Livssyklusen for vores sol begyndte for ca. 4,6 milliarder år siden. Om cirka 4,5 til 5,5 milliarder år, når den udtømmer sin forsyning med brint og helium, vil den gå ind i sin Red Giant Branch (RGB) -fase, hvor den vil udvide sig til flere gange sin nuværende størrelse og måske endda forbruge Jorden! Og så, når det er nået slutningen af sin livscyklus, antages det, at det sprænger sine ydre lag og bliver en hvid dværg.
Indtil for nylig var astronomer ikke sikre på, hvordan dette ville finde sted, og om vores sol ville ende som en planetarisk tåge (som de fleste andre stjerner i vores univers gør). Men takket være en ny undersøgelse fra et internationalt team af astronomer forstås det nu, at vores sol vil afslutte sin livscyklus ved at omdanne til en massiv ring af lysende interstellar gas og støv - kendt som en planetarisk tåge.
Deres undersøgelse med titlen "Den mystiske aldersinvarians af den afskårne planetariske nebulas lysfunktion" blev for nylig offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Natur. Undersøgelsen blev ledet af Krzysztof Gesicki, en astrofysiker fra Nicolaus Copernicus University, Polen; og inkluderede Albert Zijlstra og M Miller Bertolami - en professor fra University of Manchester og en astronom Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP), Argentina, henholdsvis.
Cirka 90% af alle stjerner ender som en planetarisk tåge, som sporer overgangen, de går igennem mellem at være en rød gigant og en hvid dværg. Imidlertid var videnskabsfolk tidligere usikre på, om vores sol ville følge denne samme vej, da det blev antaget at ikke være massiv nok til at skabe en synlig planetarisk tåge. For at bestemme, om dette ville være tilfældet, udviklede teamet en ny stjernemæssig datamodel, der forudsiger stjernenes livscyklus.
Denne model - som de refererer til som PNLF (Planetetary Nebula Luminosity Function) - blev brugt til at forudsige lysstyrken i den udkastede konvolut for stjerner i forskellige masser og aldre. Hvad de fandt var, at vores sol var lige massiv nok til at ende som en svag tåge. Som prof. Zijlstra forklarede i en pressemeddelelse fra Manchester University:
”Når en stjerne dør, udsætter den en masse gas og støv - kendt som dens konvolut - ud i rummet. Konvolutten kan være op til halvdelen af stjernens masse. Dette afslører stjernens kerne, som på dette tidspunkt i stjernens liv er ved at løbe tør for brændstof, til sidst slukke og inden endelig dø. Det er først, da den varme kerne får den udkastede konvolut til at skinne lyst i omkring 10.000 år - en kort periode i astronomi. Det er det, der gør den planetariske tåge synlig. Nogle er så lyse, at de kan ses fra ekstremt store afstande, der måler titusinder af millioner lysår, hvor stjernen selv ville have været alt for svag til at se. ”
Denne model behandlede også et varigt mysterium inden for astronomi, og det er derfor, at de lyseste tåge i fjerne galakser alle synes at have den samme lysstyrke. For ca. 25 år siden begyndte astronomer at observere dette og fandt, at de kunne måle afstanden til andre galakser (i teorien) ved at undersøge deres lyseste planetariske tåge. Modellen skabt af Gesicki og hans kolleger modsatte sig imidlertid denne teori.
Kort sagt, det gør lysstyrken ved en planetarisk tåge ikke komme ned på massen af den stjerne, der skaber den, som det tidligere blev antaget. ”Gamle stjerner med lav masse skal gøre meget svagere planetariske tåber end unge, mere massive stjerner,” sagde prof. Zijlstra. ”Dette er blevet en kilde til konflikt i de sidste 25 år. Dataene sagde, at man kunne få lyse planetnebuer fra stjerner med lav masse som Solen, modellerne sagde, at det ikke var muligt, noget mindre end cirka det dobbelte af solens masse ville give en planetnebul for svag til at se. ”
I det væsentlige demonstrerede de nye modeller, at når en stjerne skubber ud sin konvolut, vil den varme op tre gange hurtigere end hvad ældre modeller indikerede - hvilket gør det meget lettere for stjerner med lav masse at danne en lys planetnebula. De nye modeller indikerede også, at solen næsten nøjagtigt er i den nederste afskæring for stjerner med lav masse, der stadig vil give en synlig, men svag, planetarisk tåge. Noget mindre, tilføjet professor Zijlstra, producerer ikke en tåge:
”Vi fandt, at stjerner med massen mindre end 1,1 gange solens masse producerer svagere tåge, og stjerner, der er mere massiv end 3 solmasser lysere tåber, men for resten er den forudsagte lysstyrke meget tæt på det, der var blevet observeret. Problemet løst, efter 25 år! ”
I sidste ende har denne undersøgelse og modellen, som teamet producerede, nogle virkelig fordelagtige følger for astronomer. Ikke kun har de med videnskabelig tillid indikeret, hvad der vil ske med vores sol, når den dør (for første gang), de har også leveret et stærkt diagnostisk værktøj til at bestemme stjernedannelsens historie for mellemaldersstjerner (et par milliarder år gamle ) i fjerne galakser.
Det er også godt at vide, at når vores sol når slutningen af levetiden, milliarder af år fra nu, uanset afkom, som vi efterlader, vil være i stand til at sætte pris på det - selvom de kigger over de store rumafstander.
