Livssyklusen til vår sol begynte for omtrent 4,6 milliarder år siden. Om omtrent 4,5 til 5,5 milliarder år, når den tømmer forsyningen med hydrogen og helium, vil den gå inn i sin Red Giant Branch (RGB) -fase, hvor den vil utvides til flere ganger sin nåværende størrelse og kanskje til og med konsumere jorden! Og så, når den har nådd slutten av sin livssyklus, antas det at den vil blåse av de ytre lagene og bli en hvit dverg.
Inntil nylig var astronomer ikke sikre på hvordan dette ville foregå og om solen vår ville ende opp som en planetnebula (som de fleste andre stjerner i vårt univers gjør). Men takket være en ny studie fra et internasjonalt team av astronomer, er det nå forstått at vår sol vil avslutte sin livssyklus ved å bli til en massiv ring av lysende interstellar gass og støv - kjent som en planetarisk tåke.
Studien deres, med tittelen “The mysterious age invariance of the cut-off the Planetetary Nebula Luminosity Function”, ble nylig publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Natur. Studien ble ledet av Krzysztof Gesicki, en astrofysiker fra Nicolaus Copernicus University, Polen; og inkludert Albert Zijlstra og M Miller Bertolami - en professor fra University of Manchester og en astronom henholdsvis Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP), Argentina.
Omtrent 90% av alle stjerner ender opp som en planetarisk tåke, som sporer overgangen de går gjennom mellom å være en rød gigant og en hvit dverg. Imidlertid var forskere tidligere usikre på om solen vår ville følge den samme veien, ettersom den antas å ikke være massiv nok til å skape en synlig planetarisk tåke. For å avgjøre om dette ville være tilfelle, utviklet teamet en ny, datamodell som forutsier stjerners livssyklus.
Denne modellen - som de refererer til som PNLF (Planetetary Nebula Luminosity Function) - ble brukt til å forutsi lysstyrken i den utkastede konvolutten for stjerner i forskjellige masser og aldre. Det de fant var at Solen vår var akkurat massiv nok til å ende opp som en svak tåke. Som prof. Zijlstra forklarte i en pressemelding fra Manchester University:
“Når en stjerne dør, kaster den ut en masse gass og støv - kjent som konvolutten - ut i verdensrommet. Konvolutten kan være så mye som halve stjernens masse. Dette avslører stjernens kjerne, som på dette tidspunktet i stjernens liv går tom for drivstoff, til slutt slår seg av og før den til slutt dør. Det er først da den varme kjernen får den utkastede konvolutten til å skinne lyst i rundt 10.000 år - en kort periode i astronomi. Det er dette som synliggjør planetens tåke. Noen er så lyse at de kan sees fra ekstremt store avstander som måler flere titalls millioner lysår, der stjernen i seg selv hadde vært for svak til å se. ”
Denne modellen adresserte også et varig mysterium innen astronomi, og det er grunnen til at de lyseste nebbene i fjerne galakser alle ser ut til å ha den samme lysstyrken. For omtrent 25 år siden begynte astronomer å observere dette, og fant ut at de kunne måle avstanden til andre galakser (i teorien) ved å undersøke deres lyseste planetariske tåker. Modellen skapt av Gesicki og hans kolleger motsatte imidlertid denne teorien.
Kort sagt, gjør lysstyrken til en planetarisk tåke ikke komme ned til massen til stjernen som skaper den, som tidligere antatt. "Gamle stjerner med lav masse bør utgjøre mye svakere planetnåler enn unge, mer massive stjerner," sa prof. Zijlstra. “Dette har blitt en kilde til konflikt de siste 25 årene. Dataene sa at du kunne få lyse planetens tåler fra stjerner med lav masse som sola, modellene sa at det ikke var mulig, noe mindre enn omtrent det dobbelte av solens masse ville gi en planetnebula for svak til å se. ”
I hovedsak demonstrerte de nye modellene at etter at en stjerne kaster ut konvolutten, vil den varme opp tre ganger raskere enn hva eldre modeller antydet - noe som gjør det mye enklere for stjerner med lav masse å danne en lys planetens tåke. De nye modellene indikerte også at solen nesten er nøyaktig i den nedre avskjæringen for stjerner med lav masse som fortsatt vil produsere en synlig, men svak, planetarisk tåke. Noe mindre, la Zijlstra til, vil ikke produsere en tåke:
"Vi fant at stjerner med masse som er mindre enn 1,1 ganger solens masse produserer svakere tåker, og stjerner som er mer massive enn 3 solmasser lysere nebler, men for resten er den predikerte lysstyrken veldig nær det som hadde blitt observert. Problemet er løst, etter 25 år! ”
Til slutt har denne studien og modellen teamet produserte noen virkelig gunstige implikasjoner for astronomer. Ikke bare har de indikert med vitenskapelig tillit hva som vil skje med solen vår når den dør (for første gang), de har også gitt et kraftig diagnostisk verktøy for å bestemme historien til stjernedannelse for mellomaldersstjerner (noen få milliarder år gammel ) i fjerne galakser.
Det er også bra å vite at når vår sol når slutten av levetiden, milliarder av år fra nå, vil enhver avkom vi etterlater være i stand til å sette pris på det - selv om de ser over store romavstander.
