Die Zukunft unserer Sonne ist immer noch ein Rätsel. Was passiert, wenn es stirbt?

Der Lebenszyklus unserer Sonne begann vor ungefähr 4,6 Milliarden Jahren. In ungefähr 4,5 bis 5,5 Milliarden Jahren, wenn die Versorgung mit Wasserstoff und Helium erschöpft ist, wird es in die Phase des Red Giant Branch (RGB) eintreten, in der es sich auf das Mehrfache seiner derzeitigen Größe ausdehnen und vielleicht sogar die Erde verbrauchen wird! Und dann, wenn es das Ende seines Lebenszyklus erreicht hat, wird angenommen, dass es seine äußeren Schichten abblasen und ein weißer Zwerg werden wird.

Bis vor kurzem waren sich die Astronomen nicht sicher, wie dies geschehen würde und ob unsere Sonne als planetarischer Nebel enden würde oder nicht (wie die meisten anderen Sterne in unserem Universum). Dank einer neuen Studie eines internationalen Teams von Astronomen wird nun klar, dass unsere Sonne ihren Lebenszyklus beenden wird, indem sie sich in einen massiven Ring aus leuchtendem interstellarem Gas und Staub verwandelt – bekannt als planetarischer Nebel.

Ihre Studie mit dem Titel „Die mysteriöse Altersinvarianz des Cut-Offs der Planetary Nebula Luminosity Function“ wurde kürzlich in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht Natur. Die Studie wurde von Krzysztof Gesicki, einem Astrophysiker der Nicolaus Copernicus Universität, Polen, geleitet. Dazu gehörten Albert Zijlstra und M Miller Bertolami – Professor an der Universität von Manchester und Astronom am Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP) in Argentinien.

Ungefähr 90% aller Sterne enden als planetarischer Nebel, der den Übergang zwischen einem roten Riesen und einem weißen Zwerg nachzeichnet. Bisher waren sich die Wissenschaftler jedoch nicht sicher, ob unsere Sonne diesem Weg folgen würde, da angenommen wurde, dass sie nicht massiv genug ist, um einen sichtbaren planetarischen Nebel zu erzeugen. Um festzustellen, ob dies der Fall ist, entwickelte das Team ein neues stellares Datenmodell, das den Lebenszyklus von Sternen vorhersagt.

Dieses Modell – das sie als Planetary Nebula Luminosity Function (PNLF) bezeichnen – wurde verwendet, um die Helligkeit der ausgeworfenen Hülle für Sterne unterschiedlicher Masse und unterschiedlichen Alters vorherzusagen. Was sie fanden, war, dass unsere Sonne gerade massiv genug war, um als schwacher Nebel zu enden. Wie Prof. Zijlstra in einer Pressemitteilung der Universität Manchester erklärte:

„Wenn ein Stern stirbt, stößt er eine Masse aus Gas und Staub – bekannt als seine Hülle – in den Weltraum aus. Der Umschlag kann bis zur Hälfte der Masse des Sterns betragen. Dies zeigt den Kern des Sterns, dem zu diesem Zeitpunkt im Leben des Sterns der Treibstoff ausgeht, der sich schließlich abschaltet und bevor er schließlich stirbt. Erst dann lässt der heiße Kern die ausgeworfene Hülle etwa 10.000 Jahre lang hell leuchten – eine kurze Zeit in der Astronomie. Dies macht den planetarischen Nebel sichtbar. Einige sind so hell, dass sie aus extrem großen Entfernungen von mehreren zehn Millionen Lichtjahren gesehen werden können, wo der Stern selbst viel zu schwach gewesen wäre, um ihn zu sehen. “

Dieses Modell befasste sich auch mit einem dauerhaften Rätsel in der Astronomie, weshalb die hellsten Nebel in fernen Galaxien alle dieselbe Leuchtkraft zu haben scheinen. Vor ungefähr 25 Jahren begannen Astronomen, dies zu beobachten und fanden heraus, dass sie die Entfernung zu anderen Galaxien (theoretisch) durch Untersuchung ihrer hellsten planetarischen Nebel messen konnten. Das von Gesicki und seinen Kollegen entwickelte Modell widersprach dieser Theorie jedoch.

Kurz gesagt, die Leuchtkraft eines planetarischen Nebels tut es nicht Kommen Sie auf die Masse des Sterns zurück, der ihn erzeugt, wie zuvor angenommen wurde. "Alte Sterne mit geringer Masse sollten viel schwächere planetarische Nebel bilden als junge, massereichere Sterne", sagte Prof. Zijlstra. „Dies ist seit 25 Jahren eine Konfliktquelle. Die Daten besagten, dass man helle Planetennebel von Sternen mit geringer Masse wie der Sonne bekommen könnte. Die Modelle sagten, dass dies nicht möglich sei. Weniger als die doppelte Masse der Sonne würde einen Planetennebel zu schwach machen, um ihn zu sehen. “

Im Wesentlichen haben die neuen Modelle gezeigt, dass sich ein Stern, nachdem er seine Hülle ausgeworfen hat, dreimal schneller erwärmt als ältere Modelle – was es für Sterne mit geringer Masse viel einfacher macht, einen hellen planetarischen Nebel zu bilden. Die neuen Modelle zeigten auch, dass die Sonne für Sterne mit geringer Masse fast genau am unteren Grenzwert liegt, wodurch immer noch ein sichtbarer, wenn auch schwacher planetarischer Nebel entsteht. Alles, was kleiner ist, fügte Prof. Zijlstra hinzu, wird keinen Nebel produzieren:

„Wir haben festgestellt, dass Sterne mit einer Masse von weniger als dem 1,1-fachen der Sonnenmasse einen schwächeren Nebel und Sterne mit einer Masse von mehr als 3 Sonnenmassen hellere Nebel produzieren. Im Übrigen liegt die vorhergesagte Helligkeit jedoch sehr nahe an der beobachteten Helligkeit. Problem nach 25 Jahren gelöst! “

Letztendlich hat diese Studie und das Modell, das das Team erstellt hat, einige wirklich vorteilhafte Auswirkungen auf Astronomen. Sie haben nicht nur mit wissenschaftlichem Vertrauen angegeben, was mit unserer Sonne geschehen wird, wenn sie (zum ersten Mal) stirbt, sondern sie haben auch ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug zur Bestimmung der Geschichte der Sternentstehung für Sterne mittleren Alters (einige Milliarden Jahre alt) bereitgestellt ) in fernen Galaxien.

Es ist auch gut zu wissen, dass wenn unsere Sonne in Milliarden von Jahren das Ende ihrer Lebensdauer erreicht, alle Nachkommen, die wir zurücklassen, dies zu schätzen wissen – selbst wenn sie über weite Entfernungen des Weltraums schauen.

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