Что будет, когда наше Солнце умрёт?

Специально для mixstuff – Olga_Vesna

Эйбелл 39 — одна из самых больших планетарных туманностей, открытая Джорджем Эйбеллом в 1966 году. Многие учёные выбирают для исследования именно эту туманность из-за красивой и редкой сферической формы. Этот снимок был сделан в 1997 году  с помощью 138-дюймового телескопа в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне.  При съёмке использовался сине-зелёный фильтр, убирающий свечение, излучаемое атомами кислорода в туманности.  Диаметр туманности составляет примерно пять  световых лет, а толщина световой оболочки — около трети светового года. Расстояние от Земли до туманности, находящейся в созвездии Геркулеса, оценивается примерно в семь тысяч световых лет.

Учёные сходятся на том, что наше Солнце умрёт где-то через 10 миллиардов лет. Однако до сих пор они не могли с уверенностью сказать, что последует за этим событием.

Международная команда астрономов, совместно с профессором Альбертом Зейлстром из Манчестерского университета, предполагает, что Солнце превратится в огромное кольцо светящихся межзвёздных газов и пыли, то есть в планетарную туманность.

Планетарная туманность знаменует собой окончание активной жизни 90% всех звёзд и сопровождает превращение звезды из красного гиганта в белого карлика. Но многие годы учёные не были уверены, повторит ли наше Солнце такую судьбу. Считалось, что его масса слишком мала, чтобы создать видимую планетарную туманность.

С целью разобраться в этом вопросе, команда исследователей разработала новую научную модель, предсказывающую жизненный цикл звёзд.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.

Профессор Зейлстра объясняет:

«Когда звезда умирает, она выбрасывает в космос массу газов и пыли, называемую оболочкой. Масса оболочки может достигать половины массы звезды. В процессе открывается ядро звезды, которое к этому моменту звёздной жизни вырабатывает всё топливо и гаснет перед тем, как звезда окончательно умирает. В это время горячее ядро заставляет выброшенную оболочку ярко светиться на протяжении примерно 10 тысяч лет – очень короткий период в астрономии. Благодаря этому процессу, мы можем увидеть планетарную туманность. Некоторые из них настолько яркие, что видны с невероятно больших расстояний, измеряемых десятками миллионов световых лет. На таких расстояниях саму звезду было бы невозможно заметить».

Модель также решает ещё одну проблему, существующую уже четверть века.

Примерно 25 лет назад  астрономы открыли, что  самые яркие планетарные туманности других галактик всегда имеют одинаковую яркость. Было обнаружено, что возможно определить расстояние до галактики только по внешнему виду самой яркой её планетарной туманности. Теоретически это работало для всех видов галактик.

Однако в то время как все данные говорили о том, что это верно, научные модели утверждали обратное.

«Старые звёзды с малой массой должны создавать гораздо менее яркие планетарные туманности, чем молодые и массивные звёзды. Это было источником конфликтов  на протяжении 25 лет, — говорит профессор Зейлстра. – Статистические данные говорили о том, что небольшие звёзды, такие как Солнце, могут создавать яркие планетарные туманности, моделирование опровергало такую возможность. Звезда, в два раза массивнее Солнца, дала бы слишком слабую планетарную туманность, которую невозможно было бы увидеть».

Новые модели показали, что после выброса оболочки звёзды нагреваются в три раза быстрее, чем показывали старые модели. Этот факт сильно упрощает процесс образования достаточно яркой планетарной туманности такой небольшой звездой, как Солнце. Команда исследователей обнаружила, что в новых моделях Солнце оказывается практически самой малой звездой, которая всё ещё производит слабую, но видимую планетарную туманность. Звёзды всего лишь на несколько процентов меньшей массы уже не имеют такой возможности.

«Мы обнаружили, — говорит профессор Зейлстра, — что звёзды с массой, меньше, чем 1,1 массы Солнца,  создают более слабые туманности, а звёзды с массой в 3 и более раза больше массы Солнца, создают более яркие туманности, а для остальных предсказанная ранее яркость очень близка к тому, что мы наблюдали. Проблема, мучившая нас 25 лет, решена!»

«Это прекрасный результат. Мы не только получили методику обнаружения звёзд возрастом в несколько миллиардов лет в далёких галактиках (крайне сложный диапазон для измерений), но и поняли, что будет происходить с Солнцем после смерти», — подытожил Зейлстра.

.