خورشید چه زمانی خاموش خواهد شد؟

فرادید | مرگ خورشید چگونه و در چه زمانی خواهد بود؟ دانشمندان در مورد اینکه روز‌های پایانی منظومه شمسی ما چگونه خواهد بود و چه زمانی این اتفاق خواهد افتاد، پیش بینی‌هایی کرده‌اند. نگران نباشید! ما انسان‌ها برای دیدن پرده آخر خورشید احتمالا در آن حوالی نخواهیم بود.

به گزارش فرادید به نقل از ساینس آلرت؛ پیش از این، ستاره شناسان بر این باور بودند که خورشید پس از مرگ به یک سحابی سیاره‌ای تبدیل خواهد شد _ حبابی نورانی از گاز و غبار کیهانی _ اما شواهد وبررسی‌ها نشان داد که این سحابی باید جرم بیشتری داشته باشد.

یک تیم بین المللی از ستاره شناسان در سال ۲۰۱۸ دوباره این فرضیه را بررسی کردند و دریافتند که یک «سحابی سیاره ای» در واقع محتمل‌ترین چیزی است که از خورشید باقی خواهد ماند.

خورشید در حدود ۴.۶ میلیارد سال قدمت دارد که براساس سن دیگر اجرام منظومه شمسی که همزمان با خورشید به وجود آمده‌اند، اندازه‌گیری شده است. براساس مشاهده ستارگان دیگر، ستاره‌شناسان پیش‌بینی می‌کنند که خورشید در حدود ۱۰ میلیارد سال دیگر به پایان عمر خود خواهد رسید.

البته اتفاقات دیگری نیز در این مسیر رخ خواهد داد. در حدود ۵ میلیارد سال دیگر خورشید قرار است به یک غول سرخ تبدیل شود. هسته خورشید کوچک خواهد شد، اما لایه‌های بیرونی آن تا مدار مریخ گسترش خواهند یافت و سیاره ما یعنی زمین را در جریان این فرآیند در بر خواهد گرفت.

یک چیز قطعی است: تا آن زمان، ما دیگر وجود نخواهیم داشت. در واقع، بشریت تنها حدود ۱ میلیارد سال دیگر در زمین خواهد بود، مگر اینکه راهی برای دور شدن از سیاره پیدا کنیم. به این دلیل که خورشید در حدود ۱۰ درصد در هر میلیارد سال در حال افزایش روشنایی و گرما است.

این مقدار در علوم فضایی زیاد به نظر نمی‌رسد، اما همین افزایش روشنایی و گرما به زندگی روی زمین پایان خواهد داد. اقیانوس‌های ما تبخیر خواهند شد و سطح آن‌ها آنقدر داغ خواهد شد که آبی باقی نمی‌ماند.

البته این فرایند زمانی اتفاق خواهد افتاد که خورشید به غول سرخ تبدیل شود. (همانطور که پیشتر گفتیم) این چیزی است که تشخیص زمان دقیق آن دشوار است. چندین مطالعه قبلی نشان داده‌اند که برای تشکیل یک سحابی سیاره‌ای درخشان، ستاره اولیه باید دو برابر خورشید جرم داشته باشد.

با این حال، مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۸ از مدل سازی کامپیوتری برای تعیین این موضوع استفاده کرد که مانند ۹۰ درصد ستاره‌های دیگر، خورشید به احتمال زیاد ابتدا یک غول سرخ شده و اندازه اش رفته رفته کوچک می‌شود تا به یک کوتوله سفید تبدیل شود و سپس به عنوان یک سحابی سیاره‌ای پایان یابد.

آلبرت زیجلسترا، اخترفیزیکدان از دانشگاه منچستر انگلستان در این باره توضیح داد: «هنگامی که ستاره‌ای می‌میرد، توده‌ای از گاز و غبار را - که به عنوان پوشش آن شناخته می‌شود - به فضا پرتاب می‌کند. این پوشش می‌تواند به اندازه نصف جرم ستاره باشد. این فرایند، هسته ستاره را نشان می‌دهد که در این مرحله از زندگی ستاره در حال سوختن است که بالاخره خاموش می‌شود و می‌میرد.

