فرایند مرگ خورشید چگونه خواهد بود؟

بر اساس گزارشی از ایسنا و به نقل از پایگاه خبری اس‌ای، این پرسش که بعد از مرگ خورشید ما چه سرنوشتی در انتظار خواهد بود، مدتی‌ است که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است. آنها پیش‌بینی‌های تازه‌ای درباره نحوه وقوع این رویداد و زمان آن ارائه داده‌اند. جالب اینجاست که انسان‌ها دیگر این صحنه را از زمین نخواهند دید.

در گذشته، اخترشناسان بر این باور بودند که خورشید به سحابی سیاره‌ای – که حبابی درخشان از گاز و غبار کیهانی محسوب می‌شود – بدل می‌شود، اما شواهد جدید نشان داد که این ستاره باید نسبتاً جرم کمتری داشته باشد.

در سال ۲۰۱۸، گروهی از ستاره‌شناسان بین‌المللی بازنگری‌های لازم را انجام دادند و به این نتیجه رسیدند که شکل‌گیری یک سحابی سیاره‌ای برای خورشید در آینده، سناریویی محتمل‌تر به نظر می‌رسد.

سن خورشید در حال حاضر حدود ۴.۶ میلیارد سال است و با سایر اجزای منظومه شمسی که تقریباً در همین زمان شکل گرفته‌اند، هم‌سن و سال است.

بر اساس مشاهدات ستاره‌های دیگر، دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند که تا حدود ۱۰ میلیارد سال دیگر عمر خورشید به پایان خواهد رسید. با این حال، حوادث دیگری نیز در این بین روی خواهد داد.

حدود ۵ میلیارد سال آینده، خورشید به یک غول سرخ بدل خواهد شد. در این حالت، هسته‌ی ستاره کوچک می‌شود، در حالی که لایه‌های خارجی آن تا مدار مریخ گسترش می‌یابند و سیاره ما را در این فرایند غرق می‌کنند، مگر اینکه زمین همچنان در جای خود باقی بماند.

یک نکته واضح است؛ تا آن زمان، دیگر وجود نخواهیم داشت. در واقع، نسل بشر تنها یک میلیارد سال دیگر فرصت دارد که در زمین زندگی کند، مگر اینکه موفق به یافتن راهی برای مهاجرت به سیاره‌ای دیگر شویم.

این امر به این دلیل است که درخشندگی خورشید هر یک میلیارد سال حدود ۱۰ درصد افزایش می‌یابد. اگر چه این افزایش چندان چشمگیر به نظر نمی‌رسد، اما به طور حتم به زندگی بر روی زمین پایان می‌دهد، زیرا اقیانوس‌ها تبخیر خواهند شد و دمای سطح زمین به حدی خواهد رسید که حیات را غیرممکن می‌سازد.

پیش‌بینی اینکه پس از تبدیل خورشید به یک غول سرخ چه خواهد شد دشوار است. مطالعه‌های پیشین نشان داده بودند که برای شکل‌گیری یک سحابی سیاره‌ای درخشان، ستاره تمایل دارد تا دو برابر خورشید جرم داشته باشد.

با این حال، تحقیقات اخیر از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای برای بررسی این موضوع بهره برده و نشان داده است که خورشید، مانند ۹۰ درصد ستارگان دیگر، به احتمال زیاد از یک غول سرخ کوچک به یک کوتوله سفید تبدیل خواهد شد و در نهایت به یک سحابی سیاره‌ای ختم می‌شود.

آلبرت زیجلسترا، اخترفیزیکدان دانشگاه منچستر و یکی از مؤلفان این مطالعه جدید، عنوان کرد: وقتی یک ستاره به پایان می‌رسد، توده‌ای از گاز و غبار را که به پوشش آن معروف است، به فضای بیرون پرتاب می‌کند. این پوشش می‌تواند به اندازه نصف جرم ستاره باشد و هسته ستاره را نمایان می‌سازد که در آن زمان در حال خالی شدن از سوخت و خاموش شدن است.

