The ciclul de viață al Soarelui nostru a început în urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani. În aproximativ 4,5 până la 5,5 miliarde de ani, când își va epuiza aprovizionarea cu hidrogen și heliu, va intra în faza sa Red Giant Branch (RGB), unde se va extinde la de câteva ori dimensiunea actuală și poate chiar consuma Pământul! Și apoi, când a ajuns la sfârșitul ciclului său de viață, se crede că își va exploda straturile exterioare și va deveni o pitică albă.
Până de curând, astronomii nu erau siguri cum va avea loc acest lucru și dacă Soarele nostru va ajunge sau nu ca o nebuloasă planetară (cum o fac majoritatea celorlalte stele din Universul nostru). Dar datorită unui studiu nou de o echipă internațională de astronomi, acum se înțelege că Soarele nostru își va încheia ciclul de viață transformându-se într-un inel masiv de gaz și praf interstelar luminos – cunoscut sub numele de nebuloasă planetară.
Studiul lor, intitulat „ Invarianța misterioasă a vârstei a limită a funcției de luminozitate a nebuloasei planetare „, a fost publicat recent în revista științificăNatură.Studiul a fost condus de Krzysztof Gesicki, un astrofizician din Universitatea Nicolaus Copernic , Polonia; și a inclus Albert Zijlstra și M Miller Bertolami – profesor de la Universitatea din Manchester iar un astronom cel Institutul de Astrofizică din La Plata (IALP), respectiv Argentina.
Ciclul de viață al unei stele asemănătoare Soarelui, de la naștere (partea stângă) până la evoluția sa într-o gigantă roșie (partea dreaptă) după miliarde de ani. Credit: ESO/M. Kornmesser
Aproximativ 90% din toate stelele ajung ca o nebuloasă planetară, care urmărește tranziția prin care trec între a fi o gigantă roșie și o pitică albă. Cu toate acestea, oamenii de știință nu erau siguri anterior dacă Soarele nostru va urma aceeași cale, deoarece se credea că nu este suficient de masiv pentru a crea o nebuloasă planetară vizibilă. Pentru a determina dacă acesta ar fi cazul, echipa a dezvoltat un nou model stelar, de date, care prezice ciclul de viață al stelelor.
Acest model – la care se referă ca funcția de luminozitate a nebuloasei planetare (PNLF) – a fost folosit pentru a prezice luminozitatea învelișului ejectat pentru stele de diferite mase și vârste. Ceea ce au descoperit a fost că Soarele nostru era suficient de masiv pentru a ajunge ca o nebuloasă slabă. După cum a explicat prof. Zijlstra într-o universitate din Manchester Comunicat de presă :
„Când o stea moare, ejectează o masă de gaz și praf – cunoscută sub numele de învelișul ei – în spațiu. Plicul poate ajunge la jumătate din masa stelei. Acest lucru dezvăluie miezul stelei, care în acest moment al vieții stelei rămâne fără combustibil, în cele din urmă se oprește și înainte de a muri în cele din urmă. Abia atunci miezul fierbinte face ca plicul ejectat să strălucească puternic timp de aproximativ 10.000 de ani – o perioadă scurtă în astronomie. Acesta este ceea ce face vizibilă nebuloasa planetară. Unele sunt atât de strălucitoare încât pot fi văzute de la distanțe extrem de mari, care măsoară zeci de milioane de ani lumină, unde steaua în sine ar fi fost mult prea slabă pentru a fi văzută.”
Acest model a abordat, de asemenea, un mister de durată în astronomie, motiv pentru care cele mai strălucitoare nebuloase din galaxiile îndepărtate par să aibă toate aceeași luminozitate. Cu aproximativ 25 de ani în urmă, astronomii au început să observe acest lucru și au descoperit că pot măsura distanța până la alte galaxii (teoretic) examinând cele mai strălucitoare nebuloase planetare ale acestora. Cu toate acestea, modelul creat de Gesicki și colegii săi a contrazis această teorie.
Patru nebuloase planetare diferite din galaxia noastră. Credit: NASA/Observatorul Chandra
Pe scurt, luminozitatea unei nebuloase planetare o facenuse reduce la masa stelei care o creează, așa cum se presupunea anterior. „Stelele vechi, cu masă mică, ar trebui să facă nebuloase planetare mult mai slabe decât stelele tinere, mai masive”, a spus prof. Zijlstra. „Acest lucru a devenit o sursă de conflict în ultimii 25 de ani. Datele spuneau că s-ar putea obține nebuloase planetare strălucitoare de la stele cu masă mică, cum ar fi Soarele, modelele spuneau că nu este posibil, nimic mai puțin de aproximativ două ori masa Soarelui ar da o nebuloasă planetară prea slabă pentru a fi văzută.
În esență, noile modele au demonstrat că, după ce o stea își ejectează învelișul, se va încălzi de trei ori mai repede decât indicau modelele mai vechi – ceea ce face mult mai ușor pentru stelele cu masă mică să formeze o nebuloasă planetară strălucitoare. Noile modele au indicat, de asemenea, că Soarele se află aproape exact la limita inferioară pentru stelele cu masă mică, care vor produce în continuare o nebuloasă planetară vizibilă, deși slabă. Orice mai mic, a adăugat prof. Zijlstra, nu va produce o nebuloasă:
„Am descoperit că stelele cu masa mai mică de 1,1 ori masa Soarelui produc nebuloase mai slabe, iar stelele cu o masă mai mare decât 3 mase solare nebuloase mai strălucitoare, dar pentru restul luminozitatea prezisă este foarte apropiată de ceea ce a fost observat. Problemă rezolvată, după 25 de ani!”
În cele din urmă, acest studiu și modelul produs de echipa au câteva implicații cu adevărat benefice pentru astronomi. Nu numai că au indicat cu încredere științifică ce se va întâmpla cu Soarele nostru când acesta va muri (pentru prima dată), ei au oferit și un instrument de diagnostic puternic pentru a determina istoria formării stelelor pentru stelele de vârstă intermediară (veche de câteva miliarde de ani). ) în galaxii îndepărtate.
De asemenea, este bine de știut că, atunci când Soarele nostru ajunge la sfârșitul vieții, peste miliarde de ani, orice descendență pe care o lăsăm în urmă o va putea aprecia – chiar dacă se uită pe distanțe mari ale spațiului.
Lectură suplimentară: Universitatea din Manchester , Natură