„Moartea” Soarelui: cum se va produce și când va avea loc

Oamenii de știință au făcut predicții despre cum va arăta sfârșitul Sistemului Solar și când se va întâmpla acest lucru.

Astronomii au crezut că Soarele se va transforma într-o nebuloasă planetară, o bulă luminoasă de gaz și praf, dar dovezile au sugerat că ar trebui să rezulte ceva mai masiv.

O echipă internațională de astronomi a susţinut din nou, în 2018, că o nebuloasă planetară ar fi, într-adevăr, cel mai probabil cadavru solar.

Soarele are o vârstă de aproximativ 4,6 miliarde de ani, determinată pe baza vârstei altor obiecte din Sistemul Solar care s-au format în același timp. Pe baza observațiilor altor stele, astronomii au prezis că Soarele va ajunge la sfârșitul vieții sale peste aproximativ 10 miliarde de ani.

Desigur, există și alte lucruri care se vor întâmpla pe parcurs. În aproximativ 5 miliarde de ani, Soarele se va transforma într-o stea gigantă roșie. Miezul stelei se va micșora, iar straturile sale exterioare se vor extinde până la orbita lui Marte, înghițind planeta noastră în acest proces, dacă aceasta va mai fi acolo.

Un lucru este sigur: până atunci noi nu vom mai fi acolo. De fapt, omenirea mai are la dispoziţie doar aproximativ 1 miliard de ani, cu excepția cazului în care găsim o modalitate de a părăsi Pământul. Aceasta pentru că luminozitatea Soarelui se măreşte cu aproximativ 10% la fiecare miliard de ani.

Creșterea luminozității Soarelui va pune capăt vieții pe Pământ. Oceanele planetei noastre se vor evapora, iar suprafața acesteia va deveni prea fierbinte pentru a permite formarea apei.

Ce va urma după stadiul de gigantă roşie este mai dificil de stabilit. În mai multe studii anterioare, cercetătorii au sugerat că pentru formarea unei nebuloase planetare strălucitoare este necesar ca steaua inițială să fi fost de până la două ori mai masivă decât Soarele.

Cu toate acestea, în studiul din 2018 oamenii de ştiinţă au folosit modelarea computerizată pentru a determina că, la fel ca 90% dintre celelalte stele, probabilitatea cea mai mare este că Soarele se va micșora de la stadiul de gigantă roșie până la cel de pitică albă pentru ca în final să rezulte o nebuloasă planetară.

„Atunci când o stea moare, se eliberează în spațiu o cantitate de gaz și praf cunoscută sub numele de anvelopă. Anvelopa stelei poate fi până la jumătate din masa stelei. Acest proces dezvăluie miezul stelei, care până în acest moment al vieții stelei a funcţionat fără combustibil, oprindu-se în cele din urmă.

Abia atunci miezul fierbinte face ca învelișul expulzat să strălucească puternic timp de aproximativ 10.000 de ani, o perioadă scurtă în astronomie. Acest proces face vizibilă nebuloasa planetară.

Unele nebuloase de acest tip sunt atât de strălucitoare încât pot fi văzute de la distanțe extrem de mari, de zeci de milioane de ani-lumină, distanţe la care luminozitatea stelelor propriu-zise este mult prea slabă pentru ca acestea să fie văzute”, a explicat astrofizicianul Albert Zijlstra de la Universitatea din Manchester, Marea Britanie, unul dintre autorii lucrării.

Modelul de date creat de echipa de cercetători prezice ciclul de viață al diferitelor tipuri de stele, pentru a determina luminozitatea nebuloasei planetare asociată cu diferite mase stelare.

Nebuloasele planetare sunt relativ obişnuite în Universul observabil, printre cele mai faimoase numărându-se Nebuloasa Helix, Nebuloasa Ochi de Pisică, Nebuloasa Inel și Nebuloasa Bula.

Nebuloasa Ochi de Pisică. Credit: NASA/ESA

Acestea sunt numite nebuloase planetare, deşi nu au nimic de-a face cu planetele. Ele au fost denumite astfel pentru că atunci când primele au fost descoperite de William Herschel, la sfârșitul secolului al XVIII-lea, erau asemănătoare cu planetele ce putea fi observate prin telescoapele de la acea vreme.

În urmă cu aproape 30 de ani, astronomii au observat ceva ciudat: cele mai strălucitoare nebuloase planetare din alte galaxii au aproximativ aceeaşi luminozitate. Aceasta înseamnă că, cel puțin teoretic, uitându-se la nebuloasele planetare din alte galaxii astronomii pot calcula cât de departe sunt acestea.

Datele au arătat că această constatare era corectă, chiar dacă era contrazisă de modelele stelare, ceea ce i-a nedumerit pe oamenii de știință.

„Stelele bătrâne, cu masă mică, ar trebui să producă nebuloase planetare mult mai slabe decât stelele tinere, mai masive, iar aceasta a devenit o problemă în lumea ştiinţifică în ultimii 25 de ani.

Datele arătau că se formează nebuloase planetare strălucitoare de la stele cu masă mică, cum ar fi Soarele, modelele indicând în schimb că acest lucru nu este posibil, din moment ce o stea având o masă mai mică de aproximativ dublul masei Soarelui ar produce o nebuloasă planetară prea slabă pentru a fi văzută”, a spus Zijlstra.

Modelele din 2018 au rezolvat această problemă arătând că Soarele are aproximativ masa limită inferioară de la care o stea poate produce o nebuloasă vizibilă.

O stea având o masă mai mică de 1,1 ori mai mare decât cea a Soarelui nu va produce o nebuloasă vizibilă. Pe de altă parte, stelele de până la 3 ori mai masive decât Soarele vor produce nebuloase mai luminoase.

Pentru toate celelalte stele din mijlocul acestui interval de masă, luminozitatea prezisă este foarte apropiată de ceea ce a fost observat.

„Acesta este un rezultat important. Nu numai că avem acum o modalitate de a estima prezența stelelor având vârste de câteva miliarde de ani în galaxiile îndepărtate, ceea ce este extrem de dificil de măsurat, dar am aflat şi ce va întâmpla cu Soarele atunci când va muri!”, a spus Zijlstra.

Cercetarea a fost publicată în revista Nature Astronomy.

Traducere după Scientists Figured Out How And When Our Sun Will Die, And It’s Going to Be Epic