Вчені остаточно визначилися в тому, як загине наше Сонце

Які метаморфози очікують наше Сонце після загибелі зірки? Вчені підготували нове пророцтво про те, яким буде кінець нашого світила і як після цього буде виглядати наша Сонячна система. До частиною чи на жаль, людство не зможе побачити останні миті життя зірки. Вимре воно набагато раніше, якщо, звичайно, не переселиться до того моменту в яку-небудь іншу планетарну систему.

Згідно з висновками попередніх досліджень, наше Сонце має перетворити нашу систему в так звану планетарну туманність – яскраве хмара з розпеченого газу і пилу, — проте подальші дослідження говорили про те, що процес загибелі нашого світила буде більш масштабним. У новій статті, опублікованій в журналі Nature Astronomy, дослідники заявляють, що після смерті Сонця наша система дійсно перетвориться у гігантський світиться «міхур» з пилу і газу, який проіснує в такому вигляді кілька тисяч років, а потім зникне.

Численні дослідження і спостереження показують, що життєвий цикл зірок, порівнянних по масі з Сонцем, становить близько 10 мільярдів років. Поточний вік Сонця — близько 4,6 мільярда років. Іншими словами, у нашого світила в запасі залишилося близько 5 мільярдів років. Однак за цей час, зрозуміло, відбудеться чимало цікавих речей.

Астрономи говорять, що приблизно через 5 мільярдів років Сонце перетвориться на червоного гіганта. У цей момент ядро зірки зменшиться в розмірах, в той час як її зовнішні шари розширюватися настільки, що досягнутий орбіти Марса, поглинувши нашу планету в ході цього процесу. Зрозуміло, якщо до цього моменту планета все ще буде перебувати на своєму місці. Як і ми. Справа в тому, що у людства на Землі залишилося всього близько 1 мільярда років.

Проблема пояснюється тим, що яскравість нашого світила кожні мільярд років зростає приблизно на 10 відсотків. Здається, що це зовсім небагато, але цього цілком достатньо, щоб покласти кінець життя на Землі. При такому підвищенні яскравості океани нашої планети випаруються, оскільки поверхня стане занадто гарячою, щоб підтримувати формування та утримання води. Загалом, нам усім прийде кінець. Знову ж таки, якщо до цього моменту ми не шукатимемо якийсь більш підходящий світ для проживання чи просто не вимремо.

подібної долі світила сьогодні ніхто не сумнівається, проте вчені вже майже три десятки років сперечаються про те, як буде виглядати породжена їм планетарна туманність і буде вона існувати взагалі.

Висновки кількох попередніх досліджень говорили про те, що для формування яскравої планетарної туманності потрібна наявність зірки з масою як мінімум в два рази більше, ніж у нашого Сонця.

Нова комп'ютерна модель, розроблена міжнародною групою астрономів, показує, що наше Сонце, як і 90 відсотків інших зірок, спершу чекає перехід у фазу червоного гіганта. Потім, коли ядро, в якому поступово припиняться термоядерні реакції, охолоне, зірка перетвориться на білого карлика. Його світло будуть підігрівати і підсвічувати навколишні хмари газу, перетворюючи їх у яскрава пляма на нічному небі інших світів, і Сонячна система стане так званої планетарною туманністю.

«При загибелі зірка викидає величезну масу газу і пилу – так звану оболонку – в космос. Маса цієї оболонки може бути дорівнює половині всієї маси зірки. Викид оболонки оголює ядро зірки, в якому до цього моменту вже закінчується паливо для термоядерних реакцій. В кінцевому підсумку воно «вимикається» і остаточно гине», — пояснює один з авторів нової роботи, астрофізик Альберт Зійлстра з Манчестерського університету (Великобританія).

«Викинута оболонка буде яскраво підсвічуватися ще остаточно не остившім ядром зірки близько 10 тисяч років – досить трохи за космічними мірками. Деякі планетарні туманності настільки яскраві, що видно на відстані десятків мільйонів світлових років, навіть незважаючи на те, що самі зірки, їх підсвічують, набагато тьмяніше, щоб їх можна було побачити», — пояснює вчений.

Як пояснюють дослідники, створена ними комп'ютерна модель здатна передбачати життєвий цикл різних типів зірок і потенційну яскравість планетарних туманностей, згідно з різними масам світил.

Самі по собі планетарні туманності – досить поширене явище в спостережуваної Всесвіту. Самими відомими з них є, наприклад, Туманність Равлик, Туманність Котяче Око, Туманність Кільце і Туманність Міхур.

Туманність Котяче Око

Їх називають планетарними туманностями не тому, що вони мають якесь відношення до планет. Одні з перших туманностей були виявлені астрономом Вільямом Гершелем наприкінці XVIII століття. Вчений запропонував для них термін «планетарна туманність» з-за їх видимого схожості з диском Урану. Так назва і прижилася.

Близько 25 років тому астрономи виявили одну цікаву деталь: всі великі планетарні туманності мають приблизно однакові розміри і світність, незважаючи на те, що вони часто знаходяться в різних галактиках або скупчення зірок, де присутні переважно великі зірки, або, навпаки, тільки світила-карлики. У середньому типова планетарна туманність світить в десять тисяч разів яскравіше, ніж Сонце, і фактично ніколи не переступає цю межу. З цього виходило, що теоретично спостереження за туманностями дозволить з'ясувати, наскільки далеко вони від насзнаходяться.

Подальші дослідження це припущення підтвердили. Але, з іншого боку, комп'ютерні розрахунки показували, що яскравість і розміри планетарної туманності дуже сильно залежать від того, якою масою мала їх прародителька. З цієї причини подібні об'єкти в групах молодих зірок повинні бути яскравіше і більше в кілька разів, ніж туманності в старих кульових скупченнях, що не спостерігається в реальності.

Це невідповідність змушувало багатьох учених, у тому числі і авторів статті, запекло сперечатися про те, як саме народжуються планетарні туманності і чому астрономам не вдається знайти більш яскраві об'єкти. Зійлстра і його колеги вирішили ці суперечності, створивши нову комп'ютерну модель старої зірки, перетворюється на білого карлика, і підсвічується їй планетарної туманності.

Ці розрахунки несподіваним чином показали, що попередники авторів статті не враховували, як сильно змінюється температура ядра зірки по мірі скидання її оболонок, виявилося, що воно нагрівається в три рази швидше і сильніше, ніж припускали астрономи. Завдяки цьому навіть невеликі зірки, чия маса порівнянна з сонячної, можуть породжувати яскраві планетарні туманності, близькі до максимуму їх світності.

«Це відмінні результати. Ми не тільки отримали методику, що дозволяє знаходити дуже старі зірки в далеких галактиках і визначати їх вік, що раніше було зробити досить складно. До того ж ми дозволили один з найстаріших спорів в астрономії, а також дізналися, що чекає Сонце в майбутньому, після його смерті», — підсумував Зійлстра.