Ученые согласны, что солнце умрет примерно через пять миллиардов лет, но они не уверены, что произойдет дальше - до сих пор.
Abell 39, 39-я запись в каталоге больших туманностей, обнаруженная Джорджем Абеллом в 1966 году, является прекрасным примером планетарной туманности. Она была выбрана для изучения Джорджем Якоби (Обсерватория WIYN), Гэри Ферланд (Университет Кентукки) и Кирком Користа (Западный Мичиганский университет) из-за ее красивой и редкой сферической симметрии. Эта фотография была сделана на 3,5-м (138-дюймовом) телескопе WIYN Observatory в Национальной обсерватории Кит-Пика, Тусон, Аризона, в 1997 году через сине-зеленый фильтр, который изолирует свет, испускаемый атомами кислорода в туманности на длине волны 500,7 нанометров. Туманность имеет диаметр около пяти световых лет, а толщина сферической оболочки составляет около трети светлого года. Сама туманность составляет примерно 7000 световых лет от Земли в созвездии Геркулеса. ©T.A.Rector (NRAO / AUI / NSF и NOAO / AURA / NSF) и B.A. Wolpa (NOAO / AURA / NSF) WIYN
Команда международных астрономов, в том числе профессор Альберт Зильстра из Школы физики и астрономии, прогнозируют, что Солнце превратится в массивное кольцо светящегося, межзвездного газа и пыли, известное как планетарная туманность.
Планетарная туманность обозначает конец 90% всех активных звезд и отслеживает переход звезды от красного гиганта к вырожденному белому карлику. Но в течение многих лет ученые не были уверены, что солнце в нашей галактике ждет та же судьба: считалось, что оно слишком мало, чтобы создать видимую планетарную туманность.
Для того, чтобы выяснить это, команда разработала новую звездную модель данных, которая предсказывает жизненный цикл звезд. Модель использовалась для предсказания яркости (или светимости) выброшенной оболочки, для звезд разной массы и возраста. Исследование публикуется в Nature Astronomy.
Профессор Зийлстра объясняет: "Когда звезда умирает, она выбрасывает массу газа и пыли, известную как ее оболочка, в космос. Оболочка может достигать половины массы звезды. Она показывает ядро звезды, которое к этому моменту в жизни звезды исчерпывает топливо и в конечном итоге выключается до окончательного умирания".
"Только тогда горячее ядро заставляет выброшенную оболочку ярко сиять около 10 000 лет - кратковременный период в астрономии. Это то, что делает планетарную туманность видимой. Некоторые из них настолько ярки, что их можно увидеть с чрезвычайно больших расстояний, измеряющихся десятками миллионов световых лет, когда сама звезда была бы слишком слабой, чтобы ее увидеть".
Модель также решает еще одну проблему, которая сбивает с толку астрономов четверть века.
Примерно 25 лет назад астрономы обнаружили, что если вы посмотрите на планетарные туманности в другой галактике, самые яркие всегда имеют одинаковую яркость. Было обнаружено, что можно увидеть, как далеко была галактика во время появления ее самых ярких планетарных туманностей. Теоретически это работало для любого типа галактики.
Но в то время как данные предполагали, что это было правильно, научные модели заявили об обратном. Профессор Зийлстра добавляет: "Старые звезды с низкой массой должны создавать гораздо более слабые планетарные туманности, чем молодые, более массивные звезды. Это стало источником конфликтов в прошлом на протяжении 25 лет".
"Данные говорили, что вы можете получить яркие планетарные туманности от звезд с низкой массой, таких как солнце, а в моделях было сказано, что это невозможно, что-то меньшее, чем примерно в два раза больше массы Солнца, дало бы планетарную туманность, слишком слабую, чтобы ее увидеть".
Новые модели показывают, что после выброса оболочки звезды нагреваются в три раза быстрее, чем в старых моделях. Это облегчает для звезды с малой массой, например солнца, сформировать яркую планетарную туманность. Команда обнаружила, что в новых моделях солнце является почти самой низкой по массе звездой, которая все еще производит видимую, хотя и слабую планетарную туманность. Звезды даже на несколько процентов меньше этого не делают.
Профессор Зийлстра добавил: "Мы обнаружили, что звезды с массой менее чем 1,1 массы солнца создают более слабую туманность, а звезды более массивные - в 3 солнечные массы - более яркие туманности, но для остальных предсказанная яркость очень близка к тому, что наблюдалась. Проблема решена, через 25 лет!"
"Это хороший результат. У нас есть не только способ измерить присутствие звезд в возрасте нескольких миллиардов лет, в далеких галактиках, что очень трудно сделать, мы даже выяснили, что сделает солнце, когда умрет!"