Як помре Сонце?

Сонячне світло досягає людського ока за вісім хвилин, долаючи відстань у майже 150 мільйонів кілометрів. Ця величезна піч на 73% складається з водню, на 25% з гелію і на 2% з інших елементів, таких як вуглець, залізо і кисень. Цікаво, що в минулому багато вчених навідріз відмовлялися вірити в той факт, що Сонце народилося не мільйони, а мільярди років тому. Так, Лорд Кельвін вважав, що наша зірка повинна розтратити всю енергію за 30 мільйонів років і, отже, повинна бути ще молодша, раз продовжує світити. Однак Кельвін, як ми знаємо сьогодні, помилявся – сучасна наука довела, що вік Сонця становить щонайменше 4,5 мільярда років (якщо судити за віком інших об’єктів Сонячної системи, які сформувалися приблизно в той же час). При цьому Сонце схоже на інші зірки, які ми можемо спостерігати за допомогою телескопів, за винятком того, що воно не дуже велике – трохи більше Проксима Центавра. А такі зірки, як стверджують астрономи, живуть мільярди років, протягом яких долають певні етапи зростання, розвиваючись, старіючи і врешті-решт вмираючи. Так як же помре Сонце?

Життя зірки

Так як більшість зірок складаються з водню – по суті, самого простого елемента у Всесвіті – всередині них знаходиться «воднева бомба уповільненої дії», яка перетворює водень в ще один простий елемент – гелій, при цьому виділяючи величезну кількість енергії у формі тепла, світла і інших видів випромінювання.

Цікаво, що розмір зірки є рівновагою між розширюючою силою тепла і стискаючою силою тяжіння. Ця постійно підтримуючаи рівновага дозволяє зірці кипіти кілька мільярдів років – до того моменту, поки у неї не закінчиться паливо. Коли це відбувається зірка стискається в саму себе під дією гравітації і в якийсь момент просто вибухає.

Але за людськими мірками життя зірок дуже довге, так що астрономи можуть лише спостерігати її маленький фрагмент. Однак сучасні астрономічні інструменти дозволили вченим спостерігати найрізноманітніші зірки, кожна з яких знаходиться на певному етапі розвитку. Так, новонароджені зірки формуються з хмар газу і пилу – як і наше Сонце чотири з половиною мільярди років тому, а вік багатьох інших зірок астрономи називають «середнім». Але на просторах нескінченної Всесвіту зустрічаються і дуже давні світила -вмираючі зірки.

Уважно вдивляючись в нічне небо, астрономи, в кінцевому підсумку, зібрали значні «колекції зірок» різних розмірів і на різних щаблях еволюції. Цікаво, що кожен екземпляр «в колекції» демонструє, що було або що буде з будь-яким іншим екземпляром. Так, зірки на зразок Сонця витрачають весь водень, після чого починають «спалювати» замість нього гелій – зірки на цьому етапі розвитку вчені називають червоними гігантами.

Вважається, що Сонце досягне цієї ступені розвитку через 5 мільярдів років. Його ядро буде стискатися, але зовнішні шари розширяться до орбіти Марса, поглинувши при цьому нашу планету. Кінця свого життєвого шляху наша зірка досягне приблизно через 10 мільярдів років. І хоча оцінки дослідників можуть дещо відрізнятися, очевидно одне – нас з вами, як і Землі, вже точно не буде.

Як загине Сонце?

У 2018 році міжнародна команда дослідників вирішила скористатися комп’ютерним моделюванням, щоб передбачити як і Сонце і 90% зірок, схожих на нього, можуть закінчити свій життєвий шлях. Результати роботи показали, що наше Сонце, швидше за все, зменшиться від червоного гіганта до білого карлика, а потім перетвориться в планетарну туманність.

Коли зірка вмирає, вона викидає масу газу і пилу в космос. Це – оболонка зірки, яка може досягати половини зоряної маси. Це показує ядро зірки, у якого до цього моменту в житті зірки закінчується паливо, в кінцевому підсумку воно вимикається і, нарешті, вмирає,

– пояснює один з авторів дослідження, астрофізик Альберт Зейлстра з Манчестерського університету у Великобританії.

Що ж до планетарних туманностей, то гаряче ядро змушує викинуту оболонку яскраво сяяти близько 10 000 років – короткий період в астрономії. Деякі туманності настільки яскраві, що їх можна побачити з надзвичайно великих відстаней, вимірюваних десятками мільйонів світлових років.

Це може здатися дивним, але майже 30 років тому астрономи помітили дещо незвичайне: найяскравіші планетарні туманності в інших галактиках мають приблизно однаковий рівень яскравості. Це означає, що, принаймні теоретично, дивлячись на планетарні туманності в інших галактиках, астрономи можуть розрахувати, як далеко вони знаходяться.

Дані роботи, опубліковані в науковому журналі Nature Astronomy показали, що старі зірки з малою масою повинні утворювати набагато слабші планетарні туманності, ніж молоді, більш масивні зірки.

Отримані дані також показали, що у дослідників з’явився спосіб виміряти присутність зірок віком у кілька мільярдів років в далеких галактиках. А це – діапазон, який дивно важко виміряти. І все ж, можна з упевненістю говорити, що сьогодні ми точно знаємо коли і як загине наша зірка.