Co się stanie gdy Słońce zakończy swoje życie?

Abell 39. Źródło: T.A. Rector (NRAOAUI/NSF and NOAO/AURA/NSF) oraz B.A. Wolpa (NOAO/AURA/NSF)

Naukowcy zagadzają się co do tego, że Słońce zakończy swoje życie za około 5 miliardów lat, ale nie są pewni do tego co się stanie później. A przynajmniej nie byli do teraz.

Międzynarodowy zespół astronomów, w którego składzie znajduje się także prof. Albert Zijlstra z Uniwersytetu w Manchesterze, przewiduje, że Słońce zamieni się w masywny pierścień jasnego, międzygwiezdnego gazu i pyłu, tzw. mgławicę planetarną.

Mgławica planetarna stanowi koniec aktywnego życia 90% wszystkich gwiazd i stanowi okres przejściowy między stadium czerwonego olbrzyma i białego karła. Jednak przez całe lata naukowcy nie byli pewni czy Słońce także podzieli ten sam los: podejrzewano, że Słońce ma za niską masę, aby doprowadzić do powstania widzialnej mgławicy planetarnej.

Aby się tego dowiedzieć, badacze opracowali nowy model przewidujący cykl życia gwiazd. Następnie model ten wykorzystano do przewidzenia jasności odrzucanej przez gwiazdy o różnych masach i wieku otoczki gazowo-pyłowej.

Wyniki badań opublikowano w dniu dzisiejszym w periodyku Nature Astronomy.

Prof. Zijslra tłumaczy: „Gdy gwiazda umiera, odrzuca ze swojej powierzchni mnóstwo gazu i pyłu – tak zwaną otoczkę – w przestrzeń międzygwiezdną. Taka otoczka może zawierać nawet połowę masy gwiazdy. W ten sposób odsłaniane jest jądro gwiazdy, które w tym czasie właśnie wyczerpuje ostatnie zapasy paliwa, z czasem całkowicie zatrzymując procesy i stopniowo umierając”.

„Dopiero wtedy gorące jądro sprawia, że odrzucona otoczka zaczyna świecić i świeci przez około 10 000 lat, co stanowi niezwykle krótki okres w świecie astronomii. To właśnie wtedy można podziwiać mgławicę planetarną pozostałą po gwieździe. Niektóre z nich są tak jasne, że można obserwować je z wyjątkowo dużych odległości rzędu dziesiątek milionów lat świetlnych, podczas gdy gwiazdy, z których powstały były zdecydowanie za ciemne, aby można było je dostrzec”.

Stworzony przez naukowców model rozwiązuje także jeszcze jeden problem, który frapował astronomów już od ćwierć wieku.

Około 25 lat temu astronomowie odkryli, że gdy spoglądają na mgławice planetarne w innej galaktyce, najjaśniejsze z nich zawsze mają tę samą jasność. Okazało się, że możliwe jest oszacowanie odległości do galaktyki na podstawie wyglądu jej najjaśniejszych mgławic planetarnych. W teorii dotyczyło to galaktyk każdego rodzaju.

Jednak choć dane wskazywały, że tak faktycznie jest, modele wskazały coś innego. Prof. Zijlstra dodaje: „Stare, małomasywne gwiazdy powinny tworzyć słabsze mgławice planetarne niż młode, bardziej masywne gwiazdy. To stanowiło źródło konfliktu istniejącego przez ostatnie 25 lat”.

„Dane wskazywały, że jasne mgławice planetarne mogą powstawać z małomasywnych gwiazd takich jak Słońce, modele natomiast wskazywały, że nie jest to możliwe i każdy obiekt o masie poniżej dwóch mas Słońca tworzyłby mgławicę planetarną zbyt ciemną, aby można było ją dostrzec”.

Nowe modele wskazują, że po odrzuceniu otoczki, gwiazdy rozgrzewają się nawet trzy razy szybciej niż w innych modelach. Dzięki temu gwiazda taka jak Słońce może dużo łatwiej doprowadzić do powstania jasnej mgławicy planetarnej. Badacze odkryli, że w nowych modelach Słońce jest niemal dokładnie na granicy masy, w której jeszcze może doprowadzić do powstania widocznej, aczkolwiek słabej mgławicy planetarnej. Gwiazdy nawet zaledwie kilka procent mniej masywne od Słońca nie będą w stanie takiej mgławicy wytworzyć.

Prof. Zijlstra dodaje: „Odkryliśmy, że gwiazdy o masie mniejszej niż 1,1 masy Słońca wytwarzają słabsze mgławice, a gwiazdy masywniejsze niż 3 masy Słońca jaśniejsze, natomiast dla całej reszty gwiazd przewidywana jasność jest bardzo bliska tej, która wynika z obserwacji”.

„To naprawdę interesujące wyniki. Nie tylko mamy teraz sposób na mierzenie obecności gwiazd w wieku kilku miliardów lat w odległych galaktykach, co stanowi zakres niezwykle trudny do zmierzenia, ale także dowiedzieliśmy się co się stanie z naszym słońcem po jego śmierci!”

Źródło: University of Manchester