Вчені з’ясували коли і як «помре» наше Сонце

Як виглядатиме наше Сонце після смерті? Вчені зробили прогнози щодо того, як виглядатимуть останні дні нашої Сонячної системи та коли це відбудеться. І нас, людей, не буде поруч, щоб побачити завісу Сонця. Раніше астрономи вважали, що Сонце перетвориться на планетарну туманність – що сяє міхур газу та космічного пилу – доки докази не свідчать про те, що воно має бути трохи масивнішим. Міжнародна група астрономів знову перевернула його у 2018 році й виявила, що планетарна туманність справді є найімовірнішим сонячним трупом.

Вік Сонця становить приблизно 4,6 мільярда років, виходячи з віку інших об’єктів Сонячної системи, які утворилися приблизно в той же час. Ґрунтуючись на спостереженнях за іншими зірками, астрономи передбачають, що вона досягне кінця свого життя ще приблизно через 10 мільярдів років. Є й інші речі, які відбуватимуться на цьому шляху, звичайно. Приблизно через 5 мільярдів років Сонце має перетворитися на червоного гіганта. Ядро зірки зменшиться, але її зовнішні шари розширяться до орбіти Марса, поглинаючи нашу планету в процесі. Якщо воно ще там.

Одне можна сказати напевно: до того часу нас уже не буде. Насправді у людства залишився лише близько 1 мільярда років, якщо ми не знайдемо вихід з цієї скелі. Це тому, що яскравість Сонця збільшується приблизно на 10 відсотків кожні мільярд років. Звучить небагато, але збільшення яскравості призведе до кінця життя на Землі. Наші океани випаровуються, а поверхня стане занадто гарячою для утворення води. Ми будемо настільки потужними, наскільки ви зможете. Це те, що приходить після червоного гіганта, виявилося важко визначити. Кілька попередніх досліджень виявили, що для утворення яскравої планетарної туманності початкова зірка повинна була вдвічі масивніша за Сонце.

Однак у дослідженні 2018 року було використано комп’ютерне моделювання, щоб визначити, що, як і 90 відсотків інших зірок, наше Сонце, найімовірніше, зменшиться від червоного гіганта до білого карлика, а потім перетвориться на планетарну туманність.

«Коли зірка гине, вона викидає в космос масу газу та пилу, відому як її оболонка. Маса оболонки може становити половину маси зірки. Це показує ядро ​​зірки, яке до цього моменту життя зірки працює закінчується паливо, врешті-решт вимикається і перед остаточною смертю», – пояснив астрофізик Альберт Зійлстра з Манчестерського університету у Великій Британії, один з авторів статті.

«Лише тоді гаряче ядро ​​змушує викинуту оболонку яскраво світити протягом приблизно 10 000 років — короткого періоду в астрономії. Саме це робить планетарну туманність видимою. Деякі з них настільки яскраві, що їх можна побачити з надзвичайно великих відстаней — десятки мільйони світлових років, де сама зірка була б занадто слабкою, щоб її побачити».

Модель даних, яку створила команда, фактично передбачає життєвий цикл різних типів зірок, щоб визначити яскравість планетарної туманності, пов’язаної з різними масами зірок. Планетарні туманності є відносно поширеними в усьому спостережуваному Всесвіті, серед відомих з них – туманність Спіраль, туманність Котяче око, туманність Кільце та туманність Пузир.

Їх назвали планетарними туманностями не тому, що вони насправді мають якесь відношення до планет, а тому, що коли перші були виявлені Вільямом Гершелем наприкінці 18 століття, вони були схожі на планети в телескопи того часу. Майже 30 років тому астрономи помітили щось дивне: усі найяскравіші планетарні туманності в інших галактиках мають приблизно однаковий рівень яскравості. Це означає, що, принаймні теоретично, дивлячись на планетарні туманності в інших галактиках, астрономи можуть обчислити, наскільки далеко вони знаходяться. Дані показали, що це було правильно, але моделі суперечили цьому, що не давало спокою вченим з моменту відкриття.

«Старі зірки з малою масою повинні створювати набагато тьмяніші планетарні туманності, ніж молоді, більш масивні зірки. Це стало джерелом конфлікту протягом останніх 25 років», — сказав Зійлстра. «Дані свідчать, що ви можете отримати яскраві планетарні туманності від зірок із малою масою, як-от Сонце, моделі стверджують, що це неможливо, все, що менше приблизно вдвічі більше маси Сонця, призведе до того, що планетарна туманність буде занадто слабкою, щоб її побачити».

Моделі 2018 року розв’язували цю проблему, показавши, що Сонце має приблизно нижню межу маси для зірки, яка може створювати видиму туманність. Навіть зірка, маса якої в 1,1 раза перевищує масу Сонця, не створить видимої туманності. З іншого боку, більші зірки, у 3 рази масивніші за Сонце, створюватимуть яскравіші туманності. Для всіх інших зірок між ними прогнозована яскравість дуже близька до спостережуваної.

«Це хороший результат», — сказав Зійлстра. «Тепер ми не тільки маємо спосіб виміряти присутність зірок віком кілька мільярдів років у далеких галактиках, що є діапазоном, який надзвичайно важко виміряти, ми навіть з’ясували, що робитиме Сонце, коли помре!» Джерело