مرگ خورشید چه زمانی فرا می‌رسد؟

دانشمندان پیش‌بینی‌هایی درباره روزهای پایانی منظومه شمسی ما انجام داده‌اند؛ البته آن‌ها معتقدند که ما انسان‌ها شاهد پایان کار خورشید نخواهیم بود.

پیش از این، اخترشناسان فکر می‌کردند که خورشید به یک سحابی سیاره‌نما، حباب درخشانی از گاز و غبار کیهانی، تبدیل می‌شود. یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان در سال ۲۰۱۸ دوباره این موضوع را بررسی کردند و دریافتند که تبدیل خورشید به یک سحابی سیاره‌نما پس از مرگ قوی‌ترین احتمال است.

خورشید حدود ۴.۶ میلیارد سال سن دارد. سایر اجرام منظومه شمسی نیز تقریباً در همان زمان شکل گرفته‌اند. اخترشناسان براساس رصد سایر ستارگان، پیش‌بینی می‌کنند که خورشید حدود ۱۰ میلیارد سال دیگر به پایان عمر خود خواهد رسید.

البته اتفاقات دیگری نیز در این مدت خواهد افتاد. در حدود ۵ میلیارد سال آینده، خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود. هسته ستاره کوچک می‌شود؛ اما لایه‌های بیرونی آن تا مدار مریخ منبسط می‌شوند و سیاره ما را فرا می‌گیرند.

یک چیز مسلم است: آن زمان، ما دیگر نخواهیم بود. در واقع، انسان‌ها فقط حدود یک میلیارد سال فرصت دارند؛ زیرا درخشندگی خورشید هر میلیارد سال حدود ۱۰ درصد افزایش می‌یابد. این میزان زیاد به‌نظر نمی‌رسد؛ اما این افزایش روشنایی به زندگی در زمین پایان می‌دهد. اقیانوس‌های ما تبخیر می‌شوند و سطح زمین به حدی داغ می‌شود که تشکیل آب را ناممکن می‌کند.

پژوهش‌های قبلی نشان داده‌اند که برای تشکیل یک سحابی سیاره‌نمای درخشان، ستاره اولیه باید تا دو برابر خورشید جرم داشته باشد. با این حال، در سال ۲۰۱۸، دانشمندان از مدل‌سازی رایانه‌ای استفاده کردند تا مشخص کنند که خورشید ما مانند ۹۰ درصد ستارگان دیگر، به احتمال زیاد کوچک می‌شود و از یک غول قرمز به یک کوتوله سفید تبدیل می‌شود و در نهایت به شکل یک  یک سحابی سیاره‌نما در می‌آید.

آلبرت زیجلسترا (Albert Zijlstra)، اخترفیزیکدان دانشگاه منچستر در انگلیس، گفت: وقتی ستاره‌ای می‌میرد، توده‌ای از گاز و غبار را که به‌عنوان پوشش آن شناخته می‌شود، به فضا پرتاب می‌کند. این پوشش ممکن است به اندازه نصف جرم ستاره باشد. این نشان می‌دهد که ستاره در حال خاموش‌شدن است.

تنها در آن زمان است که هسته داغ باعث می‌شود تا پوشش پرتاب‌شده به مدت ۱۰ هزار سال که در نجوم دوره‌ای کوتاه به‌شمار می‌رود، به‌خوبی بدرخشد. این همان چیزی است که سحابی سیاره‌نما را قابل مشاهده می‌کند. برخی از آن‌ها به قدری درخشان هستند که می‌توان آن‌ها را از فواصل بسیار زیاد، به اندازه ده‌ها میلیون‌ سال نوری، دید.

 سحابی چشم گربه

تیم پژوهشی یک مدل داده‌ ایجاد کرد که در واقع چرخه زندگی انواع مختلف ستارگان را پیش‌بینی می‌کند تا روشنایی سحابی سیاره‌نمای مرتبط با توده‌های ستاره‌ای مختلف را مشخص کند. سحابی‌های سیاره‌نما در سراسر جهان قابل مشاهده نسبتاً رایج هستند. سحابی‌های سیاره‌نمای معروف عبارت‌اند از سحابی مارپیچ، سحابی چشم گربه، سحابی حلقه و سحابی حباب.

آن‌ها سحابی‌های سیاره‌نما نامیده می‌شوند نه به این دلیل که در واقع ربطی به سیارات دارند، بلکه به این دلیل که وقتی ویلیام هرشل (William Herschel) اولین‌ سحابی‌ها را در اواخر قرن هجدهم کشف کرد، با تلسکوپ‌های آن زمان از نظر ظاهری شبیه به سیارات دیده می‌شدند.

حدود ۳۰ سال پیش، اخترشناسان متوجه چیز عجیبی شدند: درخشان‌ترین سحابی‌های سیاره‌نما در کهکشان‌های دیگر، همگی تقریباً به یک میزان درخشندگی دارند. این بدان معنا است که، حداقل از نظر تئوری، با مشاهده سحابی‌های سیاره‌نما در کهکشان‌های دیگر، اخترشناسان می‌توانند فاصله آن‌ها را محاسبه کنند.

داده‌ها نشان می‌داد که این درست است؛ اما مدل‌ها با آن تناقض داشتند و این موضوعی بود که از زمان کشف، دانشمندان را آزار داده است. زیجلسترا می‌گوید: ستاره‌های قدیمی و کم‌جرم باید در مقایسه با ستاره‌های جوان و پرجرم‌تر، سحابی‌های سیاره‌نمای بسیار کم‌نورتری بسازند. این موضوع در ۲۵ سال گذشته به محل اختلاف تبدیل شده است.

داده‌ها می‌گفتند که سحابی‌های سیاره‌نمای درخشان از ستارگان کم‌جرمی مانند خورشید ایجاد می‌شوند؛ اما مدل‌ها می‌گفتند که این امکان‌پذیر نیست. اگر جرم کمتر از دو برابر جرم خورشید باشد، سحابی سیاره‌نما به اندازه‌ای کم‌نورتر خواهد بود که نمی‌توان آن را دید. مدل‌های ۲۰۱۸ این مشکل را حل کردند: نشان دادند که خورشید تقریباً حد پایین جرم ستاره‌ای است که می‌تواند یک سحابی مریی ایجاد کند. حتی ستاره‌ای با جرم کمتر از ۱.۱ برابر خورشید، سحابی قابل مشاهده تولید نمی‌کند. از سوی دیگر، ستارگان بزرگ‌تر که تا سه برابر بیشتر از خورشید جرم دارند، سحابی‌های درخشان‌تری تولید می‌کنند.

زیجلسترا گفت: اکنون، نه تنها راهی برای اندازه‌گیری حضور ستارگان چند میلیاردساله در کهکشان‌های دور داریم، که اندازه‌گیری آن بسیار دشوار است، بلکه حتی متوجه شده‌ایم خورشید پس از مرگ چه سرنوشتی خواهد داشت.