Cykl życia naszego Słońca rozpoczął się około 4,6 miliarda lat temu. Za około 4,5 do 5,5 miliarda lat, kiedy wyczerpią się zasoby wodoru i helu, wejdzie w fazę Czerwonej Gałęzi Olbrzyma (RGB), gdzie rozszerzy się do kilku razy swojej obecnej wielkości, a może nawet pochłonie Ziemię! A potem, kiedy osiągnie koniec swojego cyklu życia, uważa się, że zdmuchnie zewnętrzne warstwy i stanie się białym karłem.
Do niedawna astronomowie nie byli pewni, jak to się stanie i czy nasze Słońce skończy jako mgławica planetarna (jak robi to większość innych gwiazd we Wszechświecie). Ale dzięki nowym badaniom międzynarodowego zespołu astronomów obecnie wiadomo, że nasze Słońce zakończy swój cykl życia, zamieniając się w masywny pierścień świecącego międzygwiezdnego gazu i pyłu - znany jako mgławica planetarna.
Ich badanie, zatytułowane „Tajemnicza niezmienność wieku dla odcięcia funkcji świetlnej mgławicy planetarnej”, zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie naukowym Natura. Badanie prowadził Krzysztof Gesicki, astrofizyk z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Polsce; w jego skład wchodzili Albert Zijlstra i M. Miller Bertolami - profesor z Uniwersytetu w Manchesterze i astronom odpowiednio Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP), Argentyna.
Około 90% wszystkich gwiazd kończy się jako mgławica planetarna, która śledzi przejście, przez które przechodzą między byciem czerwonym olbrzymem a białym karłem. Jednak naukowcy wcześniej nie byli pewni, czy nasze Słońce pójdzie tą samą ścieżką, ponieważ uważano, że nie jest wystarczająco masywny, aby stworzyć widoczną mgławicę planetarną. Aby ustalić, czy tak się stanie, zespół opracował nowy gwiezdny model danych, który przewiduje cykl życia gwiazd.
Ten model - który określają jako funkcję luminancji mgławicy planetarnej (PNLF) - został wykorzystany do przewidywania jasności wyrzuconej obwiedni dla gwiazd o różnych masach i różnym wieku. Odkryli, że nasze Słońce było na tyle masywne, że mogło stać się słabą mgławicą. Jak wyjaśnił prof. Zijlstra w komunikacie prasowym z Manchester University:
„Kiedy gwiazda umiera, wyrzuca masę gazu i pyłu - zwaną kopertą - w przestrzeń kosmiczną. Koperta może wynosić nawet połowę masy gwiazdy. Ujawnia to jądro gwiazdy, które w tym momencie w życiu gwiazdy zaczyna brakować paliwa, ostatecznie wyłącza się, a przed śmiercią. Dopiero wtedy gorący rdzeń sprawia, że wyrzucona koperta świeci jasno przez około 10 000 lat - krótki okres w astronomii. To sprawia, że mgławica planetarna jest widoczna. Niektóre są tak jasne, że można je zobaczyć z bardzo dużych odległości mierzących dziesiątki milionów lat świetlnych, gdzie sama gwiazda byłaby o wiele za słaba, aby ją zobaczyć. ”
Model ten dotyczył również niezmiennej tajemnicy astronomicznej, dlatego wydaje się, że wszystkie najjaśniejsze mgławice w odległych galaktykach mają tę samą jasność. Mniej więcej 25 lat temu astronomowie zaczęli to obserwować i odkryli, że mogą zmierzyć odległość do innych galaktyk (teoretycznie), badając ich najjaśniejsze mgławice planetarne. Model stworzony przez Gesickiego i jego współpracowników był jednak sprzeczny z tą teorią.
Krótko mówiąc, robi to jasność mgławicy planetarnej nie sprowadzają się do masy gwiazdy, która ją tworzy, jak wcześniej zakładano. „Stare gwiazdy o niskiej masie powinny tworzyć znacznie słabsze mgławice planetarne niż młode, bardziej masywne gwiazdy” - powiedział prof. Zijlstra. „Przez 25 lat stało się to źródłem konfliktu. Dane mówiły, że można uzyskać jasne mgławice planetarne z gwiazd o niskiej masie, takich jak Słońce, modele mówiły, że nie jest to możliwe, nic mniejszego niż około dwukrotna masa Słońca dałaby mgławicę planetarną zbyt słabą do zobaczenia. ”
Zasadniczo nowe modele pokazały, że po wyrzuceniu gwiazdy przez jej obwiednię nagrzeje się trzy razy szybciej niż wskazywały starsze modele - co znacznie ułatwia gwiazdom o małej masie tworzenie jasnej mgławicy planetarnej. Nowe modele wskazały również, że Słońce jest prawie dokładnie w dolnej granicy dla gwiazd o niskiej masie, które nadal będą wytwarzać widoczną, choć słabą, mgławicę planetarną. Nic mniejszego, dodał prof. Zijlstra, nie wytworzy mgławicy:
„Odkryliśmy, że gwiazdy o masie mniejszej niż 1,1 masy Słońca wytwarzają słabszą mgławicę, a gwiazdy masywniejsze niż 3 masy Słońca jaśniejsze mgławice, ale dla reszty przewidywana jasność jest bardzo zbliżona do obserwowanej. Problem rozwiązany po 25 latach! ”
Ostatecznie to badanie i opracowany przez zespół model mają naprawdę korzystne implikacje dla astronomów. Nie tylko naukowo wskazali, co stanie się z naszym Słońcem, gdy ono umrze (po raz pierwszy), ale także zapewnili potężne narzędzie diagnostyczne do określania historii powstawania gwiazd dla gwiazd w średnim wieku (kilka miliardów lat) ) w odległych galaktykach.
Dobrze jest również wiedzieć, że kiedy nasze Słońce osiągnie koniec życia, za miliardy lat, jakiekolwiek potomstwo, które pozostawimy, będzie w stanie to docenić - nawet jeśli patrzą na ogromne odległości kosmiczne.
