Ученые выяснили, как и когда наше Солнце умрет

Раньше астрономы думали, что Солнце превратится в планетарную туманность - светящийся пузырь из газа и пыли - до тех пор, пока данные не показали, что она должна быть немного более массивной.

Международная группа астрономов снова перевернула ее в 2018 году и обнаружила, что планетарная туманность действительно является наиболее вероятным трупом Солнца.

Солнцу около 4,6 миллиарда лет - это возраст других объектов Солнечной системы, которые образовались примерно в то же время. Основываясь на наблюдениях за другими звездами, астрономы предсказывают, что она достигнет конца своей жизни примерно через 10 миллиардов лет.

Конечно, по ходу дела произойдут и другие вещи. Примерно через 5 миллиардов лет Солнце должно превратиться в красного гиганта. Ядро звезды сожмется, но ее внешние слои будут расширяться до орбиты Марса, захлебывая при этом нашу планету. Если она еще будет там.

Одно можно сказать наверняка: к тому времени нас наверняка уже не будет. Фактически, человечеству останется всего около миллиарда лет, если мы не найдем путь от этой планеты. Это потому, что яркость Солнца увеличивается примерно на 10 процентов каждые миллиард лет. Звучит немного, но такое увеличение яркости положит конец жизни на Земле. Наши океаны испарятся, и поверхность станет слишком горячей для образования воды.

Это то, что приходит после красного гиганта, которого оказалось трудно определить. Несколько предыдущих исследований показали, что для образования яркой планетарной туманности первоначальная звезда должна быть вдвое массивнее Солнца.

Однако в исследовании 2018 года использовалось компьютерное моделирование, чтобы определить, что, как и 90 процентов других звезд, наше Солнце, скорее всего, превратится из красного гиганта в белый карлик, а затем превратится в планетарную туманность.

"Когда звезда умирает, она выбрасывает в космос массу газа и пыли, известную как ее оболочка. Оболочка может достигать половины массы звезды. Это показывает ядро ​​звезды, которое к этому моменту жизни звезды закончится запас топлива, в конце концов оно отключится и, прежде чем окончательно умереть", - объяснил астрофизик Альберт Зейлстра из Манчестерского университета в Великобритании, один из авторов статьи.

"Только тогда горячее ядро ​​заставляет выброшенную оболочку ярко светить в течение примерно 10 000 лет - короткий период в астрономии. Это то, что делает планетарную туманность видимой. Некоторые из них настолько яркие, что их можно увидеть с чрезвычайно больших расстояний, измеряющих десятки километров. миллионы световых лет, где сама звезда была бы слишком тусклой, чтобы ее можно было увидеть".

Модель данных, созданная командой, на самом деле предсказывает жизненный цикл различных типов звезд, чтобы выяснить яркость планетарной туманности, связанной с разными звездными массами.

Планетарные туманности относительно распространены во всей наблюдаемой Вселенной, среди которых есть такие известные, как туманность Спираль, туманность Кошачий глаз, туманность Кольцо и туманность Пузырь.

Их называют планетарными туманностями не потому, что они на самом деле имеют какое-то отношение к планетам, а потому, что, когда первые туманности были обнаружены Уильямом Гершелем в конце 18 века, они были похожи на планеты, увиденные в телескопы того времени.

Почти 30 лет назад астрономы заметили кое-что необычное: самые яркие планетарные туманности в других галактиках имеют примерно одинаковый уровень яркости. Это означает, что, по крайней мере теоретически, глядя на планетарные туманности в других галактиках, астрономы могут вычислить, как далеко они находятся.

Данные показали, что это было правильно, но модели противоречили этому, что раздражало ученых с самого момента открытия. "Старые звезды с малой массой должны образовывать гораздо более слабые планетарные туманности, чем молодые, более массивные звезды. Это стало источником конфликтов за последние 25 лет", -  сказал  Зийлстра.

"Данные говорят, что вы можете получить яркие планетарные туманности от звезд с малой массой, таких как Солнце, модели говорят, что это невозможно, если масса меньше чем вдвое превышает массу Солнца, планетарная туманность будет слишком тусклой, чтобы ее можно было увидеть".

Модели 2018 года решили эту проблему, показав, что Солнце находится примерно на нижнем пределе массы звезды, которая может образовывать видимую туманность.

Даже звезда с массой в 1,1 раза меньше массы Солнца не образует видимых туманностей. С другой стороны, более крупные звезды, в 3 раза массивнее Солнца, будут давать более яркие туманности. Для всех других звезд, находящихся между ними, прогнозируемая яркость очень близка к наблюдаемой.

"Это хороший результат", - сказал Зийлстра. "Теперь у нас не только есть способ измерить присутствие звезд возрастом в несколько миллиардов лет в далеких галактиках, что чрезвычайно трудно измерить, мы даже выяснили, что будет делать Солнце, когда оно умрет!"