Šios naujo, teoriškai pasiūlyto tipo supernovos būtų iki šiol dar nė karto Visatoje nestebėtos. Juodosios nykštukės supernovos gali būti paskutiniai Visatoje nutiksiantys įvykiai, po kurių liks tik iš esmės tuščia erdvė, kurioje visur tvyros absoliučiam nuliui artima temperatūra.
Žvaigždžių gyvenimą ir žūtį lemia jų masė. Didžiosios – maždaug 10 kartų masyvesnės už Saulę – gali sprogti kaip supernovos ir tapti juodosiomis skylėmis.
Mažesniosios, kurios per visą savo termobranduolinių reakcijų vykdymo laikotarpį branduoliuose nesugeba prigaminti sunkesnių cheminių elementų, gyvavimą baigia kaip mažos, tankios žvaigždžių liekanos, vadinamos baltosiomis nykštukėmis. Per trilijonus metų jos palaipsniui blėsta ir ilgainiui pavirsta užšalusiais, jokios šviesos neskleidžiančiais objektais, kurie vadinami juodosiomis nykštukėmis.
Naujo mokslinio darbo, kurį netrukus publikuos žurnalas „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“, autoriai aprašė, kaip šios juodosios nykštukės, tapdamos supernovomis, gali po Visatą paskleisti paskutinius savo šviesos spindulius.
Juodųjų nykštukių supernovos susidarytų vykstant kvantiniam procesui, vadinamam piknobranduoliniu susiliejimu. Paprastai žvaigždėms energiją suteikia termobranduolinis susiliejimas, kuomet itin aukštoje temperatūroje ir milžiniškame slėgyje atomų branduoliai suspaudžiami taip, jog įveikiamas jų natūralus elektrinis atstūmimas, branduoliai susilieja ir susidaro nauji, sunkesni elementai.
Piktnobranduolinio susiliejimo metu kvantinio tuneliavimo procesas leidžia atomų branduoliams suartėti labiau, nei tai būtų įmanoma įprastomis sąlygomis. Todėl piknobranduolinis procesas baltosiose nykštukėse įvairių elementų branduolius paverčia geležimi – sunkiausiu elementu, galinčiu susidaryti branduolių susiliejimo būdu.
„Tokios reakcijos trunka beprotiškai ilgai. Gali tekti laukti milijoną metų ir nepamatytumėte nė vienos susiliejimo reakcijos juodojoje nykštukėje“, - sakė tyrimo autorius, Ilinojaus valstijos universiteto (JAV) fizikas teoretikas Mattas Caplanas.
Palyginimui, Saulėje kiekvieną sekundę įvyksta 10³⁸ protonų susiliejimų. Kad juodoji nykštukė piknobranduolinių susiliejimų keliu pavirstų geležine, prireiktų neįtikėtinos laiko trukmės – nuo 10¹¹⁰⁰ iki 10³²⁰⁰⁰ metų. Jeigu bandytumėte užrašyti šiuos skaičius su visais nuliais, jie užimtų nuo gana ilgos pastraipos iki ištiso knygos skyriaus.
„Šie laikotarpiai yra neįtikėtinai dideli“, - sakė Mičigano universiteto astrofizikas Fredas Adamsas (jis prie mokslinio darbo rašymo neprisidėjo).
„Tikimės, kad didžiausios įmanomos juodosios skylės išgaruotų per laikotarpius, matuojamus dešimtmečiais ar šimtmečiais, kas, lyginant su šiame moksliniame darbe aprašytais laikotarpiais, yra tarsi akimirksnis“, - sakė jis.
Kai juodojoje nykštukėje praktiškai neliks kitų elementų, išskyrus geležį, ją sugniuždys jos pačios masė. Toks sugriuvimas į vidų – supernova – sukeltų galingą procesą, kuomet į aplinką būtų išsviestas išorinis juodosios nykštukės likučio sluoksnis.
Toks pats geležies susikaupimas žvaigždės branduolyje yra ir „įprastinių“ supernovų priežastis.
Bet juodųjų nykštukių supernovos būtų būdingos tik žvaigždėms, kurių masė būtų tarp 1,16 ir 1,35 Saulės masės. Savo ruožtu šios juodosios nykštukės susidarytų iš tipinių žvaigždžių, kurių masės įprasto gyvavimo metu būtų 6-10 kartų didesnės nei Saulės.
„Tai nėra labai reta žvaigždžių populiacijos dalis, bet ir ne dažniausiai sutinkama“, - sakė M.Caplanas.
Šios žvaigždės sudaro apie 1 procentą visų dabar egzistuojančių žvaigždžių ir, M.Caplano vertinimu, Visatos egzistavimo gale susidarys maždaug milijardas trilijonų (10²¹) tokių supernovų.
Kadangi juodųjų nykštukių masė bus santykinai maža, juodųjų nykštukių supernovos veikiausiai bus šiek tiek mažesnės, nei dabar Visatoje stebimos supernovos, bet kadangi visa Visata tuo metu jau bus užtemusi, jie vis vien bus įspūdingi (tik niekas jų nematys).
O po šių paskutinių Visatos šviesos žybsnių kosmose nebeliks nieko, kas galėtų šviesti ar sproginėti.