سحابی چشم گربه‌ای

این فرایند (سوختن هسته ستاره) همان چیزی است که سحابی‌های سیاره‌ای را قابل مشاهده می‌کند. برخی از آن‌ها به قدری درخشان و نورانی هستند که می‌توان آن‌ها را از فواصل بسیار بزرگ به اندازه ده‌ها میلیون سال نوری مشاهده کرد، جایی که خود ستاره اصلی قبل از مرگش برای دیدن بسیار دور به نظر می‌رسیده است.

مدل داده‌ای که این تیم ابداع و ایجاد کرده در واقع چرخه حیات انواع مختلف ستاره‌ها و اندازه روشنایی سحابی‌های سیاره‌ای که با توده‌های ستاره‌ای مختلف ارتباط دارند را مشخص کند. سحابی‌های سیاره‌ای قابل مشاهده در کهکشان نسبتا رایج هستند، مثل سحابی‌های مشهوری از جمله سحابی هلیکس، سحابی چشم گربه، سحابی حلقه و سحابی حبابی.

آن‌ها سحابی‌های سیاره‌ای نامیده می‌شوند نه به این دلیل که در واقع ارتباطی با سیارات ندارند، بلکه به این دلیل که وقتی اولین آن‌ها توسط ویلیام هرشل در اواخر قرن هجدهم کشف شد، از نظر ظاهری شبیه به سیاراتی بودند که از طریق تلسکوپ‌های آن زمان مشاهده شدند.

تقریبا ۳۰ سال پیش، ستاره شناسان متوجه چیز عجیبی شدند: درخشان‌ترین سحابی‌های سیاره‌ای در کهکشان‌های دیگر همگی تقریبا سطح روشنایی یکسانی دارند. این بدان معنی است که حداقل از لحاظ نظری، با نگاه کردن به سحابی‌های سیاره‌ای در کهکشان‌های دیگر، ستاره شناسان می‌توانند محاسبه کنند که چقدر از آن‌ها دور هستند. در واقع فاصله بین آن‌ها را محاسبه می‌کنند.

داده‌ها نشان داد که این فرضیه درست است، اما مدل‌ها با آن تناقض داشتند، که از زمان کشف، باعث آزار دانشمندان شده است. زیجلسترا می‌گوید: «ستاره‌های قدیمی و کم جرم باید سحابی‌های سیاره‌ای بسیار کم نورتر از ستاره‌های جوان و پرجرم‌تر بسازند. این موضوع در ۲۵ سال گذشته به مسأله‌ای پر چالش برای ستاره شناسان تبدیل شده است.»

«داده‌ها حاکی از آن است که شما می‌توانید سحابی‌های سیاره‌ای درخشانی را از ستاره‌های کم جرم مانند خورشید به دست آورید، مدل‌ها می‌گفتند که این امکان پذیر نیست، چیزی کم‌تر از دو برابر جرم خورشید، یک سحابی سیاره‌ای را بسیار ضعیف و غیر قابل دیدن می‌کند.»

مدل‌های ۲۰۱۸ این مشکل را با نشان دادن این که خورشید تقریباً حد پایین جرم ستاره‌ای است که می‌تواند یک سحابی مرئی ایجاد کند، حل کرده است.

حتی ستاره‌ای با جرمی کم‌تر از ۱.۱ برابر خورشید، سحابی قابل مشاهده‌ای تولید نخواهد کرد. از سوی دیگر، ستاره‌های بزرگ‌تر تا ۳ برابر جرم خورشید، سحابی روشن تری تولید خواهند کرد. برای تمام ستاره‌های دیگر در این بین، میزان روشنایی پیش بینی شده به چیزی که مشاهده شده بسیار نزدیک است.

زیجلسترا گفت: «این نتیجه خوبی است.» ما نه تنها می‌توانیم زمان حضور ستارگان چند میلیارد ساله در کهکشان‌های دور را اندازه گیری کنیم، بلکه متوجه شده‌ایم که خورشید پس از مرگ چه خواهد کرد!

این پژوهش در مجله Nature نجوم منتشر شده است.