بدأت دورة حياة شمسنا منذ حوالي 4.6 مليار سنة. في حوالي 4.5 إلى 5.5 مليار سنة ، عندما تستنفد إمداداتها من الهيدروجين والهليوم ، ستدخل في مرحلة فرع العملاق الأحمر (RGB) ، حيث ستتوسع إلى عدة أضعاف حجمها الحالي وربما تستهلك الأرض! وبعد ذلك ، عندما تصل إلى نهاية دورة حياتها ، يُعتقد أنها ستفجر طبقاتها الخارجية وتصبح قزمًا أبيض.
حتى وقت قريب ، لم يكن الفلكيون متأكدين من كيفية حدوث ذلك وما إذا كانت شمسنا ستنتهي كسديم كوكبي أم لا (كما تفعل معظم النجوم الأخرى في الكون). ولكن بفضل دراسة جديدة أجراها فريق دولي من علماء الفلك ، أصبح من المفهوم الآن أن شمسنا ستنهي دورة حياتها من خلال التحول إلى حلقة ضخمة من الغاز النجمي والغبار - المعروف باسم السديم الكوكبي.
نُشرت دراستهم مؤخرًا في المجلة العلمية بعنوان "ثبات العصر الغامض لقطع وظيفة لمعان السديم الكوكبي". طبيعة. وقاد الدراسة كرزيستوف جيسكي ، عالم الفيزياء الفلكية من جامعة نيكولاوس كوبرنيكوس ، بولندا. وشمل ألبرت زيلسترا وميلر بيرتولامي - أستاذ من جامعة مانشستر وعالم الفلك معهد أستروفيسيكا دي لا بلاتا (IALP) ، الأرجنتين ، على التوالي.
ما يقرب من 90٪ من جميع النجوم ينتهي بها الأمر كسديم كوكبي ، والذي يتتبع الانتقال الذي يمر به بين كونه عملاقًا أحمر وقزمًا أبيض. ومع ذلك ، كان العلماء غير متأكدين في السابق مما إذا كانت شمسنا ستتبع هذا المسار نفسه ، حيث كان يعتقد أنها ليست ضخمة بما يكفي لإنشاء سديم كوكبي مرئي. لتحديد ما إذا كان هذا هو الحال ، قام الفريق بتطوير نموذج بيانات نجمي جديد يتنبأ بدورة حياة النجوم.
تم استخدام هذا النموذج - الذي يشار إليهم باسم وظيفة لمعان السديم الكوكبي (PNLF) - للتنبؤ بسطوع الغلاف المغلف للنجوم ذات الكتل والأعمار المختلفة. ما وجدوه هو أن شمسنا كانت ضخمة بما يكفي لتصبح سديمًا خافتًا. كما أوضح البروفيسور Zijlstra في بيان صحفي لجامعة مانشستر:
"عندما يموت النجم ، فإنه يخرج كتلة من الغاز والغبار - تُعرف بغلافه - إلى الفضاء. يمكن أن يكون الظرف نصف كتلة النجم. يكشف هذا عن جوهر النجم ، الذي ينفد الوقود عند هذه النقطة في حياة النجم ، ويتوقف في النهاية وقبل أن يموت في النهاية. عندها فقط يجعل القلب الساخن يلمع الظرف المقذوف بشكل مشرق لمدة 10000 عام تقريبًا - وهي فترة وجيزة في علم الفلك. هذا ما يجعل السديم الكوكبي مرئيًا. بعضها ساطع لدرجة أنه يمكن رؤيته من مسافات كبيرة للغاية قياس عشرات الملايين من السنوات الضوئية ، حيث كان النجم نفسه ضعيفًا جدًا بحيث لا يمكن رؤيته.
تناول هذا النموذج أيضًا لغزًا دائمًا في علم الفلك ، ولهذا السبب يبدو أن السدم الأكثر سطوعًا في المجرات البعيدة لها نفس اللمعان. منذ 25 عامًا تقريبًا ، بدأ علماء الفلك بملاحظة ذلك ، ووجدوا أنه يمكنهم قياس المسافة إلى المجرات الأخرى (نظريًا) من خلال فحص ألمع السدم الكوكبية. ومع ذلك ، فإن النموذج الذي ابتكره جيسكي وزملاؤه تناقض مع هذه النظرية.
باختصار ، لمعان السديم الكوكبي ليس ينزل إلى كتلة النجم الذي يخلقها ، كما كان يُفترض سابقًا. قال البروفيسور زيجلسترا: "النجوم القديمة ذات الكتلة المنخفضة يجب أن تصنع سدمًا كوكبية أضعف بكثير من النجوم الصغيرة والأكبر حجمًا" لقد أصبح هذا مصدرا للصراع منذ 25 عاما. تقول البيانات أنه يمكنك الحصول على السدم الكوكبية اللامعة من النجوم منخفضة الكتلة مثل الشمس ، وقالت النماذج إن ذلك غير ممكن ، وأي شيء أقل من ضعف كتلة الشمس سيعطي سديمًا كوكبيًا باهتًا جدًا. "
بشكل أساسي ، أظهرت النماذج الجديدة أنه بعد طرد النجم لمغلفه ، فإنه سوف يسخن ثلاث مرات أسرع مما أشارت إليه النماذج القديمة - مما يجعل من السهل جدًا على النجوم المنخفضة الكتلة أن تشكل سديمًا كوكبيًا ساطعًا. أشارت النماذج الجديدة أيضًا إلى أن الشمس تقترب تمامًا من الحد الأدنى للنجوم منخفضة الكتلة التي ستظل تنتج سديمًا كوكبيًا مرئيًا ، وإن كان باهتًا. وأضاف البروفيسور زيجلسترا أن أي شيء أصغر لن ينتج سديم:
"وجدنا أن النجوم ذات الكتلة التي تقل كتلتها عن 1.1 مرة من كتلة الشمس تنتج سديمًا خافتًا ، والنجوم ذات كتلة أكبر من 3 كتل شمسية أكثر سطوعًا ، ولكن بالنسبة للباقي فإن السطوع المتوقع قريب جدًا من ما تمت ملاحظته. تم حل المشكلة بعد 25 عامًا! "
في النهاية ، لهذه الدراسة والنموذج الذي أنتجته الفريق بعض الآثار المفيدة حقًا لعلماء الفلك. لم يشروا بثقة علمية فقط إلى ما سيحدث لشمسنا عندما تموت (لأول مرة) ، بل قدموا أيضًا أداة تشخيصية قوية لتحديد تاريخ تكوين النجوم لنجوم متوسطة العمر (بضع مليارات من السنين) ) في المجرات البعيدة.
من الجيد أيضًا أن نعلم أنه عندما تصل شمسنا إلى نهاية العمر ، ستتمكّن مليارات السنين من الآن ، مهما كان السلالة التي نتركها وراءنا ، من تقديرها - حتى إذا كانوا ينظرون عبر المسافات الشاسعة من الفضاء.
