar en una supernova en este momento", dijo Caplan. "A medida que las enanas blancas se enfríen durante los próximos billones de años, se volverán más tenues, eventualmente se solidificarán y se convertirán en estrellas 'enanas negras' que ya no brillan".

Al igual que las enanas blancas de hoy, estarán compuestas principalmente de elementos ligeros como el carbono y el oxígeno y tendrán el tamaño de la Tierra, pero contendrán aproximadamente la misma masa que el Sol, con su interior comprimido a densidades millones de veces mayores que cualquier otra cosa en la Tierra.

Pero solo porque estén fríos no significa que las reacciones nucleares se detengan. "Las estrellas brillan debido a la fusión termonuclear; están lo suficientemente calientes como para aplastar pequeños núcleos y formar núcleos más grandes, lo que libera energía. Las enanas blancas son cenizas, están quemadas, pero las reacciones de fusión aún pueden ocurrir debido al túnel cuántico, solo mucho más lento”, dijo Caplan. "La fusión ocurre, incluso a temperatura cero, simplemente lleva mucho tiempo". Señaló que esta es la clave para convertir a las enanas negras en hierro y desencadenar una supernova.

El nuevo trabajo de Caplan, aceptado para su publicación por Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, calcula cuánto tiempo tardan estas reacciones nucleares en producir hierro y cuánto hierro necesitan enanas negras de diferentes tamaños para explotar. Él llama a sus explosiones teóricas "supernova enana negra" y calcula que la primera ocurrirá en aproximadamente 10 elevado a 1.100 años. "En años, es como decir la palabra 'billón' casi cien veces. Si la escribieras, ocuparía la mayor parte de una página. Es increíblemente lejano en el futuro". 

Por supuesto, no todas las enanas negras explotarán. "Solo las enanas negras más masivas, alrededor de 1,2 a 1,4 veces la masa del sol, soplarán". Aun así, eso significa que hasta el 1 por ciento de todas las estrellas que existen hoy, alrededor de mil millones de billones de estrellas, pueden esperar morir de esta manera. En cuanto al resto, seguirán siendo enanas negras. "Incluso con reacciones nucleares muy lentas, nuestro sol todavía no tiene suficiente masa para explotar en una supernova, incluso en un futuro lejano. Podrías convertir todo el sol en hierro y aun así no explotaría".

Caplan calcula que las enanas negras más masivas explotarán primero, seguidas de estrellas progresivamente menos masivas, hasta que no queden más para estallar después de unos 10 elevado a 32.000 años. En ese momento, el universo puede estar realmente muerto y en silencio. "Es difícil imaginar algo que venga después de eso, la supernova enana negra podría ser la última cosa interesante que suceda en el universo. Puede que sea la última supernova de la historia". Para cuando exploten las primeras enanas negras, el universo ya será irreconocible.

"Las galaxias se habrán dispersado, los agujeros negros se habrán evaporado y la expansión del universo habrá separado tanto a todos los objetos restantes que ninguno verá explotar a ninguno de los demás. Ni siquiera será físicamente posible que la luz viaje así de lejos", finalizó.

(Con información de Europa Press)

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