وی همچنین افزود: در این مرحله، هسته داغ باعث می‌شود که پوشش ستاره به مدت ۱۰ هزار سال – که البته در نجوم زمان کمی محسوب می‌شود – به طور درخشانی نورافشانی کند. این همان چیزی است که سحابی سیاره‌ای را قابل رؤیت می‌سازد. برخی از آنها به قدری درخشان هستند که می‌توان آنها را از فاصله‌های بسیار دور، به اندازه ده‌ها میلیون سال نوری، مشاهده کرد.

مدل داده‌هایی که این گروه ایجاد کرده است، در واقع چرخه زندگی ستارگان مختلف را پیش‌بینی می‌کند و شدت نور سحابی‌های سیاره‌ای را نسبت به جرم ستاره‌ای آنها تعیین می‌کند.

سحابی‌های سیاره‌ای در سراسر کیهان به طور نسبی رایج هستند و سحابی‌های معروفی همچون سحابی مارپیچ، سحابی چشم گربه، سحابی حلقه و سحابی حباب در این دسته قرار می‌گیرند.

این سحابی‌ها به نام سحابی‌های سیاره‌ای شناخته می‌شوند، نه به این دلیل که واقعاً ارتباطی با سیارات دارند، بلکه به این دلیل که اولین نمونه‌های آنها که توسط ویلیام هرشل در اواخر قرن هجده میلادی کشف شد، در تلسکوپ‌های آن زمان ظاهری شبیه به سیاره‌ها داشتند.

حدود ۳۰ سال پیش، اخترشناسان به نکته جالبی برخوردند. این که درخشان‌ترین سحابی‌های سیاره‌ای در کهکشان‌های دیگر همگی تقریباً به یک میزان درخشندگی دارند؛ بنابراین ستاره‌شناسان می‌توانند با بررسی سحابی‌های سیاره‌ای در کهکشان‌های دور، فاصله آنها را تخمین بزنند.

داده‌ها نشان می‌دهد که این فرضیه صحیح است، اما مدل‌ها با آن تناقض دارند و این چالشی بوده است که از زمان کشف، ذهن دانشمندان را مشغول کرده است.

زیجلسترا اذعان دارد: ستاره‌های قدیمی و کم جرم باید سحابی‌های سیاره‌ای با درخشندگی بسیار کمتری نسبت به ستاره‌های جوان و پرجرم تولید کنند. این موضوع نزدیک به ۲۵ سال است که چالش‌برانگیز بوده است. داده‌ها نشان می‌دهند سحابی‌های سیاره‌ای درخشان می‌توانند از ستاره‌های کم جرمی مانند خورشید حاصل شوند، اما مدل‌ها نشان می‌دهند که چنین موضوعی ممکن نیست و هر جرم کمتر از دو برابر خورشید باعث تولید سحابی سیاره‌ای با درخشندگی بسیار کمتری می‌شود که قابل رؤیت نخواهد بود.

حال مدل‌های جدید این مساله را با نشان دادن این مسئله که خورشید تقریباً حداقل جرم ستاره‌ای لازم برای تولید یک سحابی قابل مشاهده را داراست، حل کرده‌اند.

حتی ستاره‌ای با جرم کمتر از ۱.۱ برابر خورشید نیز سحابی قابل دیدن ایجاد نمی‌کند. در عوض، ستاره‌هایی که بزرگ‌تر از سه برابر جرم خورشید هستند، سحابی‌های درخشان‌تری ایجاد می‌کنند.

برای سایر ستاره‌ها در این محدوده، پیش‌بینی‌های درخشش بسیار نزدیک به آنچه که مشاهده شده است، هستند.

زیجلسترا می‌گوید: این نتیجه بسیار مثبت است. ما اکنون نه تنها روش‌هایی برای اندازه‌گیری وجود ستارگان چند میلیارد ساله در کهکشان‌های دور داریم که اندازه‌گیری آنها واقعاً چالش‌برانگیز است، بلکه همچنین به درک بهتری از سرنوشت خورشید بعد از مرگ نیز رسیده‌ایم.

این یافته‌ها در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.