Вчені передбачили епічну смерть Сонця

Як виглядатиме наше Сонце після смерті? Вчені зробили прогнози про те, як виглядатимуть останні дні нашої Сонячної системи і коли це станеться. І нас, людей, вже не буде поруч, щоб побачити, як Сонце йде на той світ.

Раніше астрономи вважали, що Сонце перетвориться на планетарну туманність – світну бульбашку газу та космічного пилу – доки не з’явилися дані, що свідчать про те, що воно має бути трохи масивнішим.

У 2018 році міжнародна команда астрономів знову перевернула цю гіпотезу і виявила, що планетарна туманність – це справді найімовірніший труп Сонця.

Вік Сонця становить близько 4,6 мільярда років – за віком інших об’єктів Сонячної системи, які утворилися приблизно в той самий час. На основі спостережень за іншими зірками астрономи прогнозують, що воно досягне кінця свого життя приблизно через 10 мільярдів років.

Звичайно, на цьому шляху відбуватимуться й інші події. Приблизно через 5 мільярдів років Сонце перетвориться на червоного гіганта. Ядро світила стиснеться, але його зовнішні шари розширяться до орбіти Марса, поглинувши при цьому нашу планету. Якщо вона взагалі ще там буде.

Одне можна сказати напевно: На той час нас вже не буде поруч. Насправді, людству залишилося близько 1 мільярда років, якщо ми не знайдемо спосіб вибратися з цієї скелі. Це тому, що яскравість Сонця збільшується приблизно на 10 відсотків кожний мільярд років.

Це звучить не так вже й багато, але таке збільшення яскравості призведе до загибелі життя на Землі. Наші океани випаруються, а поверхня стане занадто гарячою для утворення води. Нам буде капут, наскільки це можливо.

Це те, що станеться після червоного гіганта, який виявилося важко визначити. Кілька попередніх досліджень показали, що для того, щоб сформувалася яскрава планетарна туманність, початкова зірка повинна бути вдвічі масивнішою за Сонце.

Однак у дослідженні 2018 року за допомогою комп’ютерного моделювання було визначено, що, як і 90 відсотків інших зірок, наше Сонце, найімовірніше, зменшиться з червоного гіганта, стане білим карликом, а потім перетвориться на планетарну туманність.

“Коли зоря вмирає, вона викидає в космос масу газу і пилу, відому як її оболонка. Оболонка може становити до половини маси зорі. Це відкриває зоряне ядро, яке до цього моменту в житті зорі вичерпує паливо, зрештою вимикається, а потім остаточно вмирає”, – 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. Це те, що робить планетарну туманність видимою. Деякі з них настільки яскраві, що їх можна побачити з надзвичайно великих відстаней, що вимірюються десятками мільйонів світлових років, де сама зірка була б занадто слабкою, щоб її можна було побачити”.

Модель даних, яку створила команда, фактично прогнозує життєвий цикл різних типів зірок, щоб з’ясувати яскравість планетарної туманності, пов’язану з різними зоряними масами.

Планетарні туманності відносно поширені у всьому спостережуваному Всесвіті, найвідоміші з них – Туманність Спіралі, Туманність Котяче Око, Кільцева Туманність та Пузирчаста Туманність.

Туманність Котяче Око (NASA/ESA)

Вони називаються планетарними туманностями не тому, що насправді мають щось спільне з планетами, а тому, що коли перші з них були відкриті Вільямом Гершелем наприкінці 18 століття, вони були схожі на планети у тогочасні телескопи.

Майже 30 років тому астрономи помітили дещо особливе: 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 показували, що це правильно, але моделі суперечили цьому, що не давало спокою вченим відтоді, як було зроблено відкриття.

“Старі зірки з низькою масою повинні створювати набагато слабші планетарні туманності, ніж молоді, більш масивні зірки. Це стало джерелом конфлікту за останні 25 років”, – сказав Зійлстра у 2018 році.

“Дані показували, що можна отримати яскраві планетарні туманності від зірок з низькою масою, таких як Сонце, але моделі стверджували, що це неможливо, все, що менше приблизно вдвічі маси Сонця, дасть планетарну туманність, занадто слабку, щоб її можна було побачити”.

Моделі команди вирішили цю проблему, показавши, що Сонце має приблизно нижню межу маси для зорі, яка може утворювати видиму туманність.

Навіть зоря з масою в 1,1 рази меншою за масу Сонця не утворює видиму туманність. З іншого боку, більші зорі, втричі масивніші за Сонце, утворюють яскравіші туманності.

Для всіх інших зірок, що знаходяться між ними, прогнозована яскравість дуже близька до спостережуваної.

“Це чудовий результат, – сказав Зійлстра. “Мало того, що у нас тепер є спосіб виміряти наявність зірок віком у кілька мільярдів років у далеких галактиках, а це діапазон, який надзвичайно важко виміряти, ми навіть з’ясували, що буде робити Сонце, коли воно помре!”

Дослідження опубліковане в журналі Nature Astronomy..