Dodano: 08 maj 2018r.

Co się stanie, gdy nasze Słońce umrze?

Naukowcy opracowali nowe prognozy dotyczące tego, jak będzie wyglądał koniec życia naszego Słońca, a wraz z nim Układu Słonecznego oraz kiedy to nastąpi. Według szacunków, nasza gwiazda po śmierci przekształci się w piękną mgławicę planetarną.

 

Profesor Albert Zijlstra z Uniwersytetu w Manchesterze wraz z międzynarodowym zespołem naukowców przewiduje, że Słońce zamieni się w masywny pierścień jasnego, międzygwiezdnego gazu i pyłu, znanego jako mgławica planetarna. Śmierć Słońca będzie spektaklem kosmicznym widzianym z odległości kilku lat świetlnych wokoło.

Badacze od dawna są zgodni co do tego, że śmierć naszego Słońca nastąpi za około 10 miliardów lat, ale nie byli pewni, co nastąpi później. Dziewięć na dziesięć gwiazd po śmierci tworzy mgławice planetarne, gdzie chmury pyłu i gazu, które były częścią umierającej gwiazdy, są wyrzucane w przestrzeń, ale oświetlane od wewnątrz przez resztki gwiezdnego jądra.

Modele matematyczne sugerowały wcześniej, że nasza gwiazda ma zbyt małą masę, aby na jej zgliszczach powstała widoczna mgławica planetarna. Musiała by być około dwa razy bardziej masywniejsza, aby spowodować jakikolwiek widoczny efekt. Ale z nowych badań międzynarodowego zespołu astronomów wynika, że gwiazdy o niskiej masie, takie jak nasze słońce, mogą być trzykrotnie bardziej gorące, a zatem jaśniejsze niż wcześniej przewidywano.

Badania zostały oparte o nowy model cyklu życia gwiazd, który szacuje jasność odrzucanej otoczki dla gwiazd o różnych masach i różnym wieku. Wyniki analiz zostały opublikowane w piśmie „Nature Astronomy” i wynika z nich, że nasze Słońce jest wystarczająco masywne, by zakończyć życie w spektakularnym stylu.

 

Słońce ma około 4,6 miliarda lat. W oparciu o obserwacje innych gwiazd astronomowie przewidują, że dokona żywota za około 10 miliardów lat. Po drodze, w około połowie tego czasu, Słońce zmieni się w czerwonego olbrzyma. Jądro gwiazdy zmniejszy się, ale zewnętrzne warstwy rozszerzą się aż do orbity Marsa, pochłaniając przy okazji Ziemię.

Ale do tego czasu życie na Ziemi będzie od dawna niemożliwe. Jak szacują badacze, nasz czas na Ziemi dobiegnie końca za około miliard lat. To dlatego, że jasność Słońca rośnie o około 10 proc. na miliard lat. Ten wzrost jasności zakończy życie na Ziemi. Oceany wyparują, a powierzchnia planety stanie się zbyt gorąca.

- Kiedy umiera gwiazda, odrzuca ona ze swojej powierzchni całe masy gazu i pyłu w przestrzeń międzygwiezdną. To tzw. otoczka. Może ona zawierać nawet połowę masy gwiazdy. W ten sposób odsłaniane jest jądro, które w tym czasie spala ostatnie zapasy paliwa. Stopniowo ten proces ustaje i gwiazda umiera – powiedział Zijlstra. - Dopiero wtedy gorące jądro sprawia, że ​​wyrzucona otoczka zaczyna jasno świecić i trwa to około 10 000 lat - krótki okres w astronomii. Wtedy taka mgławica planetarna jest widoczna. Niektóre są tak jasne, że można je zobaczyć z bardzo dużych odległości mierzących dziesiątki milionów lat świetlnych – dodał.

Nowy model rozwiązuje także inny problem, który przez ćwierć wieku zajmował astronomów. Około 25 lat temu astronomowie odkryli, że jeśli spojrzymy na mgławice planetarne w innej galaktyce, najjaśniejsze z nich zawsze mają taką samą jasność. Oznacza to, że możliwe jest oszacowanie odległości od galaktyki na podstawie jej najjaśniejszych mgławic. Dane pokazały, że w istocie tak jest, ale modele temu zaprzeczały.

- Stare gwiazdy o małej masie powinny tworzyć znacznie słabsze mgławice planetarne niż młode, masywniejsze gwiazdy. Stało się to źródłem konfliktów między badaczami przez ostatnie 25 lat. Dane mówią, że mogą powstać jasne mgławice planetarne z gwiazd o niskiej masie, takich jak Słońce. Modele z kolei twierdzą, że nie jest to możliwe i wszystko poniżej dwóch mas Słońca dałoby mgławicę planetarną zbyt słabą, by ją zobaczyć – powiedział Zijlstra.

Nowe modele rozwiązały ten problem pokazując, że Słońce ma mniejszą masę dla gwiazdy, która może wytworzyć spektakularną mgławicę, ale po odrzuceniu otoczki, jądro gwiazdy nagrzewa się trzy razy szybciej niż we wcześniejszych modelach, czyniąc jasną mgławicę znacznie bardziej prawdopodobną.

- To interesujące wyniki. Nie tylko mamy teraz sposób na zmierzenie obecności gwiazd w wieku kilku miliardów lat w odległych galaktykach, co jest niezwykle trudne do zmierzenia, ale dowiedzieliśmy się też, co się stanie, gdy nasze Słońce umrze – zaznaczył Zijlstra.

 

Źródło: University of Manchester, The Independent, fot. T.A.Rector (NRAO/AUI/NSF - NOAO/AURA/NSF) B.A.Wolpa (NOAO/AURA/NSF) WIYN