Ранее астрономы полагали, что Солнце превратится в планетарную туманность — светящуюся оболочку из газа и космической пыли — но потом появились свидетельства того, что оно для этого должно быть чуть больше по массе.
Международная команда астрономов еще раз изучила этот вопрос и пришла к выводу, что планетарная туманность действительно является наиболее вероятным будущим для Солнца. Новые модели предсказывают, что Солнце в конце своей жизни также сформирует планетарную туманность, но она будет слабой.
Возраст Солнца около 4,6 миллиардов лет, что соответствует возрасту других объектов Солнечной системы, которые сформировались примерно в одно время. Исходя из наблюдений за другими звездами, астрономы прогнозируют, что оно закончит свою жизнь примерно через 10 миллиардов лет.
Конечно, до этого произойдут и другие события. Примерно через 5 миллиардов лет Солнце должно стать красным гигантом. Ядро звезды уменьшится, но его внешние слои увеличатся до орбиты Марса, поглотив при этом нашу планету. Если она еще будет существовать.
Одно можно утверждать с уверенностью: к тому времени нас уже не будет. На самом деле, у человечества есть всего около миллиарда лет, если мы не придумаем способ покинуть Землю. Это потому, что яркость Солнца растет примерно на 10 процентов за каждый миллиард лет.
Несмотря на то, что увеличение яркости кажется незначительным, оно может привести к фатальным последствиям для жизни на Земле. Океаны испарятся, а поверхность станет слишком горячей, чтобы существовала вода. Это может привести к исчезновению всего сущего на планете.
Интересно отметить, что исследования представляют неоднозначную картину о том, что происходит после появления красного гиганта. Некоторые предыдущие исследования свидетельствуют о том, что для образования яркой планетарной туманности первоначальная звезда должна была иметь вдвое большую массу по сравнению с Солнцем.
Но компьютерное моделирование указывает, что наше Солнце, подобно 90 процентам других звезд, скорее всего претерпит эволюцию от красного гиганта к белому карлику, а затем превратится в планетарную туманность.
В конце своей жизни звезда выбрасывает в космос оболочку, состоящую из газа и пыли, что может составлять до половины ее массы. Это приводит к обнажению ядра звезды, которое на тот момент прекращает свое горение, так как истощается топливо, что в итоге приводит к полному угасанию звезды. Затем, только после этого, горячее ядро заставляет выброшенную оболочку ярко светиться в течение примерно 10 000 лет. Именно такое сияние делает планетарную туманность видимой. Некоторые из этих туманностей достаточно яркие, чтобы их можно наблюдать с огромных расстояний, измеряемых в десятках миллионов световых лет, тогда как сама звезда была бы слишком блеклой для наблюдения
— астрофизик Альберт Зейлстра из Манчестерского университета в Великобритании, один из авторов исследования.
Команда разработала модель данных, которая позволяет прогнозировать жизненный цикл различных типов звезд с целью определить связь между их массой и яркостью планетарной туманности.
В наблюдаемой Вселенной планетарные туманности являются довольно распространенным явлением. Среди наиболее известных планетарных туманностей можно назвать такие, как туманность Улитка, туманность Кошачий глаз, туманность Кольцо и туманность Пузырь.
Туманность Кошачий глаз. Фото телескопа Хаббл
Название «планетарные туманности» получили не из-за связи с планетами, а потому, что их внешний вид походил на планеты, как они выглядели в телескопы 18 века, во время первых наблюдений Уильяма Гершеля.
Почти 30 лет назад астрономы обратили внимание на интересный феномен: наиболее яркие планетарные туманности в других галактиках имели схожую яркость. Это означало, что, теоретически, при наблюдении планетарных туманностей в других галактиках, астрономы могут использовать яркость для определения расстояния до них.
Исследования подтвердили эту гипотезу, но существующие модели противоречили этим наблюдениям, вызывая недовольство у ученых со времени первого обнаружения этого феномена.
Долгое время существовал конфликт в отношении планетарных туманностей, связанный с их яркостью и звездной массой. Старые звезды с небольшой массой ожидалось, что создадут тусклые планетарные туманности, в то время как молодые и более массивные звезды должны порождать более яркие туманности. Однако данные, полученные на протяжении последних 25 лет, показали, что планетарные туманности от звезд с небольшой массой, включая Солнце, могут быть яркими. Это противоречило ранее представленным моделям, которые утверждали, что масса звезды, меньшая примерно чем вдвое массы Солнца, не позволила бы образованию достаточно яркой планетарной туманности
— Альберт Зейлстра.
Модели, разработанные командой, решают данную проблему, показывая, что Солнце имеет минимальную массу, при которой может образовываться видимая планетарная туманность.
Звезда с массой менее 1,1 массы Солнца не способна создать заметную планетарную туманность. С другой стороны, звезды, в три раза более массивные, чем Солнце, образуют более яркие туманности. Для всех остальных звезд прогнозируемая яркость планетарных туманностей очень близка к наблюдаемой.
