سرنوشت پایانی خورشید چه خواهد بود؟

سحابی سیاره‌نمای آبل ۳۹ به قطر ۵ سال نوری در فاصله‌ی ۷۰۰۰ سال نوری زمین.  بر پایه‌ی پژوهش‌های تازه، خورشید ما هم تا ۵ میلیارد سال دیگر به یک چنین چیزی تبدیل خواهد شد. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

همه‌ی ستارگان می‌میرند، و خورشید ما هم سرانجام -تا حدود ۵ میلیارد سال دیگر- خواهد مرد. در آن هنگام، ستاره‌ی مادری ما سوخت هیدروژن به پایان می‌رسد و گام‌های پایانی چشمگیرِ زندگی‌اش آغاز می‌شوند- پف می‌کند و تبدیل به یک غول سرخ می‌شود، پاره‌های پیکرش در فضا پخش می‌شوند و سرانجام هسته‌اش فشرده شده و از آن یک کوتوله‌ی سفید بر جا می‌ماند.

ولی پس از پایان زندگی، خورشید ما چه شکلی خواهد شد؟ اخترشناسان پاسخ تازه‌ای برای این پرسش دارند، و نتیجه‌گیریشان درخشان است.

طول عمر یک ستاره به بزرگی (جرم) آن بستگی دارد. به گفته‌ی ناسا، خورشید ما یک ستاره‌ی کوتوله‌ی زرد [در اصل یک ستاره‌ی رده‌ی جی از رشته‌ی اصلی-م] با قطری حدود ۱.۴ میلیون کیلومتر، یا حدود ۱۰۹ برابر زمین است. کوتوله‌های زرد حدود ۱۰ میلیارد سال عمر می‌کنند و خورشیدِ ما با ۴.۵ میلیارد سال سن، اکنون دوره‌ی میانسالی زندگی‌اش را می‌گذراند و در نیمه‌ی راه است.

خورشید با ته کشیدن سوخت هیدروژنش، آغاز به سوزاندن عنصرهای سنگین‌تر می‌کند. در این گام ناپایدار و پرآشوب، مقدار هنگفتی از مواد ستاره‌ای به فضا رانده شده، خورشید پف می‌کند و به ۱۰۰ برابر اندازه‌ی کنونی‌اش می‌رسد و به یک غول سرخ تبدیل می‌شود. سپس [هر آنچه از آن مانده] فشرده و کوچک می‌شود و یک کوتوله‌ی سفید بی‌اندازه چگال و کوچک، به اندازه‌ی زمین می‌سازد.

ابر گاز و غباری که خورشید در گام غول سرخ به هوا پس زده از نور کوتوله‌ی سفید که دارد سرد می‌شود روشن می‌شود. این که آیا این ابر دیدارپذیر خواهد بود یا نه برای دانشمندان یک پرسش بوده. برآورد شده ۹۰ درصد از ستارگانِ رو به مرگ هاله‌ای شبح‌گون از غبار پس می‌زنند که تا چند هزار سال دوام می‌آورد، ولی مدل‌های رایانه‌ای در چند دهه پیش نشان داده بودند که یک ستاره باید جرمی حدود دو برابر خورشید داشته باشد تا بتواند ابری تولید کند که به اندازه‌ی کافی برای دیدن درخشان باشد.

ولی این پیش‌بینی با شواهدی که در گوشه و کنار کهکشان دیده شده همخوانی ندارد. سحابی‌های دیدارپذیر در کهکشان‌های مارپیچی جوان فراوانند؛ این کهکشان‌ها به داشتن ستارگان داغ و پرجرمی شناخته می‌شوند که به آسانی می‌توانند در پایان زندگی‌شان ابرهای درخشان غبار بسازند.

ولی سحابی‌ها در کهکشان‌های بیضیگون پیر که انباشته از ستارهگان کم‌جرم‌تر هستند نیز دیده می‌شوند؛ بر پایه‌ی مدل‌های رایانه‌ای، این ستارگان نباید بتوانند هیچ ابر دیدارپذیری درست کنند. این تناقض آشکار و گیج‌کننده دانشمندان را با یک "راز دیرپا" درباره‌ی گام‌های پایان زندگیِ ستارگان کم‌جرم روبرو کرده است.

دانشمندان برای گشودن این راز یک مدل رایانه‌ای تازه پدید آورند که چرخه‌های زندگی ستارگان را پیش‌بینی می‌کرد.

بر پایه‌ی محاسبه‌های تازه، گاز و غباری که غول سرخ برای ساختن سحابی پس می‌زند سه برابر سریع‌تر از مدل‌های پیشین گرم می‌شود. این گرمایش سریع‌تر می‌تواند باعث شود که حتی ستاره‌ای با جرم کمتر -مانند خورشید ما- یک سحابی دیدارپذیر درست کند.

آلبرت زیلسترا، استاد اخترفیزیک دانشگاه منچستر و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «ما دریافتیم که ستارگان با جرم کمتر از ۱.۱ برابر خورشید سحابی‌های کم‌نورتری تولید می‌کنند، و ستارگان پرجرم‌تر از ۳ برابر خورشید سحابی‌هایشان درخشان‌تر است.» پس در واقع خورشید ما تقریبا درست روی مرزیست که می‌تواند یک سحابی سیاره‌نمای دیدارپذیر، هرچند کم‌نور بسازد.

زیلسترا می‌افزاید: «ولی برای دیگر ستارگان، پیش‌بینی‌ها بسیار نزدیک به مشاهدات بود.»«مساله حل شد، پس از ۲۵ سال!»

این یافته‌ها در شماره‌ی برخط ۷ می نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

star - sun - hydrogen - red giant - white dwarf - planetary nebula - Abell 39 - yellow dwarf - Earth - NASA - element - red giant - spiral galaxy - elliptical galaxy - Albert Zijlstra - University of Manchester - United Kingdom - Nature Astronomy

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان